DCモータの電流とトルクの関係

質問

DCモータのカタログを見ると、電流とトルクの関係は一定だったのですが、この関係は、印加する電圧を変化させても変わらないのでしょうか？

例えば、
１０Vの電圧を掛けた時の、負荷トルクに対する発生電流の関係と、
５Vの電圧を掛けた時の、負荷トルクに対する発生電流の関係は、
ほぼ同じと考えてよいのでしょうか？

回答No.2

xpopo · ベストアンサー

＞DCモータのカタログを見ると、電流とトルクの関係は一定だったのですが、この関係は、印加する電圧を変化させても変わらないのでしょうか？

回答＞＞
　モータの内部損失（軸と軸受けの間の摩擦や回転子コアのヒステリ損失など）が無視しうるくらい小さい場合はモータ電流と負荷トルクは電圧を変えても変化しません。

　しかし、実際には内部損失は無視できない場合が殆どです。内部損失が小さいDCモータとしては回転子の鉄製コアを使用していないコアレス巻き線構造のいわゆるコアレスモータでかつ軸受けに抵抗の小さいボールベアリングを使用したような構造のモータの場合です。

　内部損失が大きいと回転数の影響を受けます。DCモータは定電圧で駆動する場合は負荷が小さくなるにしたがって回転数は大きくなってゆきます。回転数が大きくなってゆくと内部損失も回転数に比例して大きくなってゆきます。負荷トルクがゼロではモータは最大の回転数で回転します。モータのカタログに載っているトルク対回転数および電流特性を見ると大抵、負荷トルクがゼロの時に電流はゼロになってなくてある値を示してます。この電流は負荷がなくてもモータ自身を最大の回転数で回転させるためのトルクを発生させています。モータの内部損失が大きいとこの負荷ゼロの時の電流も大きくなります。
　ここでモータの駆動電圧を大きくする場合、モータの無負荷、負荷がゼロの時の回転数は大きくなります。回転数が大きくなると、内部損失もそれに比例して大きくなります。その結果負荷がゼロの時の電流もおおきくなります。逆にモータの電圧が下がると内部損失は小さくなり電流も下がります。
　この様子を特性図で示すと添付図のようになります。

お礼

すごくわかりやすい解説をして頂きありがとうございます！かなり理解できました！！

ご回答ありがとうございましたm_ _m

回答No.1

fxq11011

モーターの場合回転数により抵抗値が変わりますので、ひとくくりにはできません。
ただ、確実に言えることは、負荷トルク無限大（モーター停止状態）なら、モーターの抵抗はオームの法則のオームだけのため、電流は電圧に比例します（電圧が倍になれば電流も倍になります）、ただし実際の設計はそれに耐える設計にはなっていません（そんな必要がない）ので、たぶん焼損します。
電圧だけを変化させることはできません、通常電圧を上げると、モーターの総合抵抗は変わらない限り電流が比例して増加します、したがってモーターの負荷トルク（モーターを止めようとする力）が変わらないなら回転数が上がります。
＞負荷トルクに対する発生電流
負荷トルクに関係なく、モーターの抵抗値と電圧により、まずは決まり、多くの電流が流れ大きなトルクを発生します、負荷トルクを上回るトルクが発生すると回転を始め、回転しだすと、回転子のコイルに逆起電力が発生します、当然抵抗となり電流が減少して、トルクも減少します、負荷トルクとつりあったところで定常回転になります。
この状態で、電圧を上げると、電流増加、トルク増加（当然負荷トルクを上回るため）回転数増加、再びつりあう回転数で定常状態になります。
電気では、電圧と電流の値は常に入れ替わります（負荷抵抗の値により）ただし電力（電圧×電流）は変わりません。
回転数とトルクも同じです、車にブレーキかけると、止まります。
回転するタイヤにブレーキ（負荷トルクを大きくする）＝回転数が落ちる。
エンジンを吹かす＝タイヤにかけるトルクを増やすと回転数が増える（加速する）。
回転数とトルクも常に入れ替わります、変わらないのは出力（馬力）＝トルク×回転数
質問に対する直接の答え
負荷トルクに対する発生電流の表現不適当
モーターの状態同じなら抵抗同じため、電流は負荷トルクに関係なく電圧に比例する、ただしその結果、回転数にすぐ反映される。

お礼

丁寧にご回答頂き、ありがとうございました。大変参考になりました。