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モーターの選定

モーターの選定

設計の際に毎回計算している気がするからツールを作ってみた。

トルク定数と逆起電圧定数の関係

逆起電圧定数

1[V/rpm] = 60[V/rps] = 60/(2 * PI) [V・s/rad]

トルク定数

逆起電圧定数の単位系が[V・s/rad]のとき
    トルク定数 [N・m/A] = 逆起電圧定数

トルク定数と逆起電圧定数は以下のように相互変換可能

K_t:トルク定数 [N・m/A], K_e:逆起電圧定数[V/rpm]とすると以下が成立
    K_t = 60/(2 * PI) * K_e
    K_e = (2 * PI) / 60 * K_t

逆起電圧定数[V/rpm]のときトルク定数[N・m/A]を求める:
逆起電圧定数[V/rpm]=
 ⇒ [N・m/A]

トルク定数[N・m/A]のとき逆起電圧定数[V/rpm]を求める:
トルク定数[N・m/A]=
 ⇒ [V/rpm]

モーター回転数と速度の関係

n:モーター回転数[rpm], d:タイヤ直径[m], ギヤ比:rのとき速度v[m/s]は
    v = d * PI * n / (60 * r)  

回転数[rpm]から速度[m/s]を求める:
回転数[rpm]= タイヤ直径[m]= ギヤ比=
 ⇒ [m/s]

速度[m/s]から回転数[rpm]を求める:
速度[m/s]= タイヤ直径[m]= ギヤ比=
 ⇒ [rpm]

速度と逆起電圧の関係

v:速度[m/s], r:ギア比, d:タイヤ直径[m], K_e:逆起電圧定数[V/rpm] のときに発生する逆起電圧[V]は以下になる
   K_e * v * 60 * r / (d * PI) [V]

タイヤ直径[m]= ギヤ比=
逆起電圧定数[V/rpm]=
速度 vs 逆起電圧

速度・加速度とPWMのdutyの関係

K_t:トルク定数 [Nm/A], R:端子間抵抗[Ω], d:タイヤ直径[m], V:電源電圧[V], r:ギア比, n_m:モーター数, m:質量[Kg]のとき
v:速度[m/s]でPWMのdutyを100%にしたときのa:加速度[m/s/s]は以下のように算出される.  
この加速度は古典力学が成立する世界において, そのモーターで実現できる加速度の理論限界である. 
(実際これに、安全率や摩擦トルクの影響が加わるため, あくまで設計上の目安)  
    V - K_e * v * 60 * r / (d * PI) = IR
    V - 2 * K_t * v * r / d = IR
    I = (V - 2 * K_t * v * r / d)/R 
    最大発生トルク = K_t * r * (V - 2 * K_t * v * r / d)/R 
    1モーターが発生する最大力 = トルク/半径 = 2 * K_t * r * (V - 2 * K_t * v * r / d)/(R * d) 
    最大加速度 = n_m * 1モーターが発生する最大力/m 
    最大加速度 = n_m * トルク/(半径 * m) = n_m * 2 * K_t r * (V - 2 * K_t * v * r / d)/(R * d * m)

トルク定数[N・m/A]:

端子間抵抗[Ω]:

モータードライバON抵抗+コネクタ等の抵抗[Ω]:

タイヤ直径[m]:

電源電圧[V]:

ギア比:

モーター数:

質量[Kg]:


速度 vs 最大加速度

速度 vs 最大加速時の電流値(1モーター分)

主要モーターの定数

モーター名 逆起電圧定数[V/rpm] トルク定数[N・m/A] 端子間抵抗[Ω] ソース
1717003SR 0.000207 0.00198 1.07 データシート
1717006SR 0.000414 0.00396 4.3 データシート
CL‐0614‐10250‐7 0.0000804ぐらい? 0.0007677ぐらい? 3.11ぐらい?https://ameblo.jp/neophile/entry-11894295577.html
mk06-4.5 0.00006225ぐらい? 0.000594501ぐらい? 4.5-5.5ぐらい? http://kojimousenote.blogspot.jp/2010/06/4.html
DCX 6 M Ø6 mm 1.5V 0.0000813 0.000779 2.58maxon社サイト
モーターの選定.txt · 最終更新: 2018/12/03 23:31 by ganon