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電磁ブレーキの電圧制御とトルク制御方法
- 全波整流の後、電磁クラッチに直列に可変抵抗を取り付けてブレーキ電圧のトルク制御を行います。
- ブレーキはDC80V、0.25A、20Wの消費電力を持つものです。
- 直列に接続される可変抵抗の値と計算方法、および電力の計算方法を教えてください。
- 電気設計
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８０Ｖ０．２５Ａの抵抗値は、８０Ｖ÷０．２５Ａ＝３２０Ωです。 ＤＣ８０Ｖの電源をつないで、ＤＣ４０Ｖに電圧を落とすには、負荷の 抵抗値と同じ３２０Ωの抵抗器を直列につなげば達成できます。 このとき、抵抗器に掛かる電圧は８０Ｖの１／２の４０Ｖ、流れる電流は ０．２５Ａの１／２の０．１２５Ａです。 従って、抵抗器では４０Ｖ×０．１２５Ａ＝５Ｗの電力を消費します。 消費電力５Ｗに対して、十分余裕のある定格の可変抵抗器を選択する必要 があると言うことになります。抵抗器に必要とされる定格電力は、放熱条件 によって異なりますので、一意に決めることはできませんが、ざっくりみて 消費電力の３倍程度にすることが必要と思います。 丁度、３２０Ω１５Ｗ定格の可変抵抗器があれば好都合ですが、丁度のもの を入手するのは難しいと思いますので、５００Ω２５Ｗ定格の可変抵抗を 選定するのがよさそうに思います。 回路図は次の通りです ┏━━━可変抵抗━━━┓ ┃ ┃ 80V電源 電磁クラッチ ┃ ┃ ┗━━━━━━━━━━┛ 可変抵抗の抵抗値が0のとき、80Vの電源電圧は負荷である電磁クラッチに 直接加わります。つまり、負荷に掛かる電圧が80V。負荷抵抗は320Ωです から流れる電流は、80V÷320Ω＝0.25Aです。 可変抵抗の値を320Ωになるように調節したとき、電源につながる抵抗は、 電磁クラッチの320Ωと、可変抵抗の320Ωを直列にした640Ω、 電源に流れるは、80V÷640Ω＝0.125A 負荷である電磁クラッチと、可変抵抗は直列につながっていますから、流 れる電流は等しく、0.125A 負荷である電磁クラッチに流れる電流と、可変抵抗に流れる電流の比は、 １／２ではなく１です。しかしながら、もともと80Vが加わっていた状態を 基準に考えれば、１／２の電圧である40Vが加わった状態で流れる電流は、 もとの状態の１／２ということです。 疑問は解消しましたか？ “直流なので同電流”という考え方をなさった記述例などがお判りであれば、 更に説明を加えられるかもしれません。 目的を再確認しましょう。 「可変抵抗を取り付けﾌﾞﾚｰｷ電圧のトルク制御を行いたい」ですね。 これを読み替えれば、 「可変抵抗を回路に直列に挿入して、電磁クラッチに掛かる電圧を調整し、 （電圧を変化させることで）流れる電流を変化させて、ブレーキ力（トル ク）を制御したい」 ということですね。 簡略にいえば、可変抵抗によって、電流を変化させているのです。 ＞可動コイル型電流計が、あるとします。内部抵抗200オーム ＞電流１mAなら1mA*200ｵｰﾑ=０．２Vまでしたはかれませんよねえ ＞そこで分圧器として9800ｵｰﾑをつないでやると、10Vまで測定可能となります ご呈示の文章を、電磁クラッチの例に書き換えてみましょう。 電磁クラッチが、あるとします。内部抵抗320オーム 電流0.25Aなら0.25A*320ｵｰﾑ=80Vで、所定のトルクが得られます。 そこで直列抵抗として3680ｵｰﾑをつないでやると、1000Vの電源につないだ ときに同等のトルクが得られます。 流す電流を一定と考えれば、分圧抵抗の考え方と何も異なることはありません。 違っているのは、抵抗を挿入して、電流を変化させようとしていることだけ です。
その他の回答 (1)
＞「抵抗器に掛かる電圧は８０Ｖの１／２の４０Ｖ、流れる電流は ＞０．２５Ａの１／２の０．１２５Ａです。」 ＞流れる電流は、直流なので同電流すなわち、1／２では、無く”１”では 回路図起こして計算式を書いてみてください。勘違いに気づくと思います。 今回は同抵抗の直列並列の話ではなく、同じ大きさの抵抗を増やしています。 ８０Ｖ / ０．２５Ａ / ３２０Ω の条件から さらに３２０Ωを直列に繋追加で繋いでいます。 ＞流れる電流は、直流なので同電流すなわち、1／２では、無く”１”では この論法でいくと絶縁抵抗だとしても電流が”１”流れるということになってしまいます。
補足
丁寧な回答ありがとうございました。 上記のないようで一つぎもんがあります。 「抵抗器に掛かる電圧は８０Ｖの１／２の４０Ｖ、流れる電流は ０．２５Ａの１／２の０．１２５Ａです。」 流れる電流は、直流なので同電流すなわち、1／２では、無く”１”では 宜しくお願いします。 何度もありがとうございます。 ならば、可動コイル型電流計が、あるとします。内部抵抗200オーム 電流１mAなら1mA*200ｵｰﾑ=０．２Vまでしたはかれませんよねえ そこで分圧器として9800ｵｰﾑをつないでやると、10Vまで測定可能となります。 よくやる作業です。つまり１mAです。 それと上記の上記の辻褄が、よくわかりません 宜しくお願いします。