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FAQ

モータ

定電圧電源に表示される電流と、モータに流れ込む電流の値は同じですか
(1) ブラシ付きDCモータをを定電圧電源に直接接続する場合
→ 定電圧電源に表示される電流は、モータに流れ込む電流と同じです。

(2) 定電圧電源にコントローラを接続し、ブラシ付きDCモータをPWM駆動する場合
→ 定電圧電源に表示される電流は、モータに流れ込む電流とは異なります。
→ コントローラ内部の損失を無視すれば、コントローラ入力側の電力(電圧x電流)は出力側の電力と同じです。
  一例として、起動時には出力側の電圧が入力側より低く、電流が入力側より高い状態がありえます。

(3) 定電圧電源にコントローラを接続し、ブラシレスDCモータをPWM駆動する場合
→ 定電圧電源に表示される電流は、モータに流れ込む電流とは異なります。
  理由は上述のとおりですが、ブラシ付きDCモータにおいては、コントローラの出力側が交流です。

センサレス仕様のブラシレスモータには、ホールセンサ内蔵仕様と比較して、どのようなメリットやデメリットがありますか
ブラシレスDCモータでは、制御上、何らかの方法でロータ位置を検出する必要があり、これをホールセンサなどの位置センサで行う場合と、センサを用いずに行う場合があります。後者に対応したモータがセンサレス仕様で、ホールセンサを内蔵していません。

センサレス仕様のメリット:
(1) ケーブル本数を削減でき、信頼性が向上する(断線やセンサ故障のリスク減)
(2) ケーブル本数やコネクタ削減による省配線・省スペース化
(3) センサ位置の調整作業の削減や、モータ本体および制御機器の小型化によるコストダウン
(4) センサを内蔵しないので、過酷な使用環境に適する(高低温、高湿、衝撃、電磁波など)

センサレス仕様のデメリット:
(1) 駆動のための制御が複雑で、開発工数もかかる(少量生産には開発コストの観点で不向き)
(2) 低速時は誘起電圧が低いので、起動・停止の際の制御が困難
→ 一定の加速度・トルクで起動・停止することが困難なため、位置制御やトルク制御には不向き
→ 電源投入時にステッピングモータと同様な復帰動作が必要で、正逆運転に向かない
※マクソン製のe-bikeドライブのように、始動時からセンサレス制御を可能とする方法はあります
(3) ロータ位置推定用の制御ループが追加されるため、演算処理数が増え、応答性や最大回転数が下がる
(4) モータ固有値(抵抗、インダクタンスなど)のばらつきが、制御誤差として現れる

コア付き巻線のブラシレスモータ(EC-i、EC-flat、EC frameless、ECX Torque)を選定するにあたり、どのようなことに気を付ければよいですか
詳しくはこちらの製品コラムをご覧ください。
モータを焼損から保護するため、どのような検討が必要でしょうか
詳しくはこちらの製品コラムをご覧ください。
公称電圧が12Vのモータを24Vで駆動するとき、気をつけることとは何ですか
詳しくはこちらの製品コラムをご覧ください。
マクソンが販売している各種モータの、製品特性上の位置づけを教えてください
詳しくはこちらの製品コラムをご覧ください。
ブラシレスモータを回すのにエンコーダは必ず必要でしょうか
マクソンのコントローラを用いてブラシレスモータを駆動させる場合についてお答えします。

(1) ホールセンサ内蔵のブラシレスモータを駆動する場合
エンコーダ無しでも駆動可能ですが、停止精度や応答性に厳しい要件のある場合や、モータが停止する際の振動(ハンチング)を抑えたい場合は、エンコーダの取り付けをご検討ください。

(2) センサレス仕様のブラシレスモータを駆動する場合
センサレス仕様のブラシレスモータを駆動可能な標準カタログ品は、ESCON Module 50/4 EC-Sのみです。このコントローラの運転モードは回転数制御に限定されており、エンコーダは取り付け不要です。

ブラシレスモータの回転方向を、配線の変更のみで逆転させる方法を教えてください
次の配線を逆に接続することで、ブラシレスモータの回転方向を逆にすることができます。
・ホールセンサ1とホールセンサ2
・モータ巻線2とモータ巻線3
※この作業は電源OFF状態で行ってください。
ブラシレスモータをベクトル制御で駆動するにあたり、モータのd軸インダクタンスとq軸インダクタンスの値を教えてください
マクソンのブラシレスモータの多くは、表面磁石型(SPM)のロータを採用しているため、d軸インダクタンスとq軸インダクタンスは等しく、その値は端子間インダクタンス(カタログ11行目)の半分となります(Ld=Lq=1/2*Lph-ph)。
EC-iの高トルクバージョンにおいては、埋め込み磁石型(IPM)のロータを採用しており、d軸インダクタンスがq軸インダクタンスより小さくなる(Ld<Lq)ため、リラクタンス・トルクが発生します。なお、LdとLqの差は10%程度です。
モータ個々のカタログページには「公称電圧」における運転条件が書いてありますが、「定格電圧(最大電圧)」の値を知るにはどうしたらよいでしょうか
そのモータに印加してよい最大電圧は以下のように求められます。
(1) 印加可能電圧(無負荷時)=「最大許容回転数」÷「回転数定数」
(2) 印加可能電圧(最大連続トルク時)=(「最大許容回転数」+(「最大連続トルク」×「回転数/トルク勾配」))÷「回転数定数」
(3) 印加可能電圧(あるトルク時)=(「最大許容回転数」+(「あるトルク」×「回転数/トルク勾配」))÷「回転数定数」
となります。
RE30_310007の場合であれば、
(1) 32.52V
(2) 34.52V
(3) トルクによる
というのが目安となります。
要するに、負荷がかかっていてもいなくても、12,000rpmを超えないことが一つの目安となります。
負荷トルクが予想以上に高いためか、モータの軸が回転方向にねじれ変形をおこします。軸の材質を強化したタイプは取り扱っていますか
もし、目に見えて「ねじれ」が生じているということであれば、ギアヘッドの「連続最大トルク」や「断続最大トルク」が超えている可能性が考えられ、ギアヘッドが壊れてもおかしくない状況にあると推定できます。比較的高い減速比の場合、「モータの最大連続トルク」×「減速比」×「減速機効率」>「ギアヘッドの連続最大トルク」になることもあります。これをオーバーすると破損の可能性もあります。
軸の材質については、基本的には選択肢はありません。
カタログを見ると「無負荷回転数」と「最大トルク時の回転数」がありますが、どちらの回転数を参照すれば良いのでしょうか?トルクの計算方法がわかりません
DCモータの場合、
回転数の参照方法としては、
● 回転数定数(rpm/V)?>そのモータに1Vの電圧を印加したとき、何rpmで回るかを表した定数
● 回転数トルク勾配(rpm/mNm)?>そのモータに1mNmの負荷がかかった場合、何rpm回転が落ちるかを表した数値
が有用です。
この式を、お使いになる運転ポイント(トルクポイント)に当てはめると、どのくらいの回転数になるかが推定できます。
よって、ある電圧である回転数になるのであれば、どのくらいトルクがかかっているかがある程度推定できます。
ギアヘッドを使用する場合は、減速比とギアの効率を加味する必要があります。
尚、運転ポイントトルクがモータの最大連続トルクを超えている場合(あるいは条件によってはそれ以下の場合でも)、モータが焼損する可能性があります。
モータの軸にどれだけの力がかけられるのでしょうか
「荷重」ということで言えば、カタログの「機械的特性」記載の数値になります。(最大ラジアル荷重、最大スラスト荷重等)ギアヘッド軸の場合はギアヘッドページの「テクニカル・データ」をご参照ください。
「トルク」ということで言えば、モータ単体の場合、モータが最大で発生できるトルク(停動トルク)は、軸の機械的強度よりもはるかに小さいので考慮されません。ギアヘッドを取り付けた場合、ギアヘッドの「連続最大トルク」や「断続最大トルク」が上限となります。ギアヘッドの「連続最大トルク」が上限となってしまい、モータの「最大連続トルク」が出せない場合もあります。
マクソンのカタログにある運転範囲の表(グラフ)の意味を教えて下さい
赤色の部分が連続運転範囲でそれ以外(赤色より外側)は短時間運転範囲になります。
「150W」など書いてある黒い線は、回転数とトルクを掛け算したモータ出力の線です。
赤い部分が上に行くに従って円弧を描いているのは、「回転数が上がるにしたがって機械的損失が増加し、その分トルクがあまり出せなくなる」という意味です。
ただし、通常の選定ではこの円弧はあまり意識せず、上述したような「モータ・データ」に基づいて(すなわち直線的な比例定数を用いて)選定されます。
モータ軸に最大連続電流以上の電流が流れた場合(最大連続トルク以上のトルクがかかった場合)、モータが焼損する可能性があります。
またギアヘッドなどの場合、破損したりする可能性がありますので、ご留意ください。
マクソンのモータは他社のモータと比べてどこが違うのでしょうか
「コアレス構造」であるマクソンモータは、
● コギングなし。(すなわち制御性が良い)
● 低慣性ロータにより高加速性。(立ち上がりが速い)
● 低電磁障害
● 低インダクタンス。(立ち上がりに関係します)
● 高効率
● 多コミュテータ・セグメントによる低トルクリップル
などの利点があります。
すなわちパワーもさることながら「微妙な角度だけ回転させたい(位置制御)」や「極めて誤差の少ない一定回転をさせたい」ということであれば他社モータよりマクソンのコアレスモータが適していると言えるでしょう。コアレスモータの心臓部である、コアレス巻線はメーカ独自のノウハウがあり、たとえばマクソンの場合は「菱形巻」を採用しています。
これを製造するのに非常に手間がかかり大量生産ができません。かなりの部分を「人の手」で製造しております。
(例えば、工員がロータのバランスを調整している工程においても、1個1個手作業で行っています)
公称電圧が12.0Vのモータに11.6Vのバッテリを直につなぐとどうなりますか
回転数および停動トルクがカタログ記載値より若干下がるだけで、ほとんど問題は生じません。
「無負荷回転数」は「回転数定数(rpm/V)」より算出可能です。
「最大連続トルク時の回転数」は「回転数/トルク勾配(rpm/mNm)」より算出可能です。
ただし、バッテリーの「直接続」は電流が際限なく流れてしまいます。
最大連続トルク以上の電流が流れた場合、モータはいずれ焼損します。
(最悪の場合は、軸がロックしてしまった場合で、この場合、まず1秒以内でモータは焼損します)
ACモータやステッピングモータは取り扱っていますか
弊社のモータ製品群はすべてDCモータです。
モータのブラシ交換は可能ですか
ブラシ破損やブラシの摩耗によるブラシの修理・交換はモータの構造上できかねます。
ブラシレスモータの「最大許容回転数」におけるベアリング温度について教えてください
ベアリングの寿命について、カタログに記述されている値はモータ運転範囲内で、最も悪い条件にて検討された値です。(使用温度範囲、最高巻線許容温度等)
モータの運転範囲内の温度(モータ回転による温度上昇を含む)は、既にベアリング寿命に考慮されているため、特に影響(悪影響)を気にする必要はありません。
ECブラシレスモータは発電に使えますか
三相DCブラシレスモータを発電機として用いると、まず三相の正弦波が出力されることが判ります。その正弦波をダイオードを使って整流し、DCとして取り出すことができると考えられます。詳細はこちらの文書をご参照ください。

  • 正弦波の周波数は回転数に比例
  • 正弦波の振幅は回転数 nに比例し、モータの回転数定数 knから計算できる:振幅U = (π/3) x (n / kn)
  • DC平均電圧 U = n / kn
極限環境(宇宙、海底等)での使用に耐えうるモータは取り扱っていますか
過去に極限環境での使用に採用された実績はあります。
ただし、お客さまの方で検証いただきご使用いただいております。
弊社としては「極限環境保証」はできかねますことを予めご了承下さい。海底に関しては、圧力耐久最深6,000mの水中ドライブ(ブラシレスDCモータを用いたモジュラーシステム)もございます。
また、使用温度範囲が広く、耐圧・耐振動性・耐衝撃に優れたHD(Heavy Duty)製品もございます。こちらは通常の空気環境とオイル内環境での運転用の2つのバージョンをご用意しております。製品に関してはお気軽にご相談ください。
コアレスDCモータの「最小始動電圧」の計算方法を教えて下さい
「最小始動電圧」は弊社のカタログには掲載していない数値ですので、仮に計算式によって出た数値であっても、実際には駆動しないこともある、ということを踏まえた上でご参照ください。
「無負荷電流」×「端子間抵抗」×3 / 1,000
ブラシレスモータを正弦波整流ベクトル制御で駆動する場合、q軸電流と発生トルクとの関係はどうなりますか?カタログ上のトルク定数は矩形波整流の際の値なので換算はどのようになりますか
カタログデータ(矩形波整流)と正弦波整流時の各データとの換算は下記の通りです。

● 最大連続電流 Imax
Imax(正弦波整流時)= 2/√3 x Imax(カタログデータ)

● トルク定数 kM
kM(正弦波整流時)= π/2√3 x kM(カタログデータ)

● 回転数定数 kn
kn(正弦波整流時)= 3/π x kn(カタログデータ)

よって、正弦波整流時の発生トルクは、
kM(カタログデータ)x π/2√3 x 電流(正弦波整流) ≒ 0.9 x kM(カタログデータ)x電流(正弦波整流)
となります。

ホールセンサ付きフラットタイプモータにアプリケーションノートはありますか
このモータ単体での説明書的なものは特にありません。形状は扁平型ですが、中身としては「3相ブラシレスDCモータ」です。3相ブラシレスDCモータ用の駆動回路で駆動が可能です。
通常弊社の3相ブラシレスDCモータは、ロータ磁極数が2極(1ペア)の場合が多いので、それをモデルに整流シーケンスが書かれていますが、「200142:EC45flatモータ」は16極(8ペア)です。
すなわち2極モータは機械的回転角360°に対して6パターンとなりますが、16極モータの場合、機械的回転角360°に対して「6パターン×8回」が繰り返されることになります。
このことにより、駆動回路側のスイッチングの周波数との関係で、機械的回転数に制約が出る場合があります。
ブラシレスモータ(EC-4pole 30 24Vタイプ)を使用して、ホールセンサ出力を利用した矩形波駆動を行っています。これをドライバで駆動させたとき、モータの出力トルクに逆らう向きに手で回転させると、ホール素子で検出される区間の切り替わりの瞬間に手に感じるモータのトルクに変動があります。これにはどのような原因が考えられるのでしょうか
トルク変動については、ブラシレスモータの矩形波整流の場合、必ずトルク・リップルが生じます。モータによって大小はあるかと思いますが、特に低速域において顕著です。