モーションコントロールアプリケーションでDCモーターを選択する際のモーター一定の支援。ブラシとブラシレスのDCモーターは、電力に敏感または効率的な渇望アプリケーションに適しています。

多くの場合、DCモーターまたは発電機のデータシートには、モーター定数kmが含まれます。これは、巻き抵抗の平方根で分割されたトルク感度を除算します。ほとんどのデザイナーは、この本質的なモータープロパティを、DCモーターの選択に実用的な価値はない、モーターデザイナーにとってのみ役立つ等しいメリットの秘密の人物と見なしています。

しかし、KMは、DCモーターが一般的に巻き込まれているため、特定のケースまたはフレームサイズモーターで独立しているため、DCモーターを選択する際の反復プロセスを減らすのに役立ちます。 KMが巻線に依存しているIronless DCモーターでさえ（銅充填因子の変動により）、選択プロセスの確固たるツールのままです。

KMはすべての状況で電気機械装置の損失に対処していないため、これらの損失に対処するために最小KMは計算よりも大きくなければなりません。この方法は、ユーザーが入力電力と出力電力の両方を計算することを強制するため、優れたリアリティチェックでもあります。

モーター定数は、モーターまたは発電機の基本的な電気機械的性質に対処します。適切に強力なケースまたはフレームサイズを決定した後、適切な巻線を選択することは簡単です。

モーター定数kmは次のように定義されています。

km = kt/r0.5

電力の可用性が限られており、モーターシャフトで必要な既知のトルクを備えたDCモーターアプリケーションでは、最小kmが設定されます。

特定のモーターアプリケーションの場合、最小kmは次のとおりです。

km = t /（ピン - プート）0.5

モーターへのパワーは正しくなります。ピンは、単に電圧と電圧の積であり、それらの間に位相シフトがないと仮定します。

PIN = VXI

モーターからの電力は、機械的なパワーを供給し、単に回転速度とトルクの積であるため、プラスになります。

pout =ωxt

モーションコントロールの例には、ガントリータイプのドライブメカニズムが含まれます。直径38 mmのコアレスDCモーターを使用しています。この決定は、アンプを変更せずにスルー速度を2倍にすることです。既存の動作点は33.9 MN-M（4.8オンス）および2,000 rpm（209.44 RAD/秒）で、入力電力は1 Aで24 Vです。さらに、モーターサイズの増加は許容されません。

新しい動作点は、2倍の速度と同じトルクになります。加速時間は移動時間のごくわずかな割合であり、スルー速度は重要なパラメーターです。

最小kmの計算

km = t /（ピン - プート）0.5

km = 33.9 x 10-3 nm /（24 vx 1a-

418.88 rad/sec x 33.9 x 10-3 nm）0.5

km = 33.9 x 10-3 nm /（24 w - 14.2 w）0.5

km = 10.83 x 10-3 nm/√w

トルク定数と巻線抵抗の耐性を説明します。たとえば、トルク定数と巻線抵抗が±12％の許容範囲を持っている場合、最悪の場合は次のとおりです。

KMWC = 0.88 kt/√（rx 1.12）= 0.832 km

または、冷たい巻線で公称値をほぼ17％下回っています。

銅の抵抗率がほぼ0.4％/°Cで上昇するため、巻線加熱はkmをさらに減少させます。そして、問題を悪化させるために、磁場は温度の上昇とともに減衰します。永久磁石材料に応じて、これは温度の上昇が100°C上昇すると20％になる可能性があります。 100°Cの磁石温度上昇の20％の減衰は、フェライト磁石の場合です。ネオジムボロン鉄は11％、サマリウムコバルトは約4％です。

興味深いことに、同じ機械的入力電力の場合、ターゲットが88％の効率の場合、最小kmは1.863 nm/√wから2.406 nm/√wになります。これは、同じ巻線抵抗を持つことと同等ですが、トルク定数が29％大きくなります。必要な効率が高いほど、kmが必要です。

モーターアプリケーションの場合、利用可能な最大電流と最悪のトルク荷重がわかっている場合、使用して最も低い許容トルク定数を計算します

KT = T/I。

十分なkmのモーターファミリーを見つけた後、最小値をわずかに超えるトルク定数を持つ巻線を選択します。次に、巻線が許容範囲とアプリケーションの制約のすべての場合において、満足のいくパフォーマンスを発揮するかどうかを判断します。

明らかに、最初に電力感受性モーターおよび効率化に挑戦する発電機アプリケーションで最小kmを決定することにより、モーターまたはジェネレーターを選択すると、選択プロセスが速度を上げることができます。次のステップは、適切な巻線を選択し、巻線耐性の考慮事項を含むすべてのアプリケーションパラメーターとモーター/発電機の制限が許容できることを確認することです。

製造耐性、熱効果、内部損失のため、アプリケーションが必要とするよりもやや大きいKMを常に選択する必要があります。実用的な観点から利用可能な巻き上げの変動が無限にないため、ある程度の緯度が必要です。 kmが大きいほど、特定のアプリケーションの要件を満たすことが寛容です。

一般に、90％を超える実用的な効率は実質的に手に負えない場合があります。より大きなモーターと発電機には、機械的損失が大きくなります。これは、ヒステリシスや渦電流のようなベアリング、風水、および電気機械的損失によるものです。ブラシタイプのモーターは、機械的整流システムからも損失をもたらします。コアレスモーターに人気のある貴金属の整流の場合、損失は非常に小さく、ベアリングの損失よりも少ない場合があります。

Ironless DCモーターと発電機には、このデザインのブラシバリアントにヒステリシスと渦電流損失が事実上ありません。ブラシレスバージョンでは、これらの損失は低いものの、存在します。これは、磁石が通常、磁気回路の背鉄に対して回転しているためです。これにより、渦電流とヒステリシスの損失が誘発されます。ただし、マグネットとバックアイアンを一斉に動かすブラシレスDCバージョンがあります。これらの場合、損失は通常低くなります。