インランナーモーターのトルク: 確認事項

簡単な回答

ブラシレス インランナー モーターのトルク出力は、ステーターのサイズ、巻線構成、極数、および動作電流によって異なります。一般的な 22 mm インランナーは、定格荷重で約 0.2 ～ 0.5 N·m を生成します。 42 mm バージョンでは 1.5 ～ 4 N·m に達します。速度が上がるとトルクは直線的に低下します。ユニットを選択する前に、動作点でのトルクと速度の曲線を確認し、ドライバの電流制限がモーターの定格電流と一致していることを確認し、持続的な負荷の下での熱ディレーティングを確認してください。これらのパラメータのいずれかが一致しないと、モーターが設計寿命に達する前に過熱、寿命の短縮、または機械的故障が発生します。

導入

ブラシレス インランナーを指定すると、ドライバーが電流を供給しますが、ローターは負荷がかかると停止します。予想されるトルクと実際のトルクとの間のこのギャップは、数え切れないほどの調達に関する会話に現れます。根本的な原因がモーター自体にあることはほとんどありません。多くの場合、モーターのトルクと速度の曲線、ドライバーの現在の上限、および実際の機械的負荷プロファイルの間の不一致が原因です。これら 3 つの要素がどのように相互作用するかを理解すると、間違ったサイズを注文したり、コストを過剰に指定したり、運用開始から 1 週間以内にユニットを焼き付けたりすることがなくなります。

1. インランナーにおけるトルクと速度のトレードオフ

インランナーのトルクと速度の曲線をスライドスケールとして考えてください。ストール (ゼロ) では、モーターは最大トルクを生成します。ローターが加速すると逆起電力が増大し、利用可能なトルクは無負荷速度でゼロに達するまでほぼ直線的に低下します。 2 つの実際的な結果が続きます。まず、動作点はその斜面のどこかにあり、そこで利用可能なトルクは負荷が実際に見ているすべてになります。第 2 に、失速領域付近での継続的な動作により、固定子が放散するように設計されていない熱が発生します。使用しているデューティ サイクルが曲線上のどの位置にあるのかを常にサプライヤーに確認し、どのサイクルでも 30 秒を超える高トルク動作が予想される場合は熱ディレーティング データを要求してください。

2. トルク出力を実際に決定する仕様

2 つのインランナー データシートを比較する前に、次のパラメータを順番に確認してください。

ステーターの外径とコアの高さ: エアギャップが大きいほど、同じ電流でより多くのトルクが生成されます。 30 mm モーターは 22 mm ユニットを引き出します。

巻線タイプ (同心巻と分散巻): インダクタンスに影響し、共振制限が始まる前にドライバーが流すことができる電流量が変わります。

極数: 極が増えると、特定の電圧での無負荷速度は低下しますが、低速トルク分解能は向上します。

定格対ピーク電流: トルクは定格制限までの電流に応じて変化します。それを超えると、熱保護または減磁のリスクが引き起こされます。

ドライバーの電流制限: ドライバーは実際のトルクを制限します。ドライバーが 10 A に設定されている場合、定格 20 A のモーターは実質的に 10 A モーターとなります。

注文する前に、ドライバーの仕様シートとモーターの仕様シートを相互参照してください。サーボモーターの選択両方の文書が一致すると、簡単になります。

値はメーカーや巻線によって異なります。最終的に決定する前に、完全なトルク-速度曲線をリクエストしてください。トルク要件 .

3. トルクの選択が間違っている場合

最も一般的な故障パターンは、ストール トルクのみによるサイジングです。失速時に 3 N・m の出力を発揮するモーターは、無負荷速度の 50 % では 1 N・m しか出力できません。アプリケーションがその速度で継続的に実行される場合、実効トルクはデータシートの見出しが示唆する値の 3 分の 1 になります。 2 つ目のよくあるエラーは、ドライバーとモーターが一致していると仮定することです。多くの調達ケースでは、ドライバーはモーターの定格よりも低いデフォルトの電流制限を設定して出荷され、使用可能なトルクを静かに制限します。第三に、ギア比は無視します。高比ギアボックスはトルクを増大させますが、速度は低下します。結合された出力が目的を満たしていることを確認しますモーションコントロールアプリケーションモーターの数値だけでなく、スペックも重要です。疑問がある場合は、単一コンポーネントのデータシートに頼るのではなく、組み合わせたシステムのトルク曲線をサプライヤーに問い合わせてください。

4. 注文前の実際的な質問

標準の 30 mm ブラシレス インランナーからどのようなトルクを期待すればよいですか?

3010 または 3012 インランナーは通常、5,000 ～ 15,000 RPM の無負荷速度で定格電流で 0.5 ～ 1.2 N·m を供給します。正確な数値は巻線と極数によって異なります。 2 つのモデルを並べて比較する前に、動作電圧でのトルク-速度曲線をリクエストしてください。

ドライバ電流を上げるだけでトルクを増やすことはできますか?

モーターの定格電流を超えても危険はありません。短いピーク電流バーストは、メーカーの熱ディレーティング ウィンドウ内で許容されます。過電流が継続すると巻線温度が上昇し、絶縁が劣化し、永久磁石が減磁する可能性があります。ドライバーの制限を設定する前に、安全なピーク持続時間を必ず熱データシートで確認してください。

ドライバーとモーターが適切に適合しているかどうかを確認するにはどうすればよいですか?

3 つのチェックを実行します。ドライバの連続定格電流は、モータの定格電流以上である必要があります。ドライバーの電圧ウィンドウはモーターの動作電圧をカバーする必要があります。ドライバの電流制限設定は、工場出荷時のデフォルトのままではなく、モータの定格値にプログラムする必要があります。いずれかのチェックが失敗した場合、使用可能なトルクはデータシートが示す値よりも低いことになります。

5. アプリケーションに適したインランナーの選択

ブラシレスインランナーのトルクは単一の数値ではありません。それは曲線、電流制限、熱境界、およびシステムの相互作用です。注文を確定する前に、モーター仕様、ドライバー仕様、および負荷プロファイルを 1 つの文書にまとめてください。あなたの選択に2番目の目が必要な場合は、キロパワー サーボエンジニアリングは、トルク要件、デューティ サイクル、ドライバー構成を検討し、注文前に適合性を確認できます。