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モーターの特性を考える。その2
ミニ四レーサー向けにDCモーターの特性を考えてみようという、
前回の記事の続きです。

前回のおさらいから。
トルクと回転数の関係は下の図のように逆であることが分かり、
ついでに言うとこれは「負荷(トルク)がどんだけかかった時に回転数がどんだけ落ち込むか」を表すグラフでした。

モーター特性


一方でモーターは電気を流すことで動かしているので、
当然そこを流れる電気の量とモーターの性能とで関係があります。
それが「トルク-電流」の特性になります。
関係としては比例。つまり、

トルクと電流は比例関係にある
ということです。

負荷が大きい場面(アップダウン)などでは、モーターには大きな電流が流れるわけです。

余談ですが、よくスイッチ入れたままタイヤを押さえないでね、って言われるのは
停止時=停動(最大)トルク時にめっちゃ電流が流れて熱が出るからです。
壁にぶつかって止まったままになるのも似たような状態なので
コースアウトしたら回りに気をつけつつも素早く回収しましょう。

モーター特性3

ここまでの特性を図にまとめると上の図のように。よくみる性能線図ってやつです。
見方の目安として負荷(トルク)を基準にすると、
どのくらいトルクがかかったときにどのくらい回転数が落ちて電流が流れるか分かるって感じです。


ここまでが一般的なDCモーターの特性ですが
ミニ四駆の場合はもうちょっと考えることがありそうです。

いや、本当に電源が理想的ならここで話が終わるのですが、
ミニ四駆のモーターを動かしてるのは頼りなーい単三電池です。

電流とトルクの関係を勉強したのでとりあえず電流で考えてみましょう。
(ほんとは内部抵抗を含めて考えた方がいいんだろうけど、簡単のため)

ミニ四駆が坂を登るときは減速、つまりモーターの回転数が落ち込みます。
回転の落ち込みを止めようと電流をばりばり流してモーターのトルクを増加させたい、、、
けど、本当はそんなに電流を流せません。

まぁ実際んとこどれくらいまでいけるかは知りませんけど
少なくとも電池屋さんのデータシートを軽く見る感じでは2A(2000mA)以上流すことを考えて作って無さそうです。
さっきのグラフでいうと一番下の目盛りですよ!

てことで、色んな誤解を恐れずにものすごーく大雑把に言うと
(特に)乾電池の場合は電流が制限されるため、スペック通りのトルクを得ることができない
ちゅーことです。

で、高性能なモーターほど電気を食うのでその辺が顕著になる、と。

でもその中で電流を沢山流せる電池、流せない電池というものがあって、
例えばネオチャンプあたりのニッケル水素電池はアルカリ電池に比べて電流を流せることから
高性能なモーターをぶん回すのに向いてるって話になります。


そんなんでなんとかミニ四駆も絡めてモーターの話のさわりを出来たのかな。
自分自身も自己流で勉強したばっかりのことなので間違いだらけかも知れん

電圧との関係はどうなんだ? とか 慣らしするとどうなるんだ? とか
色々ネタはあるけれどまだ自分の中で整理できてないので次の機会で。

先に電圧・電流と電池の話があるかも?

 
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