DCモータとは
一般的に言う直流モーターであり、直流電源で回すことができる。
DCモーターは制御用モーターとして非常に優れた回転特性を有している。
例えば、大きな起動トルク、電圧変化に対するリニアな回転特性、入力電流に対する出力トルクの直線性、出力効率の良さなどおよそ制御用モーターに要求されるすべての性能を兼ね備えたモーターといえる。
※トルクとは、モーターの回転力のことであり、これが大きいほどその出力パワーも大きくなる。
ここでトルクとは日本語に訳すと回転力ということになるが、このトルクは直線運動における推進力に相当する。
また、トルクの単位は[kgf・m]で表されるが、これをSI単位系になおすと[N・m]になる。
DCモータの概要 MIRSのモータパワー制御は大きく分けて2つの部分から構成される。
一つ目は、モータの回転数、方向の命令をISAバスから受けてその信号を速度信号と方向信号に変えてモータパワー制御ボードに送る部分でFPGAボード内に形成される。
もう1つは、その信号をアナログ信号に変換して実際にモータを駆動させるモータパワー制御ボードである。 そしてこの二つはドーターボードを介して接続されている。
モータの制御方法としては、PWM制御というものを採用している。
PWM制御についてはPWM制御技術調査参照。
- モータの電流と回転数との関係 モータートルクTは一般に、モーター自身のトルク定数をKtとすると、流れる電流Iaに比例する。
T=Kt×Ia
これより、モーターに流れる電流は、
Ia=T÷Kt
となる。又、モーターの回転数Nは、逆起電圧Ecとほぼ比例する。
Ec(N)=Ea-Ra×Ia より、
N=Ec(N)/(Ec÷N')
[Ec(N):モーター仕様の逆起電圧C[V](N'[rpm])]
という関係がある。
- 最大トルク 電源電圧がモーターに供給されている時の関係式は、
Ea=Ra×Ia+Ec
Eaが供給された直後はモーターが回転していないので、Ecは0である。従ってモーター起動時の式は、
Ea=Ra×Ia
Ia=Ea÷a
である。Iaは、このモーターの起動時の電流であり、これがこのモーターの最大電流である。 (この時モーターは最大トルクを生じる。
最大トルクを生じるのはこの時と過負荷で動けない時であり、過負荷が最大トルクを上回っていて起動できない時、 W=Ia2×Ra のジュール熱を生じ、その熱によりモーターを損傷する恐れがある。
従って、負荷は最大トルクの30〜50%位にする。)
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