HOME >> 鉄道模型実験室 > ギヤドモータ HPCB の無負荷特性を測る
鉄道模型実験室 No.281 ギヤドモータ HPCB の無負荷特性を測る
リアルタイムモニタの新しい方法として、Excel の Data Streamer を使ってみましたが、簡単に逆起電力定数も測定出来てしまいました。今回やその時使用したギヤドモータの無負荷特性を測定しました。
■ 無負荷特性の測定
測定方法は従来と同じですが、ロータリエンコーダはこのモータにしか装着されていないので、活用場面は今回のみなのです。そこで、実験セットも粘着テープを使用した応急処置のような状態です。
モータは木製のベースに専用のブラケットを使って固定しています。出力軸には六角ホイールアダプタを使って四駆用のホイールを取り付けていますが、これは次のステップでの負荷特性測定のための準備です。
データの処理回路は、モータに供給される電圧と電流値を測定する必要がありますが、電流値は300mA を越える恐れがあるので、「小型DCモータの調査 測定範囲の拡大」（2026/1/7）にて作成したArduino 用のシールドを活用しました。そのまま使用するためには、ロータリエンコーダのための割り込むポートの回路を修正する必要があるため、右上の写真のように、ブレッドボードを使って配線して回路の一部だけ使用することにした。
■ 実験結果
.
実験方法は、Excel の Data Streamer を設定して、安定化電源から供給する電圧を変化させるだけです。
でも、今回も Data Streamer 設定段階でウロウロしてしまいました。先回使用したファイルをコピーして名称を変更し、既存のデータを消去して今回使用するためのテンプレートとしたのです。ところが、Data Streamer リボンをクリックすると新しいシートが作成されてしまいます。そこで、計算式やグラフの設定をコピー/ペーストして移したものの、接続を開始してもうまく行きませんでした。
結局は、新しいシートに最小限の設定を実施して測定を開始するはめになってしまったのだ。慣れるまでは仕方が無いですね。便利なようですが、まだまだ不便でね。
*****************************************
測定出来た時間軸のデータを右に示します。最初は慎重に電圧を変化させていましたが、途中からはゼロにしたり、早くしたりと変化させました。
実験終了後に、生データを加工して求めるグラフを作成しました。このモータの無負荷特性です。
このモータは立上りが早いですね。0.5volt 以下で回転を始めています。特に電流-電圧特性を見ると、回転を始める前の巻線抵抗による電流値の傾向が読み取れるので、何らかの活用方法があるかも知れません。
また、回転数特性は一直線の特性を示していますが、電流特性は、少し山なりになっています。機械的な要因なのか、電気的な要因なのかは分かりません。
また、電流特性においては、上昇時と下降時なのか、あるいは温度上昇による影響なのか分かりませんが、電流値がずれていることが分かります。少しあせって実験したので暖機運転を忘れていました。
でも、無回転時の電流データを除いた部分をグラフにしてみました。左のグラフです。そして、何時ものようにこれを直線近似させ、その近似式を求めました。その式は、
Y = 9.2109x + 84.33 ｍA/volt
です。これは後からの解析で活用する予定です。
*********************************************************
次回は、負荷特性を測定することにします。
2026/2/12