DCモータの力学的並列使用

質問

不均一な負荷のかかるローラーを両側から2個のDCモータで回転させて問題ないのでしょうか？

DCモーターにはDC48Vパワーサプライからソリッドステートリレー経由で電力を供給するため、2つのモータには同じ電圧をかけることになります。

私の感覚からすると一方のモータに負荷が集中したとしても、もう一方のモータが補助的にトルクをアシストしていると思うのですが、ウチの電機屋さんはM2が発電しているから回路に悪影響を与えるといいます。
私は定格回転数を超えない限り、図の状態のM2に回生力は発生していないと思うのですが、実際に回路に悪影響はあるのでしょうか？

停止時の逆起電力は考慮してダイオードは挿入します。
質問内容を馬鹿にしないでお付き合いいただけたら幸いです。

回答No.1

dehehe · ベストアンサー

現実問題として同じ形式、仕様のモータでも入力電圧に対する速度には誤差があります。無負荷ではこの誤差によって遅い方のモータは早い方のモータに回されることになり遅い方のモータは回生状態になります。
負荷が掛かると両方のモータに電流が流れますが（＝トルクが発生）、速度誤差＝逆起電力誤差により２つのモータの電流（＝発生トルク）にアンバランスが生じ、片側のモータだけが異常に発熱したりします。
この現象は定常状態の負荷の均一・不均一にはまず関係なく発生します。負荷の不均一が問題になる状況は、不均一負荷が掛かったその瞬間のローラーのねじれにより片側のモータに負荷が集中してしまう場合です。これも片側のモータだけの異常発熱の原因になります。
異常発熱によって最終的には片側のモータだけ、モータ内部の絶縁破壊や、永久磁石型モータであれば熱減磁を起こしてしまします。

そもそも電流がアンバランスになることでブラシの磨耗劣化が進み方が変わってしまい、片側のモータだけ頻繁にメンテしなければならないといった状態になる可能性もあります。
またモータの仕様にも依りますが、ブラシと整流子の進角が調整されていたり（進み角が入っている）、ブラシの形状が特殊な場合、モータの性能を発揮する回転方向が規定されているはずですので、その点を考慮せず同じモータを使用すると、逆回転に設置される側のモータの性能が出ない、より電流のアンバランスが発生する、ブラシ劣化が異常に速くなるなどの影響が出ます。

最後に機械的な面の懸念として、モータシャフト、ベアリングへの荷重の偏りも心配です。
どのような用途なのかが良く分かりませんが、長期信頼性を要求されるのであれば検討すべき事は他にも沢山あると思います。

お礼

回答ありがとうございます。
やはり回生力は生じてしまうんですか…。発熱の問題は深刻ですね。
回路自体への悪影響はないのでしょうか？
現在は2つのモータの電流値を読みながら速度制御をかけてるんですが、ドライバにいまひとつ信頼性がないため、SSRにしようと検討していました。
熱の問題…、もう一度検討してみます。