JPH07260902A - ロータの鉄損測定装置及びその方法 - Google Patents

ロータの鉄損測定装置及びその方法

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JPH07260902A
JPH07260902A JP7270694A JP7270694A JPH07260902A JP H07260902 A JPH07260902 A JP H07260902A JP 7270694 A JP7270694 A JP 7270694A JP 7270694 A JP7270694 A JP 7270694A JP H07260902 A JPH07260902 A JP H07260902A
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loss
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Mamoru Zennyoji
守 善如寺
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータの鉄損を簡単な構造で正確に測定す
る。 【構成】 ベース板の上面に立設された環状ボス状の軸
受ブラケット2内に円筒状の回転軸4を同心的に回動自
在に設け、ベース板の下側にて固定された円筒状ブラケ
ット5を回転軸4内に同心的に遊挿し、その円筒状ブラ
ケット5内に棒状のシャフト7を同心的に枢支する。シ
ャフト7に同軸的に結合した継手8aと、その上方に同
軸的に位置するように設けた継手8bとにより、ロータ
9を枢支し、ロータ9を外囲するように回転軸4にステ
ータ16を同軸的に結合する。ステータ16を駆動モー
タ22により回転させ、シャフトに7にワイヤ18を介
して連結されたロードセル19にてロータ9のトルクを
検出し、鉄損を測定する。 【効果】 ロータの静止状態で鉄損を測定でき、ロータ
を回転させる場合のロータの製品間誤差による回転機構
の調節などを必要とせず、鉄損測定を容易化し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータのエネルギ損失
の内のロータの鉄損を測定するためのロータの鉄損測定
装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】モータのエネルギ損失の1つである鉄損
(うず電流損・ヒステリシス損)はモータ効率に影響
し、ロータコアの材質・板厚・積層方法により鉄損が変
化するため、その値を正確に把握することが望ましい。
従来のロータの鉄損測定装置にあっては、被測定対象の
ロータを、固定マグネットで構成した磁界中で所定の回
転数で回転させ、ロータの温度上昇を測定したり、回転
入力エネルギを測定するなどしていた。
【0003】上記温度測定によるものでは、鉄損への換
算を正確に行うことが困難であった。また、ロータの回
転トルクを検出するようにしても、ロータを回転させる
ことにより、軸受や駆動機構のカップリングや風損の影
響が生じ、正確な鉄損値を求めることは困難である。特
に、小型モータ用アマチュアロータでは、鉄損が小さい
ため、鉄損以外の損失を小さくしなければならないが、
軸受や駆動機構などに低損失の構造のものを用いると装
置が高騰化するという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、ロータの鉄損を簡
単な構造で正確に測定し得るロータの鉄損測定装置及び
その方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、モータのロータの鉄損を測定するためのロ
ータの鉄損測定装置であって、前記ロータの軸を枢支す
る軸支手段と、前記ロータを同軸的に外囲すると共に前
記ロータに対して独立して回転可能に設けられたステー
タと、前記ステータを所定の回転数で回転させるための
駆動手段と、前記ステータの回転時に前記ロータを静止
させつつ前記ロータの軸の回転トルクを検出するトルク
検出手段とを有することを特徴とするロータの鉄損測定
装置、あるいはモータのロータの軸を軸支手段により枢
支し、前記ロータを同軸的に外囲するステータを前記ロ
ータに対して駆動手段により独立して回転させ、前記ス
テータの回転時に前記ロータを静止させつつ前記ロータ
の軸の回転トルクを検出し、前記回転数と前記回転トル
クとから算出される鉄損を、最小2乗法により回転数の
2次式に近似してヒステリシス損とうず電流損とに分け
ることを特徴とするロータの鉄損測定方法を提供するこ
とにより達成される。
【0006】
【作用】このようにすれば、被測定対象のロータを回転
させることなく、ステータの回転磁界により誘起される
ロータのロータ軸の回転トルクを検出でき、回転数とト
ルクとからエネルギ損失を求めることができる。この
時、ロータの軸受の回転抵抗や、風損、カップリングな
どの駆動機構の伝達損失などが含まれないことから、鉄
損を正確に測定し得る。また、ヒステリシス損が回転数
の1乗に比例し、うず電流損が回転数の2乗に比例する
ことから、測定された鉄損を最小2乗法により回転数の
2次式に近似することにより、ヒステリシス損とうず電
流損とに分けることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
【0008】図1は、本発明が適用されたロータ鉄損測
定装置の要部縦断面図であり、図2は、その概念的模式
図である。ベース板1の上面には環状ボス状の軸受ブラ
ケット2が立設状態にねじ止めされており、軸受ブラケ
ット2により、その軸線方向に所定の間隔をおいて配設
された一対のベアリング3a・3bを介して円筒状の回
転軸4が同心的に回転自在に軸支されている。なお、回
転軸4は、ベース板1に開設された開口を介して上下方
向に貫通している。
【0009】回転軸4内には小径長尺の円筒状ブラケッ
ト5が同心的に遊挿されており、その円筒状ブラケット
5の下端部が、ベース板1の下面に固着された図示され
ない固定ブラケットを介して固定状態に支持されてい
る。すなわち、円筒状ブラケット5はベース板1に固定
され、回転軸4は、円筒状ブラケット5に対して接する
ことなく回転自在である。
【0010】円筒状ブラケット5内には、その軸線方向
に所定の間隔をおいて配設された一対のベアリング6a
・6bを介して棒状のシャフト7が同心的に枢支されて
おり、そのシャフト7の上端部には、軸支手段を構成す
る円筒状の継手8aが同軸的に結合されている。継手8
aには被測定対象であるモータのロータ9のロータ軸9
aの一端部が嵌合しており、ロータ軸9aの他端部が、
上方に同軸的に配置された軸支手段を構成する支持軸1
1の円筒状継手8bに結合されている。図1に示される
ようにベース板1の上面に立設されたスタンド12には
上下に延在するようにレール13が固設されており、そ
のレール13上を変位自在なスライダ14から水平方向
に延出するアームの遊端部に固定された軸受ユニット1
5を介して、上記支持軸11が、シャフト7(継手8
a)に対して芯出しされて回転自在に支持されている。
【0011】回転軸4の上端面には、ロータ9を外囲す
るように、被測定対象のモータのステータと同様にマグ
ネット16aを内周面に配設された円筒状のステータ1
6が同軸的に結合されている。また、上記シャフト7の
下端部が円筒状ブラケット5の下端より下方に突出して
おり、その突出端部には半径方向外向きに延出するレバ
ー部材17が固着されている。レバー部材17の遊端部
にはワイヤ18の一端が結合されており、そのワイヤ1
8の他端が、ベース板1にブラケットを介して固設され
たロードセル19に結合されている。このようにしてト
ルク検出手段が構成されている。
【0012】そして、回転軸4のベース板1の下方に露
出する部分の外周面にはプーリ溝21が形成されてお
り、ベース板1の下側に固設された駆動モータ22とベ
ルト掛けされている。また、回転軸4のプーリ溝21の
下側部分にはタイミングプーリ23が嵌着されており、
そのタイミングプーリ23に巻回されたタイミングベル
トを介してロータリエンコーダ24が連結されている。
これら駆動モータ22及びロータリエンコーダ24は図
示されない制御装置と電気的に接続されている。このよ
うにして、ロータを所定の回転数で回転させるための駆
動手段が構成されている。
【0013】このようにして構成されたロータ鉄損測定
装置の測定要領について以下に示す。
【0014】まず、被測定対象のロータ9のロータ軸9
aの一端部を、シャフト4側の継手8aに差し込む。な
お、継手8aの上端部には、周方向について1箇所切断
された環状アタッチメントが嵌装されかつねじで締め付
けられて一体化されており、その環状アタッチメントか
ら半径方向外向きにアーム25が延出し、そのアーム2
5の延出遊端部に継手8aの軸線に沿う平行ピン26が
立設されている。この平行ピン26は、ロータ軸9aを
継手8aに差し込んだ際にロータ9のコア9bのスロッ
ト内に先端部を没入可能な長さに形成されている。従っ
て、ロータ9に回転トルクが生じた際に、平行ピン26
を介して継手8aにトルクが伝達される。
【0015】次に、スライダ14を下げて、そのアーム
の遊端部に軸受ユニット15を介して枢支された支持軸
11に結合された継手8bにロータ軸9aの他端部を差
し込む。このようにして、ロータ軸9aの両端部が各継
手8a・8bにより芯出し状態で支持される。また、変
位可能なスライダ14を設けていることにより、軸長の
異なるロータにも対応でき、アタッチメントなどを必要
とせず、高い汎用性を有する。
【0016】そして、図示されない制御装置により駆動
モータ22を駆動して、ロータリエンコーダ24で回転
数をフィードバックしながら、回転軸4を図2の矢印A
の向きに所定の回転数で回転させる。この時、回転軸4
と一体化されたステータ16の回転による回転磁界の影
響によりロータ9が矢印Aの向きに連れ回りしようとす
るが、前記したようにシャフト7に固着されたレバー部
材17がワイヤ18を介してロードセル19と連結され
ていることから、ロータ9の回転が止められ、上記回転
しようとするトルクによりワイヤ18が図2の矢印Bに
示されるように引っ張られるため、ロータ9のロータ軸
9aに生じた回転トルクをロードセル19で測定でき
る。それら回転数とトルクとからロータ9の鉄損を算出
し得る。なお、例えば1000rpm〜6000rpm
まで500rpmピッチで回転数を変化させて、各回転
数毎にトルクを測定することにより、ロータ9の鉄損特
性を容易にグラフ化できる。
【0017】なおヒステリシス損(Ph)が回転数
(n)の1乗に比例し、うず電流損(Pe)が回転数の
2乗に比例することから、測定された鉄損(Pt)を、
2次式に近似(Pt=a0+a1n+a22)し、最小2
乗法により各係数を求めることにより、ヒステリシス損
(Ph=a1n)とうず電流損(Pe=a22)とに分離
できる。また、近似式を用いて、任意の回転数での鉄損
を予測可能である。
【0018】ところで、同一型のロータであっても各ロ
ータ間に製品間の誤差があり、従来のようにロータを回
転させた場合には、各ロータ毎に安定度が異なってしま
うため、測定時の調節が煩雑化する。本発明によれば、
ロータを静止させていることから、ロータの製品間の誤
差による影響を受けることがないばかりでなく、高精度
なベアリングを必要としないため着脱性が良い。また、
ステータ16を回転させるが、同一型のロータに対して
は同一形状のステータを使用でき、一度回転バランスを
取っておけばロータ毎に調節する必要がなく、測定作業
を容易に行い得る。
【0019】なお、型の異なるモータのロータを測定す
る場合には、図1の想像線に示されるように被測定対象
に合わせた(マグネットの形状や個数及び配置を製品と
同一にした)形状のステータ27を付け替えると共に、
ロータ軸の径も違う場合には各継手も付け替えることに
より測定可能である。
【0020】
【発明の効果】このように本発明によれば、ロータを回
転させることなく、その鉄損の測定が可能であることか
ら、同一型のロータを順次測定する場合にはステータの
回転バランスを一度取るのみで良く、ロータを交換する
度に調節する必要がなく、鉄損の測定作業を容易に行い
得る。また、ロータを回転させる場合にはロータ軸を支
持するために高精度なベアリングを用いる必要があった
が、本発明によれば簡単な軸支構造にすることができ、
ロータの着脱性も良く、作業性をより一層簡易化し得
る。また、鉄損を最小2乗法により回転数の2次式に近
似することにより、ヒステリシス損とうず電流損とに分
けることができ、近似式を用いて任意の回転数の鉄損を
予測でき、モータの鉄損特性を好適に把握し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたロータ鉄損測定装置の要部
縦断面図。
【図2】ロータ鉄損測定装置の概念的模式図。
【符号の説明】
1 ベース板 2 軸受ブラケット 3a・3b ベアリング 4 回転軸 5 円筒状ブラケット 6a・6b ベアリング7シャフト 8a・8b 継手 9 ロータ 9a ロータ軸 9b コア 11 支持軸 12 スタンド 13 レール 14 スライダ 15 軸受ユニット 16 ステータ 16a マグネット 17 レバー部材 18 ワイヤ 19 ロードセル 21 プーリ溝 22 駆動モータ 23 タイミングプーリ 24 ロータリエンコーダ 25 アーム 26 平行ピン 27 ステータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータのロータの鉄損を測定するための
    ロータの鉄損測定装置であって、 前記ロータの軸を枢支する軸支手段と、前記ロータを同
    軸的に外囲すると共に前記ロータに対して独立して回転
    可能に設けられたステータと、前記ステータを所定の回
    転数で回転させるための駆動手段と、前記ステータの回
    転時に前記ロータを静止させつつ前記ロータの軸の回転
    トルクを検出するトルク検出手段とを有することを特徴
    とするロータの鉄損測定装置。
  2. 【請求項2】 モータのロータの軸を軸支手段により枢
    支し、前記ロータを同軸的に外囲するステータを前記ロ
    ータに対して駆動手段により独立して回転させ、前記ス
    テータの回転時に前記ロータを静止させつつ前記ロータ
    の軸の回転トルクを検出し、前記回転数と前記回転トル
    クとから算出される鉄損を、最小2乗法により回転数の
    2次式に近似してヒステリシス損とうず電流損とに分け
    ることを特徴とするロータの鉄損測定方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010190691A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Railway Technical Res Inst 超電導磁気浮上式鉄道における地上コイル導体の渦電流損失の模擬測定方法およびその装置
KR101025236B1 (ko) * 2009-09-09 2011-03-29 서재철 철손 시험기용 시편 투입장치
CN110441687A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 中车株洲电机有限公司 双馈风力发电机转子铁耗的测量方法、装置及***
CN114552819A (zh) * 2022-04-21 2022-05-27 浙江大学 一种电机及测量其铁损的方法

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