DCモータが負回転しているとき、正電流を流すと出力トルクはいくらになりますか？

質問

どうもお世話になります。
DCモータをPWMによって電流制御（トルク制御）しているのですが、
外力によってモーターが負回転させられている状況で、正電流を
流した場合の出力トルクは計算で算出することは可能でしょうか？

実際に、力センサで測定したところ、負回転時の場合、電流値に比例
したトルクを出力していないように思えます。

メーカーのカタログを見ても、正回転時における計算方法しか載って
おらず、大変困っております。どうぞご助言頂ければ幸いです。

回答No.3

foobar

DCブラシレスモータに正の電圧を加えつつ、軸を逆向きに外力で回転させたときのトルク
ということでよろしいでしょうか？

DCブラシレスモータを交流同期電動機＋インバータの組合せとして扱ってやれば、電流からトルクを計算することは（計算は面倒ですが）可能かと思います。

ただし、直流入力自体をPWMで制御しているとのことですので、その影響も加味する必要が出てきて、計算がさらに複雑になるように思います。
直流入力をPWM制御する場合でも、還流ダイオードを使ってモータからの電流経路を確保できるようにしているのか、還流ダイオードを使わずに電流を0にしているのかでも特性が変わるように思います。（インバータ：ブレシレス用の半導体スイッチ部分：の中でどのように電流が流れるか、が変わってくるように思います。）

回答No.2

foobar

DCモータのタイプによって変わるところがあるかと思いますが、
ブラシを持った永久磁石界磁（あるいは他励）のDCモータで、ブラシに進み角（遅れ角だったかな？負荷電流が流れたときの特性変化を補償するために、ブラシの取り付け位置を若干ずらすというもの）が0のモータだと、逆転正トルクの場合でも、電流とトルクは比例します。
（運転状態としては、正回転でトルクが負（回生運転）と同じ状況になりますので）

ブラシレスDCモータだと、半導体スイッチの極性が絡んでくるので、逆回転での運転はできないように思います。
また、ブラシつきでもブラシの位置をずらして取り付けてあるタイプだと、正転と逆転では特性が変わってくるかと思います。

お礼

現在使用しているＤＣモーターはブラシレスモーターです…。
ということは、トルクを算出するのは難しそうですね。

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

A-Tanaka

ちょっとだけ、大変な実験が必要になってしまうことをご了承ください。

正回転は、メーカ等でもきちんと計測しているため、カタログ値として公表しているのだと思います。しかしながら、ご質問の場合には、逆起電力を計測によって求め、なおかつ、モータ内部の内部抵抗値を測定してから、計算が可能になるかと思います。

お礼

具体的には逆起電力と内部抵抗を測定することで、
どのような計算式から算出することが可能なのでしょうか？
もし、ご面倒でなければヒントだけでもお教え頂けると
ありがたいです。

ご回答ありがとうございました。