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モータートルク選定について
- モーターの選定について教えて下さい。
- 高速回転時に重く運転が不安定な装置のモータートルク選定に困っています。
- 装置は手持ちであり、軽いモーターが理想です。カタログのモータートルクが低く、ラジコン用モーターを検討していますが、実際に損傷なく運転できるか不安です。
- 電気設計
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モータ選定は、トルクチェックもしますが、一般的には動力（仕事率）にて求めます。 また、モータは回転運動ですが、コンベアでは直動で物を運びますから、小生は、 10[N]の物を0.5[m/sec]の速さで運ぶ場合は、20[N]×0.5[m/sec]＝10[W]の計算で、 機械効率や加速性能を経験値で加味し、10[W]×3＝30[W]程度のモータが必要と考えます。 部下の設計を認証する場合は、上述の考えで30[W]付近であるか否かで判断します。 では、回転の動力計算はＰ＝2πＴｎ/60＝Ｔｎ／9549＝なのに何故の疑問がでます。 【ｎ：回転速度又は回転数（rpm）、Ｔ：トルク（Ｎ･m）】 それは、URLの5.2 トルク・回転数・動力にも記載されていますが、 トルクＴ(Ｎ・ｍ)＝接線力Ｆ(Ｎ)×回転半径Ｒ(ｍ)、 その回転半径Ｒ(ｍ)に2πを掛けますと円周の長さ、 円周長さにｎの回転速度又は回転数を掛けると円周の速度になり、 【単位がrpmなので、１分間（min）に何回転する → １分間の円周速度】 それを60で割ると１秒（sec）間の円周速度 【回転数はrpmやr/m、r/minと１分間の回転数を一般に表示しますが、r/secと１秒間表示もある】 １秒（sec）間の円周速度と、トルクＴ(Ｎ・ｍ)＝接線力Ｆ(Ｎ)×回転半径Ｒ(ｍ)の片割れ である接線方向の力Ｆ(Ｎ)を掛けると、力Ｆ(Ｎ)×１秒（sec）間の円周速度の直線動力計算 と同じになります。 さて、前置きが長くなりましたが、 低速回転（トルク4.4Ｎ・m ・ 回転数200ｒｐｍ）にて運転した所Good、 高速回転（トルク1.5N・m ・ 回転数600rpm）にするとNo Good、 を動力計算する考えで考察しますと、 トルク4.4Ｎ・m の力で、回転数200ｒｐｍの速度で押すとスムーズに荷物が滑って運べる トルク1.5Ｎ・m の力で、回転数600ｒｐｍの速度で押すと荷物がつっかえつっかえで運べる なら後者は力（トルク）不足です。 トルク4.4Ｎ・m必要で、回転速度は最高何回転を設定するかが貴殿が決定することです。 そして、Ｐ＝2πＴｎ/60＝Ｔｎ／9549にて、モータのワット数を算出します。 具体的には、Ｐ[Ｗ]＝Ｔｎ／9549＝4.4Ｎ・m ×設定最高回転速度ｒｐｍにてです。 それで、信頼のあるメーカーで且つ、減速機を含めた重量の軽い物を選ぶとよろしいでしょう。 仕事量ではなく、仕事率（動力）の考え方で選定し、後は信頼性のあるメーカーで、 軽いものです。 自動車選びと同じで、故障とかの心配が有るか無いかが信頼性、後は軽いか重いかで燃費。 今回は、パッテリー運転で軽い物がニーズなのでズバリですね。 基本的には、モータのワット数はＶｘＡであらわされます。 ですから、モータの基本性能は略同じで、バッテリーの消費電力もです。 バッテリーの使用電圧に合う、何ワットのモータを選定するとなり、消費するアンペアは略同じ。 後は、周辺のスペースが少なく当たってしまうので、モーター、コントローラー、バッテリー をコンパクトにまとめるつもりですなので、小さくて軽いが有効な選択肢となるのは必須と 考えるのは妥当ではないですか？ http://batterybank.jp/question/other/difference1.php ↑ Aは電流、Vは電気を電圧、Wは消費電力の大きさを表します ワット（W)は、どれだけの電圧でどれだけの電流を流せたか（必要か）という仕事量を 表す単位で、 電気製品の消費電力もこのワットを用いて示されています。 例として、400ワットと800ワットの電気ヒーターでは、800ワットの方が400ワットの ヒーターの2倍の熱を出します。 （2倍の仕事量をこなすということ）
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定石通りマブチモータ https://product.mabuchi-motor.co.jp/detail.html?id=97 https://product.mabuchi-motor.co.jp/detail.html?id=131 https://product.mabuchi-motor.co.jp/detail.html?id=132 純正ギアヘッドが無いのがアレですが 純正ギアヘッド必須ならmaxon http://www.maxonjapan.co.jp/maxon/view/content/dcx-detailsite nidec http://www.nidec-servo.com/jp/digital/b_dme/dme34.html ＞さて、前置きが長くなりましたが、 この後の文も、追記さえも前置きでしかないのだが？ 質問文で最重要事項は↓なのだから ＞バッテリー駆動のモーターでお勧めの物がございましたら教えて下さい。
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ご回答ありがとうございます。 電動工具用のモーターすごいんですね。あんな電流にも耐えられるとは。 まあ、モーターもすごいですけど、バッテリーが進化しているんですかね。 数年するともっともっと進化するのでしょうね。 色々と調べているうちに、良いモーターが見つかりました。 ありがとうございました。
お礼
回答ありがとうございます。 Panasonic社製 EZ7411 スティックドリルドライバー の仕様を確認したのですが、バッテリー 1.5Ah 電圧3.7V 木ネジ･ラワン(φ3.5×20mm)約125本 とありました。仮に低速で木ねじを１本あたり2秒で止められたとすると、 125（本）×２（ｓｅｃ）＝250（ｓｅｃ） １Ｈｒ＝3600（ｓｅｃ）÷250＝14.4 1.5（Ah）×14.4＝21.6Ａ 3.7V×21.6A＝79.9ｗ 電力80ｗ 200rpm時のトルク4.4Ｎ・m 他社のＤＣブラシレスモーターを確認した所、 電力８０ｗ 定格回転2,500rpm 定格トルク0.32Ｎ・m と言うのが見つかりました。 200rpmにギアボックスで減速させると４Ｎ・mとなり、おおよそ上記のEZ7411 スティックドリルドライバーと近似値のトルクとなりました。 まあ、カタログ値ですとこのモーター減速機付の場合、250ｒｐｍで2.8Ｎ・mとなっていますが。。。 この辺のモーターで検討したいと思います。 ありがとうございました。