2018年01月20日

回転計とトルク計

tachometer and torque indicator フライス盤の改良で、回転計を用いて回転数を測定した。これはレーザ光を発し、反射光を数えるタイプである。アマゾンで安価にて購入した。写真中央下のものである。この話を教えて下さったのは、時々登場する Dr.Y である。氏は様々なモータを測定して、一覧表にされたのだ。100機種弱を整理されたデータで、非常に興味深い。
 電圧電流が直読できる安定化電源と、トルク計を用いれば測定できるとは言え、大変な労力を投入したデータであり、貴重だ。

 写真中央上はトルク計である。三爪チャックでモータの出力軸を掴み、所定の電圧で廻してバネ秤で直読する形式になっている。表示単位は昔懐かしい ”g重cm” である。 

 Dr.YはHOを楽しまれているので、モータのトルクはせいぜい 100 g重cm である。筆者に見せて下さった時、Oスケール用のものも測定してみよう、ということになった。しかし、たちまち振り切ってしまった。もっと大きなものが必要であった。

torque indicatorcalibration その後、ヤフオクで目を皿のようにして探し、ついに 600 g重cm のものを購入することに成功した。これらの写真をご覧になるとお分かりかと思うが、正逆回転に対応した目盛りになっている。
しかしこれでも振り切るものがいくつかあり、低電圧で測って高電圧のトルクを、外挿して求めることになった。筆者は商売柄 ”Nm” しか使わないので、980を掛けて何桁ずらすのだったか、再計算にやや手間取った。
 径が大きなものはモーメントが大きいので、概して高トルクである。マイティ800に付けてあるのは出力11.5 Wで、大人を載せた客車を牽いても、かなりの加速を示すはずである。もちろん客車にはボールベアリングを付けていることが条件だ。
 
 模型機関車用のモータとして適するのは、強力な界磁を持つ低回転モータで、負荷の掛かった時の回転数が落ちる率が小さい物である。吉岡精一氏が書かれた「モータ調書」のデータとよく一致する。昔から定評のあるEscapの低回転モータは、その点、抜群の性能を持つ。もちろん、伝達系は高効率であることは最低条件で、ろくに廻らないギヤトレインでは、話にならない。

 吉岡氏がデータを採られたのは25年前で、当時無かったモータもあるので、再度調べてみる。近々導入予定のパシフィックの強力機に搭載するモータを決める必要があるのだ。重量客車数輌を牽いて、15.6‰を駆け上がらねばならない。


コメント一覧

1. Posted by 森井義博   2018年01月20日 17:46
トルク計でのトルク測定は、起動トルクですよね。
トルクリップルとか、定格電圧をかけて無回転の時に発生する熱への配慮(熱で焼けたり、トルクが小さくなったりする)はどのようにされているのでしょうか。
私が、モータの設計をしていた時は、トルクリップルの計測時を除いて、直接起動トルクを測定することはありませんでした。
回転している時のトルク・回転数を複数の条件で測定し、トルク・回転数曲線(理論上は直線ですが実際には曲線になります)から回転数0の時のトルクを求めていました。
2. Posted by dda40x   2018年01月24日 17:29
このトルク計を用いると、起動トルクは一瞬で測定できます。コイルが温まる暇もないほどです。ほとんどのモータの特性曲線は既にあるので、チェックするだけです。自分で特性曲線を作ろうと思えば、もう少し面倒な方法でやります。以前紹介した電動発電機の負荷を増減する方法です。ストロボも手の届くところにあります。
恐れ入ったのは、600 gwcmを6Vで振り切るものや、9 Vで3 Aを超えて電源のリミッタが働くものがあることです。これらのコアレスモータは、どんな用途に使われるのだろうと、思いを巡らします。
3. Posted by 森井義博   2018年01月24日 21:59
30年前ですが、この手のトルク計を使ってステッピングモータのホールディングトルクを測定していました。
このトルク計で通常のモータの起動トルクを瞬時に測定することは、私には出来ない業です。(過去に試したことはあります)
モータの特性は、毎日仕事で測定していましたので、かなりの数を測定しましたが、ばね秤、分銅、プーリ、糸、非接触の回転数計があれば、かなり正確に測定できます。大がかりな仕掛けは不要です。
小さなモータの場合ですと、負荷器との接続のカップリングのロスによる影響が大きいため、簡便な方法の方が正確に測定できました。
昔(40年位前)のコアレスモータはあまり電流を流せず、コア付モータよりも負荷特性の劣るものが多かったのですが、最近のは磁石の進歩や、ブラシ・整流子の進歩等でトルクの強いものが多いですね。

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