マブチモーター ＲＳ５４０ＳＨに使う電源などについて

質問

宜しくお願いします。
モーターを必要とする玩具を自作しました。
モーターはトルクの大きい物が必要でしたのでＲＣ用とは知らずマブチモーターのＲＳ540ＳＨを購入しました。
マブチモーターＲＳ540ＳＨの性能表は下記のように記載されています。
限界電圧12.0Ｖ　適正電圧7.2Ｖ　適正負荷19.6ｍＮ・ｍ（200ｇ・ｃｍ）　無負荷回転数15800ｒ/min　適正負荷時の回転数14000ｒ/min　適正負荷時の消費電流6.0Ａ　シャフト径3.17ｍｍ

ここで質問なのですが
１・家庭用電源100Ｖをアダプターか何かでＤＣに変換して使用したいのですが可能でしょうか？不可能な場合、電源は何にすると良いのでしょうか？アルカリ乾電池でも動きましたが、すぐに止まったり電池が熱を持ちました。やはりＲＣ用のバッテリーなどで動かす必要があるのでしょうか？
２・高速・低速回転を調整したいのですが市販されている可変抵抗で調整可能でしょうか？
３・ＡＣ100Ｖで電源を取りＤＣに変換して使用したいのでモーターを別の物に交換する場合、そこそこトルクの大きい物で使えそうなモーター（市販されている物）はありますか？

電気の事はいまいち解りませんのでどうぞ宜しくお願いします。

回答No.5

quickgold · ベストアンサー

いわゆる模型用にバラ売りされている540SHは、巻き線スペックが0.75mm径の27回巻き（7527）の仕様で、低めの電圧で大電流を使って回す前提で設計されたものです。仕事量としては70～80ワットの水準。長時間の運転には発熱が酷くて適しません（ラジコン用想定ですから連続使用はもともと想定してない）

耐電圧という意味では12Vでも大丈夫ですが、それだと無負荷回転数が4万回転前後まで上がって危険ですし、熱的にもモーターが酷く加熱し、あっという間にブラシが焦げてしまうので、実用的ではないです。もともとはホビーRC用途に7.2Vに最適化されています。自動車用など12Vを前提にした工業の540SHは模型用540の半分以下の出力スペックです。

電源選びのポイントは、「電流」です。
模型用540SHは起動するだけでも最低2～3Aが必要です。無負荷回転（単なるカラ回し）で1.5～2Aを食いますし。軸をロックしたショート状態だと50～60Aまで流れます（以上はすべて7.2Vでの値です）
運転電圧は4Vくらいから実用運転ができますから、出力を控えるには電源の電圧を下げてやるのが簡単です。7.2Vでもパワフル過ぎるかも知れません。

540の運転電圧は通常は7.2Vですが、これは540の要求する大電流に対応する小型高容量の電源としてニッカド／ニッケル水素電池が適していて、その1セル定格電圧が1.2Vなので、6セルを直列に積み上げて7.2Vを得るのが合理的だからです。ホビーRCでは単2サイズよりひと回り小さい「サブC」と呼ばれるサイズが標準的です。

鉛蓄電池だと12Vなので上記の問題がありますが、あえて使う場合、電流は7.2Vの半分未満で済むので、バッテリー容量は3Aもあれば足ります。バッテリー容量は動作時間との関係もありますのでよく考えてください。だからと言ってカーバッテリーではサイズが大き過ぎるでしょう。重量と出力のバランスを考えると540には効率が悪いと思います。原付～中型バイク用とかで十分です。コスト的には割高になりそうですが。

家庭用AC-DC電源の使用は危険ですからやめてください。540SHは負荷条件によっては40A（＠7.2V）を超える電流を要求するケースがあるので、コストやサイズ、安全性の面から非現実的です。もし540の要求を満たす安定化電源を用意しようと思ったら、30～40Aクラスの何万円もするような電源が必要です。5A程度の定格ものを安易に接続してしまうと、モーターが要求する電流を無理に流そうとして電源部が異常加熱し、最悪の場合は火を噴きます。モーターの手前にヒューズを付けていれば安心ですが、5A程度のものだと、軽い負荷をかけて起動しただけで飛んじゃいそうです。実用的には20Aヒューズくらいが必要です。そうするとそれに対応した電源、となって結局さっきの話（30A以上の定格の電源でないと危険）になってしまいます。

だから通常はバッテリー駆動のほうが現実的でしょう。バッテリーなら過大な電流を求められたら単純に電圧が落ちて動かなくなるだけですから（動かなくなると瞬時に電圧が回復して電流・電圧の収支が均衡するところで落ち着きます、ただし圧倒的に負荷が大きいと永遠に動きませんが）

最初にも触れたように、出力（消費電力に近似）が何十ワットにもなるモーターですから、速度調整に抵抗による電気的な装置を利用するのは望ましくありません。数秒程度のごく短時間ならばいいですが、長時間になると発熱が酷くなって周辺が溶けたり発火します。ホビーRCでも昔は固定抵抗で速度調整していましたが、この抵抗に不用意に触れて火傷を負うことも少なくありませんでした。長時間の速度調整をしたいなら、電源電圧で調整するのをお勧めします。現在のホビーRCで使われているようなトランジスタによるPWM回路を真似て手動で電流量を制御できる回路を自作する方法もありますが、これは現在の知識レベルでは無理でしょう。一番簡単なのは、電源を2セル2.4Vまたは3セル3.6Vにグループ分けして、これを並列につなぐか、直列につなぐか切り替えるスイッチを設けて電圧を制御することです。

代替モーターについてですが、こういう用途には、あらかじめギヤで減速したモーターを使うといいと思います。タミヤからロボット用として各種出ています。
http://www.tamiya.com/japan/robocon/robo_parts/g_motor/g_motor.htm

お礼

ご丁寧な回答をありがとうございました。
連続使用で家庭用AC100Ｖから電源を取りＤＣに変換したいので
ＡＣ→ＤＣの電源・モーターをすべて交換する事にしました。
またわからない事がありましたら、その時は宜しくお願いします。

回答No.4

fujiyama32

AC100Vでモータの回転速度をコントロールしたいと言うことであれば、
次のURLをクリックして参考にして下さい。
右側にある[速度制御]の枠の部分の機種が適用できると思います。
尚、モータとコントローラの専用品の組合わせとなりますので、両方
とも新規に購入する必要があります。

http://www.orientalmotor.co.jp/products/ac/index.html

大きなトルクと言っても、その時の回転速度が何回転している時かが重要
なポイントです。
トルクT[N・m]と回転速度N[r/min]を掛けたものが、モータ出力P[W]となり
ます。

P[W]＝ω×T＝(2π/60)×N[r/min]×T[N・m]

ギャーを追加しますと、回転速度が遅くなりますが、その分トルクが増大
することになります。

左の枠の中に[選定サービス]の項目もありますので参照してみたらと
思います。

なお、直流モータ仕様の製品も製作しています。この場合もモータと
コントローラは専用品の組合わせとなります。
また、1台からメーカへ直接注文できるようです。

お礼

ご丁寧な回答をありがとうございました。
連続使用で家庭用AC100Ｖから電源を取りＤＣに変換したいので
ＡＣ→ＤＣの電源・モーターをすべて交換する事にしました。
またわからない事がありましたら、その時は宜しくお願いします。

回答No.3

x530

Ｎｏ．２です。

直流安定化電源で、マブチモーターＲＳ５４０ＳＨの回転数を制御できます。
注意点としては、
モーターと直流安定化電源を接続するコードは、テレビのコンセントケーブルと同じくらいの太い電線を使用してください。

お礼

ご丁寧な回答をありがとうございました。
連続使用で家庭用AC100Ｖから電源を取りＤＣに変換したいので
ＡＣ→ＤＣの電源・モーターをすべて交換する事にしました。
またわからない事がありましたら、その時は宜しくお願いします。

回答No.2

x530

最大１２Ｖ６Ａとは結構、大きな電力ですね。
これを、安定して動作させるのならば、直流安定化電源を使うのが早いですね。

直流安定化電源・ＤＭ－３１０ＭＶ
入力電圧：AC100V
出力電圧：DC1～15V(可変)
連続最大出力（13.8V時）：8A

http://www.akikomi.com/eshop/9_167.html

お礼

ご丁寧な回答をありがとうございました。
連続使用で家庭用AC100Ｖから電源を取りＤＣに変換したいので
ＡＣ→ＤＣの電源・モーターをすべて交換する事にしました。
またわからない事がありましたら、その時は宜しくお願いします。

回答No.1

びえひいと（@viejito）

家庭用交流電源を用いるのであれば、
鉄道模型で用いられているトランス付き制御器を
購入すれば、これらの制御問題は解決できます
元々ドイツで作られた鉄道模型の規格は
自動車用のバッテリーで駆動することを前提としていたので
これに抵抗を咬ませて制御する仕組みになっています
ただ電流はＮゲージ規格では2Ａ程度しかありませんので
安全性は保障できますが
6Ａの定格を要求するモーターであれば、高速運動性にかける
嫌いはあります
このモーターを生かすのであれば、電源には12Ｖ車用の
バッテリーが使用可能です

お礼

ご丁寧な回答をありがとうございました。
連続使用で家庭用AC100Ｖから電源を取りＤＣに変換したいので
ＡＣ→ＤＣの電源・モーターをすべて交換する事にしました。
またわからない事がありましたら、その時は宜しくお願いします。