2010年03月22日

RC(ラジコン)用モータの高速回転化

RCモータの高速化のためには、出力アップが近道だと思います。モータの最大出力を引き出す上で重要となるのは、出力が最大となる動作点(トルク・回転数)で駆動しているかどうかです。

モータはトルクの変動により回転数が変化します。したがって、出力Pm[W]は角速度ω[rad/s]とトルクT[Nm]の積にて表され、

Pm = ωT = (2π・(N/60))・T
但し、Nは回転数[rps]

となります。モータに加わるトルクはギア比によっても変化します。

したがって、より高速・高出力のモータとするためには、
@負荷・ギア比よりモータに加わる負荷(トルク)を把握する。
Aトルクに合わせて出力が最大となる動作点(回転数)を見極める。
 (この際消費電力についても合わせて考慮)
B差交磁束・巻数などで仕様を合わせ込む。
といった形で自分なりにひと通りで考えて見ましたが、同時に巻線抵抗や着磁・マグネットの設計も見直す必要があり、趣味のレベルを逸脱していってしまいそうです。

RCのレースなどでは規定があると思いますので、すべて思い通りにはならないかもしれませんが、上記のように動作点についても把握すると面白いかもしれません。

なお、最大出力においては効率は最大にはなりません。最大出力となる動作点は、効率最大よりも低速となる動作点となります。この点はモータの用途によって異なってくると思います。連続運転する場合、最大効率となる動作点とすべきであり、瞬間的に大きな出力を得たい場合、最大出力となる動作点にて駆動すべきです。

最大出力or最大効率はモータのユーザーのノウハウであり、メーカーはその仕様にあわせる・対応したモータを提案するといった対応をとっているようです。

モータはエネルギー変換機構なので、エネルギー変換率(効率では無く)をあげる事が高速化・高出力化に対して有効になるということです。また、変換機構という点では、ギア変換機構の効率アップ、スイッチング機構のロス低減も同様の効果があると考えられます。参考までに。


posted by 研究員 at 02:00 | コラム・趣味のモータ
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