モータについて

１．ＤＣモーターの基本特性

　ｆｉｇ．１印加電圧ＥａはＤＣモーターに供給されていて
Ｅａ＝Ｒａ・Ｉａ＋Ｅｃ　　　（１）
という関係がある。
しかし、Ｅｃは、Ｅａを印加した直後は、モーターが回転していないので０になることよりモーター起動時の等価式は、
Ｅａ＝Ｒａ・Ｉａ　　　　　（２）
となる。このモーター起動時に流れる電流は、
Ｉａ＝Ｅａ／Ｒａ　　　　　（３）
となる。これが、モーターの最大電流である。この時、モーターは、最大トルクを発生する。（モーターは、回転していない。）

モーターが最大トルクを越えるような負荷が加わっていると起動できず
Ｗ＝Ｉａ２・Ｒａ
のジュール熱により発熱し、モーターを焼損してしまうので使用負荷（トルク）は、モーターの持つ最大トルクの1/3～1/2にするとよい。
モータが回転しだして、定常状態になったときは、ｆｉｇ．１においてある電流Ｉa１が流れるような負荷がかかっていたとすると、
Ｅａ＝Ｒａ・Ｉａ１＋Ｅｃ１　　（４）
　ここで、Ｉａ１はある負荷の時に流れる電流、Ｅｃ１はある負荷の時に発生する逆起電圧であり、（４）式から電流Ｉａ１は
Ｉａ１＝（Ｅａ－Ｅｃ１）／Ｒａ　　　（５）
となり、Ｅｃ１が大きいほどＩａ１は小さくなる。
　したがって、ＤＣモーターは、常に（４）、（５）式を満たして動作するので使用するモーターが決まっているときに、トルクを大きく取り出したければ回転数を低くし、逆に回転数を高くしたければトルクが低くなるようにする必要がある。

２．モーターの電流と回転数の関係

　モーターのトルクＴ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。よって、
Ｔ＝Ｋｔ・Ｉａ　　　（６）
である。したがってモーターに流れる電流Ｉａは、
Ｉａ＝Ｔ／Ｋｔ　　　（７）
である。
　モータの回転数Ｎは、逆起電圧Ｅcとほぼ比例する。
Ｅｃ(N')＝Ｅb－Ｒa・Ｉa 　　　（８）　
　　　　　　より、　
Ｎ＝Ｅｃ(N')／（Ｅｃ/Ｎ’）　　（９）
という関係になっている。

＊＊＊トルクとは・・・＊＊＊
　　モータの入力は電圧と電流の積である。出力はトルクと回転数の積である。このトルクとは、モータの回転力廼ことであり、これが大きいほど出力パワーも大きくなるが回転数は変化しない。

３．概略ブロック図

４．可逆パワー変換回路

５．モータの特性カーブ

　この図のように、理想的には、入力電流Ｉａと回転数Ｎは正確に比例し、トルクＴと回転数Ｎは逆の比例関係にある。
　しかし、実際のモータでは、上限のほうで特性が曲がってきたり、逆に下限のほうでリプルが生じるという傾向がある。

６．ギア比

　ＭＩＲＳ本体の重量（ｍ）、タイヤの直径（ｄ）、最大速度（ＶＭＡＸ）とする。

回転数、加速度等の求め方

タイヤの回転数
　　　　　　Ｘ[rps]＝（ＶＭＡＸ×１）／（π×ｄ）
減速比
　　　　　　　　　　　Ｒ＝[定挌回転数]／Ｘ
トルク
　　　　　　　　Ｔ[N]＝[定格トルク×ｎ］／[（ｄ／２）×Ｒ]
加速度
　　　　　　　　　　　　ａ[m/s2]＝Ｆ／ｍ
最大速度に達するまでの時間
　　　　　　ｔ[s]＝ＶＭＡＸ　／　ａ
ギア比の計算
　　　Ｒ　＝　Ｈ/Ｋ　＋　Ｉ/Ｋ　＋　Ｊ/Ｋ

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