JPS59200936A - 直流電気動力計のトルク測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明な」エンジン等の被試験機と直結して被試験様の
出力トルクを測定する電気動力計、特Ｃ二秤り装置を用
いないで電板子端子電圧、電機子電流、回転速度等を迎
１足して演Ｘ＋二よりトルクを算出する直流電気動力計
のトルク測定方法Ｃ二関する〇−散にこの種の直流電気
動力ｉｔ　（以下、動力計という）にハ、電機子のヒス
テリシス損および渦電流損、ブラシのＭ擦損、軸受の摩
擦袖１回転子の風損、漂遊負荷損、電機子回路巻線の銅
損等があり、そのために測定した電４す一子端子電圧、
電機子電流１回転速夏のみから算出したトルクは正確な
ものとは言えない。そこで、従来は上記に述べたような
損失を考慮した次式を用いてトルクを算出している。即
ち、損失を考慮したトルク値Ｔは、で表わせる。

ただし、 Ｋはトルク定数、 ■ａは電機子端子電圧、 １ａけ７ｂ桓子電流、 Ｎは回転速度、 Ｒａけ１Ｆ伊子回路の抵抗 ｅｂはブラシの接７１ｆＩ！電圧降下、Ｋｎ　ｎヒステ
リシス損の定数、 Φは生砂の磁束、 ＫＥ　はイ１シＩ冒ａ〕：流知の定数、Ｋ、ｂ　Ｉｔコ
プラシ灯擦損の定数、 １（Ｂはベアリング紛捺偵の定数、 ＫＷは風損の定数、 Ｋｓは標遊負荷損の定数 である。゛また、（１）式中の（＋）符号は動力針が仮
賦験磯から負勾を吸収するも３合を表わし、Ｈ符号に動
力側が被試験憬をｗ、ｂ勤する場合を表わす。

ところで、このような直流電気動力計σ、常ごニ一定状
態の負イＩ＋°ｆを吸収あるいは駆動するとは限らず、
１重々の弁償Ｊを吸収めるいは駆也むするため（二、前
記し斤、弐ｌ二よりトルクを算出するとψ７合によって
は測定１差が生ずることがある。すなわち、′嵯数子回
路；二流れる′電流け、吸収あるいは鹿動負荷柘の変化
（二よって変化するため、それｇ二つれて電機子回路巻
線自体の温度が変化し、電機子回路中線の抵抗値が変化
する。ところが、電機子回路中の宣（ｄ子巻線は回転し
ており、回転中の抵抗値が測定できないためｆ二、従来
の６］１］定方法は一般に静止時の電・成子巻線の抵抗
と粘Ｉ定子（＋１１＋　１６．売子（ロ）路の袖偵巻線
および補極巻ｈｙの抵抗を測定して合計し、その測定値
（Ｒ，）でもって電機子回路の銅損〔（１）式ｆ二乃、
ニーＪ−（Ｉａ２・Ｒａ））を算出するよｆ）１ニして
いる。このため、実際の銅損との間に誤差が生じ、これ
が、トルクを算出し７’ｃ狛合の測定誤差となって表わ
れ正確なトルク御ｊ定が行なわ１％ないことがある欠点
があった。

本発明の目的は、軍磯子回路唇勝の抵抗値変化による迎
ｊ定誤燈が少ない直流電気動力計のトルク測定方法を提
供する（二ある。

本発明の直流電気動力計のトルク測定方法は。

直流電気動力計の固定子１４１１篭様子回路の電圧降下
を検出し、との電圧降下を定数倍して電接子回路の全電
圧篩下を求め、電イ・表子端子電圧と電機子箪餅とし！
転数と電機子回路中 ら併試ル（椿すのトルクを算出することを特徴とするも
のである。

以下、本発明の笑施例な図面を参照して説明するが、そ
の前Ｉ：この辿１定方防の基本となる考え方ｉｎつき述
べる。他動式直流発電（候・の場合ｓ　？４ｈ忙・子回
路は通常゛（、・、ｈｒ’＋、予巻−および袖償巻線、
補称巻線より裕成されている。今、そ汎それの巻心の抵
抗値をｒ、　（市４・、り子４・−抵抗）＋ｒｃ’（補
償上−ｆ・抵抗）。

ｒｌ　（補枦巻がＩ抵抗）とすると　ｂｊ：椴子回路の
抵抗Ｒａ　（ｄ　Ｒａ　＝＝　ｒａ　＋　ｒ、　十ｒ工
となる。したがって、箪＋ｊＱ子回路電流工、が流ねた
場合の電機子回路中１圧降下はＩａＸＲ４＝ＩａＸ（ｒ
（１＋ｒ６＋ｔ１　）となる。コこで。

’７ｔ？、核子を勝の電圧降下工。Ｘｒ、σ′ミ做子が
回転体であるため、容易に検出するとと（ｒｉできない
。

しかし、袖１１イリ醜と補極＠線の電圧降下ｌαｘ（ｒ
。

＋ｒ□）は（−パ１定予巻′Ａ−であるため容易Ｃ二検
出できる。

一方、′屯べ・、ｔ＋春線折抗ｒ４．補償巷約抵抗ｒｅ
、補イζくイう一腺抵抗ｒ１にそれぞれ一定の値であり
、次のような抵抗比に、＋を仮ボした場合、このＫｌｔ
は一定不変の１１ｒとなる。

Ｋｐ−（ｒ４　＋　ｒ、＋　１１　）／　（ｒｒ、＋　
ｒｌ）　＝Ｒ６／　（Ｔｏ＋　ｒ　１　）したがって、
電は子回路抵抗Ｒ４けＲ，＝ＫＲｘ（ｒｅ　＋ｒｌ）で
表わせるｏ′Ｊた％電機子回路の笛、圧降下はＩａＸＲ
ｃＬ−ＫＲＸ　（ｒ（、＋ｒｌ　）　Ｘ　Ｌとなる。こ
こで、（ｒＧ＋ｒ、）ｘＩａけ上記（二述べたようζ二
、￥か出が容易なｉｆ：定子１！ｉｆ　’ｆｔ￥悼子回
踏子回路１ｔ（と補似咎りの箱、圧降下である。よって
、あらかじめ循・正時に、′覗機子巻予巻抵抗ｒ６と祁
）１寅合砦抵りＣｒＱと？ｎ；ｖ祭祁抵抗ｒＩン測定し
、抵抗比Ｉ（Ｒを求めておけは、回転中の電（か子ＩＲ
，ｌ　Ｉ錫旬圧同下σ生・β出した袖１１・教綜と役極
巻約の電圧降下（ｒ、＋ｒ工）　ｘ　Ｉａを抵抗比ＫＲ
倍することにより求められる。

ま左、゛ｄ！樟子魁−胛とネｆｉｌ　４．’５！’、巻
線、″ｆｉｉ＋本ｉｆ巻線は凸刻（二接ｂ、されている
ため、同一の？ｂ、１・〜、・子′曲流が流れ。

電流変化ｇ二よる抵抗の温度りご化は同一でろると考え
て実用上支障は蕪い。したがって、検出した補償４程と
補極せ酬の電圧１４下すなわち、百足子側？ａ灸子回路
の電圧降下を抵抗比１＜Ｂ借して求めた重機子回路電圧
降下Ｉａ　Ｘ　Ｒ４＝ＫＲＸ　（ｒ　ｃ　＋　ｒ　ｒ　
）　ｘ　Ｉ　ａ　ｌ二宜Ｊ（Ｈ＋４子ｉｉ、：　！７Ｆ
、　１　ａ倍して求めた１　ｏ、”　Ｘ　Ｒａ　＝＝　
Ｋ１（Ｘ　（ｒ　ｏ十ｒ　ｒ　）ｘｌ、　　を宿世とし
て、（１ン式ｆ二代入し、トルクＴを１１出することに
より、吸収あるいは駆動負荷＄；：の変化（二よる１Ｅ
恒子回路抵抗の温度変化による銅損の変化を止イｉ’ｊ
’、　ｌ二１１１月ｆ器することができ、トルクの御ｊ
定千１）゛度σ）同士が望める。

ｉＭ＋而＋面　、本弁明の一実施例を示すブロック図で
ある。ｌ＞−１において（１）は電気動力計の’ｃｉ７
４ｐ子、Ｅは内部菖紅′眼圧、　　ｒａは牡碌予巻勝獄
抗、　　１１は袖伸巻脚抵（ｊＣ％　ｒ、は袖領巻脚抵
抗、＝＋ｈり袖領巻λ・、−抵抗と’ｆｍ　’％ｐ　も
Ｈｇの′１：］圧１１．ｉ下ｌ４Ｘ（ｒｃ、”ｒｌ）を
導出する装置、（８）げ冗か４・子電汎１．を導出する
装置、（４）は補償８脚と杓１　’＃ｈｒ、　０紳の箱
、圧降下’　ａ　Ｘ　（ｒ　ｃ　４　ｒ、　）を′屯磯
子回路伏抗Ｒ，＝ｒａ＋ｒＧ＋ｒ□と柿偵巻鞭および補
極イ８ｉｇ！　＋７）抵抗ｒ。＋ｒ■との比ＫＢ　二Ｒ
ａ　／　（ｒ　ｂ　＋　ｒ　１　）倍して′［５侵子回
路′亀圧１γ千：下を算出する回Ｆ？、ｉ　、　（５）
は電機子回路１ト：圧降下１（Ｈｘｌ、（ｒ、＋ｒ工）
を鎮恢子宙＃Ｌ１−倍してｔＩＩｊ損を′す出する回路
、（６）は（１）式の鉢１損（■、２・Ｊへ）のかわり
ζ二銅槓を便用する回路（５）で刊すられた免ＩＪｌｌ
ｉＪＫ１（ＸＩａ（ｒｃ＋ｒ、）＋　Ｉ−よりトルり演
９するトルり演算Ｖ館である。

ヤパ１、上記実施例（ｄイルイ１１ヤ、鋏と村ｌ佑・唄
−厩とがめる壮り合を示したが、一方の祁、ｉ　ｉ−７
ろ綜たけがどつる場合でも同様に指：１手）子回路の銅
損を六と）ることかできることは言う聾でもない。

以上のように、不発り旧は固定子Ｑｌｉ　゛）ｌ−：、
　Ｊ、子＋ｐ＋路の電圧降下をオ・；出し、静止時の’
ｆｒ、（天子ｌ（：］路抵抗と固定子イ９１ｊ　ｉ：：
、検子回路の抵抗との比をこの固だ子側電機子回路の筒
、圧降下にか（することにより「［Ｍ子回路の全’Ｉ（
ｉ’、圧降下を氷め、＊ｌｂ’を贋出し、トルりを算出
するようにしたため、霜、ひ子ｌ！ｌｌと゛２抵抗Ｃ）
τＡｉ＋：度俊化による銅損の変化を正確１−把握する
ことができ、極めて正ｌｅｔ　７ｒ　トルク測定がでさ
るすぐノまた動床がある。

【図面の簡単な説明】

図［ｎｊは本発明の■−流′醒気動力ｇ１のトルり測定
方法の一実施例を示すブロック図であるＯ（］）・・・
電気動力剖の箪（ｋ子 （２）・・・袖惧巻縁と補＄）巻線の゛目１．圧Ｎｔ下
をηＪ出する装置 ＋８１・・・電榎子′電流を導出する装置（４）・・′
晰、（・ツク子回路′目コ圧降下を算出する回路（５）
・・釦ローを算出する回路 （６）・トルク演鏝回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被試験機と直結して被試Ｆｆｆｉ機のトルク測定
   を行なう１ハ流電気動力計において、前記直流電気動力
   計の固定子側電機子回路の電圧降下を検出し、この電圧
   降下を定数倍して電機子回路の全電圧降下を求め、電機
   子端子電圧と電機子電流と回転数と前記’ｔ＆：　検子
   回路の全電圧降下と損失とから被試験機のトルクを算出
   することを特徴とする面かＬ′亀気気動力計トルク測定
   方法。 （２）直流電気動力計は補極巻線と補償巻勝とを有する
   ことを特徴とする特許請求の範ＦｉＪ３第１拍記載の直
   流゛電気動力計のトルク測定方法。 （８）直流′電気動力計は補極巻肪のみを有することを
   ｔｒｆ徴とする特許請求の範囲第１項記載の直流電気動
   力計のトルク測定方法。