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2019年11月3日日曜日

モータ


モータの電力などに関して、説明してくれているサイトを検索。


1-1 モータとは何か | 日本電産株式会社


図1.1モータの入力と出力
モータは電気エネルギーを機械エネルギーへ変換する装置である

説明と上に引用した図が分かり易い。

  • 電気的な入力(=電圧$\times$電流)が各種損失で失われ、残りが機械出力になる。
  • 損失は、銅線内の損失(銅損 copper loss)と鉄心内の損失(鉄損 iron loss)の割合が大きい。

機械出力(動力)は下記で求められる。

$$\begin{eqnarray*}P&=&\omega\times T\\&=&\frac{2\pi}{60}\times N\times T\end{eqnarray*}$$
$P\;\lbrack\mathrm W\rbrack$: 機械出力、$\omega\;\lbrack\mathrm{rad}/\mathrm s\rbrack$: 回転速度、$T\;\lbrack\mathrm N\cdot\mathrm m\rbrack$: トルク、$\\N\;\lbrack\mathrm{rpm}\rbrack$: 回転数


DCモータの特性
DCモータ性能特性図の見方について
DCモータは電圧が一定の時、T-N及びT-I特性は上記のように2本の直線で表すことが出来ます。$N_0$、$I_0$、$T_s$、$I_s$は4点性能と呼ばれ、個々にモータの性能を特徴付ける性能となります。基本的に定格トルクは、最高効率のトルクよりやや低い値とします。この時の回転数を定格回転数($N_r$)、電流値を定格電流($I_r$)と定め規格値を設定します。よって、試作モータを実機装置にて駆動させて端子間の電流値を測定すれば電流値から実機装置の負荷状態を読み取ることが可能となります。負荷状態が概ね定格トルク以内であるDCモータの選定が望ましいこととなります。
※ギヤードモータの場合は、ギヤヘッドの定格許容トルク範囲内、且つモータの定格電流値未満であることが期待寿命を長くお求めになる場合のポイントとなります。
$N_0$: 無負荷時回転数、$I_0$: 無負荷時電流、$T_s$: 起動トルク、拘束負荷、$I_s$: 起動電流、拘束時電流値



$$\begin{eqnarray}V=RI+L\frac d{dt}+E_m\\E_m=\phi_m\omega_r\\T_m=\phi_mI\\J\frac d{dt}\omega_r=T_m\end{eqnarray}$$


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