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2012年1月31日 (火)

DCモータ特性

Dc 図はDCモータの基本的特性図。

整流子永久磁石界磁モータの特性は、率直にモータの原理を表現している。

アナログエンジニアは同種モータ2個とシャフトを接続するジョイントがあれば、この特性を自分の工作品を付加して定量的に取得できる。

同じ方法でパルスモータの特性も測定できる。

トルク-回転数のグラフと、トルク-電流のグラフが基本である。

無負荷定常状態でも電流が流れる。この時の電力と回転数から、無負荷時の摩擦トルクを知ることが出来る。模型用の安物のモータでは、出力に対してかなり大きい割合を占めるが、サーボ用のDCモータだと相対的に小さい。

DCモータは定常状態では、起動電流に比べ数分の1程度の小さな電流値になるような負荷トルクで運転される。しかし、起動時には、モータをロックした時の大きな電流が流れ、かつ、最大トルクを発生する。

起動トルクを長時間にわたって発生するような条件、たとえば、大きな慣性をもつ負荷を許容するとは限らない。

界磁の減磁を無視すれば、起動電流は印加電圧と電気子の等価抵抗で決まる。

電圧は回転数、電流は発生トルクに基本的に対応する。あとは、電気子の抵抗分で理想特性から外れていく。

他のDCモータも、同様の手段で特性を判り易く把握できる。その出発点が掲載図の特性グラフである。

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コメント

直流モータは回転数が下がるとトルクが上昇する。ゆえに、電車で複数のモータで車輪を駆動する場合、モータがいくつあってもトルクが自動的に各モータに等しく配分される。そのため、技術のない昔は電車は直流モータだと習ったことがある。その時はなるほどと思った。逆にいえば、昔はそれなりに知恵を絞ったのだろうと推測する。
NTSCのカラー多重化なんてのは、芸術的な方法だ。今は、無理やりで機能を実現するような感じがする。エレガントさでは昔に軍配があがると思う。

アナログエンジニアさん、お早うございます。
DCモータといえば、私が子供の頃の自動制御の本に載る位置決めサーボの定番でしたね。ラプラス変換で表現すると、俗に言う二次系の典型。気が付くと、バネ-質量-ダンパ,LCR直列回路など、同じ方程式。このようなレベルで物を観て、触って。良い時代を過ごせた。自分なりの言葉なり、感性に訴える事がどれだけ出来るのか。この辺りが重要かと。

非国民さん こんにちは。
アナログはエレガントに機能を実現する。同感です。しかも、機能をハード化しているので、案外信頼性も高くできる。永久磁石界磁DC整流子モータ特性は、モータの基本的性質が良く出ます。

uA709さん こんにちは。
DCモータによる位置決め、懐かしいですね。
2次系、どれも、同じ方程式になるし、3次系になると手解析ではふつう無理。
種々の技術的要素はいろんなところで繋がっている、それを体感できた時代を過ごせてよかったと私も思います。

アナログエンジニアさん、お早うございます。
その昔、人事に頼まれて、リクルートもどきの企業の方と面談したことがあります。「御社では、どのような人材を望まれますか?」。弱電関連のエンジアを、お願いしていたので、ヒヤリングに来られました。設計の立場で、意見が欲しいとの事でした。私が、お願いしたことの中の一つに、「左手の人差し指と親指の汚れている人が望ましい」と。半田ごてを握って実験するときに、左手で部品を支えるので、ついつい、リード線の跡が付いたりします。(火傷までは行かないが)半田が固まって、部品が固定するまで、我慢。電子回路は、実践の学問です。現代では、アナログエンジニアさんが仰るように、もう一面、必要ですね。Spiceパラメータを理解・記述出きる能力。

uA709さん おはようございます。
工学はものを作る学問、技術。そして、実物から真実の声を聞き取る力が大切でしょう。物を見ない、作らない人は、偉い教授であっても、工学を発展させる視点は持てないでしょう。Spiceは便利で強力なツールだけど、例えば、熱的現象との連成系の現象までは表現してない。

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