巻線抵抗と温度
銅またはアルミニウムTCRを使用して、任意の温度でのモーター巻線抵抗を計算します。モーターディレーティングの抵抗変化率を取得します。無料で即時に結果が得られます。
公式
仕組み
この計算機は、DCモーターの巻線抵抗と、それが銅損と速度調整に及ぼす影響を計算します。モーター修理技術者、品質管理エンジニア、および駆動システム設計者は、これを使用して巻線の故障を診断し、温度による性能変化を予測します。巻線抵抗測定は、巻線の短絡、巻線の開閉、接続上の問題を検出するための主要な診断テストです。
IEC 60034-4によると、電機子抵抗 (R_a) には、ブラシ付きモーターの導体抵抗とブラシ接触抵抗が含まれます。銅抵抗は、R (T) = R_25 × [1 + 0.00393 × (T-25)] という温度係数式に従います。ここで、0.00393/°CはIEC 60028に基づく銅の抵抗係数です。100°Cの標準動作温度では、抵抗値は25°Cの値を 29.5% 上回ります。
抵抗は3つの性能指標に直接影響します。（1）IEEE 112による総モーター損失の30〜60％を占める銅損 P_Cu = I²×R_a, 、（2）速度調整— 電圧降下 I×R_a は逆起電力電圧と速度を低下させます。（3）失速時の最大電流 I_stall = V/R_a. 24V電源の電機子抵抗が 2Ω のモーターには12Aのストール電流が流れます。これによりヒューズのサイズが決まり、ドライバ電流能力。NEMA MG-1によると、巻線抵抗の許容誤差は25℃でのネームプレート値の±10％です。
計算例
電動スクーター用の48V BLDCモーターは、25°Cでの位相抵抗 0.15Ω （ラインツーライン）を備えています。動作巻線温度は110°Cに達します。定格電流は連続30Aです。
ステップ1 — 高温抵抗の計算: R_hot = R_25 × [1 + 0.00393 × (T-25)] R_hot = 0.15 × [1 + 0.00393 × (110-25)] R_hot = 0.15 × [1 + 0.334] = 0.15 × 1.334 = 0.200Ω
ステップ 2 — 定格電流での銅損の計算: P_Cu_cold = I² × R = 30² × 0.15 = 135W P_Cu_hot = 30² × 0.200 = 180W 高温動作により銅損が 33% 増加する
ステップ 3 — 速度規制の影響を評価する: 電圧降下低温:I × R = 30 × 0.15 = 4.5V (電源の 9.4%) 電圧降下ホット:30 × 0.200 = 6.0V (電源電圧の 12.5%) 温度による速度低下:全負荷時にさらに 3.1%
ステップ 4 — ストール電流能力の検証: I_stall_hot = V /R = 48/0.200 = 240A コントローラは 240A のピークを処理するか、電流制限を実装する必要があります
結果:110°Cでは、巻線抵抗が 0.15Ω から 0.20Ω. に 33% 増加します。これにより、銅損失が135Wから180Wに増加し、負荷速度がさらに 3.1% 減少します。温度上昇を制限したり、連続電流を減少させたりする熱管理を設計してください。
実践的なヒント
- ✓IEEE 1415のモーター診断によると、データシートの 10% 下の抵抗はターンの短絡（インピーダンスパスの低下）を示し、10% 以上は抵抗の高いジョイント、ストランドの破損、またはブラシの摩耗を示します
- ✓仕様と比較するには、測定値を常に25°Cのリファレンス：IEC 60034-1に準拠した R_25 = R_measured / [1 + 0.00393 × (T_measured - 25)] に正規化してください
- ✓BLDCモーターの場合、線対線（相間）を測定します。星巻モーターは単相抵抗の2倍を読み取り、デルタ巻線モーターは相あたり2/3を読み取ります。計算前に巻線構成を確認してください
よくある間違い
- ✗低抵抗用の標準マルチメータの使用：IEC 60034-4では、接触抵抗とメータ誤差により±0.1-0.5Ωの誤差が発生します。± 1% の精度を実現するには、10Ω以下の抵抗に対して4線式ケルビン測定を使用してください。
- ✗ブラシ付きDCモータのブラシ抵抗を無視すると、カーボン・ブラシ接点によりブラシ1本あたり 0.1-0.5Ω 合計 (0.05-0.25Ω が追加されます（メルセン・ブラシの仕様による）。これはアーマチュア回路の実効抵抗の一部です。
- ✗低温抵抗と高温抵抗が等しいと仮定すること：IEC 60028 によると、100°C では銅抵抗は 25°C の場合よりも 29.5％ 高くなります。これを無視すると、高温銅損失と速度調整が 30% 過小評価されてしまいます
よくある質問
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