DCモータの特性について

質問

DCモータのスペックを見ると、必ずその特性曲線が一緒に載っています。
その特性曲線の参考の仕方がイマイチわかりません。

直感としては、モータにかける電圧が高いほど回転数が上がる、としか感じられないので、「横軸が電圧値である特性曲線」のようなものをみたいのですが、どんな特性曲線を見ても、横軸は電流値かトルクとなっています。

実際に使用することを考えたときに、電圧値が一定なのに、何を原因として電流値を制御したり、それに伴って、回転数を変化させたりするのですか？
回転数を制御するのは、電圧値を上下させることによるんじゃないんですか？（PWM信号などを用いて）

わかりにくい質問でごめんなさい。どなたかご回答願います。

回答No.2

quickgold · ベストアンサー

回答1でも説明されているとおり、電流値は後から決まるもので、
まずは負荷ありき、です。

PWM（チョッパー）制御は、電圧一定の電源を時間制御で流す電流量を調整する、という仕組みですから電圧一定が前提です。ただこれはあくまで机上の理想条件です。実際には、電源の容量がモーター定格消費電流の50～100倍といったよほどの大容量でない限り、突発的な負荷変動で大電流が要求されると電源の電圧が極端に落ち込むことがあります。そして、その電圧の落ち込みがどの程度の時間（ミリ～マイクロ秒単位の話）で本来の電圧に戻っていくか、という電源特性がモーターのパフォーマンスに深く影響します。

「横軸が電圧値である特性曲線」は、DCモーターの制御方法の主流が
チョッパー制御である限り、あまり意味がありません。
上記の通り、チョッパー制御では「電圧一定」が大前提なので、
レースのような限界的な使用状況でない限り、電圧変動を考慮する必然性に乏しいからです。
電圧が変われば比較的単純に回転数・消費電流も電圧見合いで増えたり減ったりするだけです。推定が容易なので、実のところ、わざわざ電圧の影響を特性グラフとして可視化しても、ほとんど有用性はありません。

もし、電圧を連続的に変動させたグラフを書こうとすると、
電圧変動と同時に消費電流や回転数も変わるので、
それぞれの負荷との関係を同時に描こうとすると3次元グラフになってしまいます。
通常は、連続した電圧変動を無理に描かなくても、２～３種類の電圧での試験データを、ヨコ軸を回転数、負荷、消費電流のいずれかとしてグラフを描き、重ねあわせれば、「その間」は容易に推測できますから、実用としてはこれで十分です。
具体例はこちらのページ末尾をご参考に
http://www.rct.jp/contents/lab/motor/lab051.html

お礼

ご回答ありがとうございます！

とてもよくわかりました！

回答No.1

NAZ0001

当然、負荷によってです。
モーターの回転は、外部からの電圧と、自己起電(要は発電機)による電圧が釣り合ったところで、安定します。つまり、外部からの負荷で回転数が下がると、電流が増えます。逆に回転数が上がると電流が減ります。
電流が増えれば、トルクがあがります。減れば下がります。

お礼

ご回答ありがとうございます！

そうですよね、負荷を無視して考えていたから、チンプンカンプンになってしまった気がします。
よくわかりました。