モーター モデルベース開発とモータ バックナンバー
博識フクロウのフクさんと中堅エンジニア太郎くんの「モデルベース開発とモータ バックナンバー」。
仕事率、エネルギー保存則。仕事率、電力。トルク、回転数。効率、損失。T-I特性、T-N特性。
モデルベース開発
モーター 
モーター 【TI】モデルベース開発とモータ その5【TN】
モデルベース開発に於いては、リアルさを求めることは重要だが、そのリアルさの取捨選択も重要と学んだ。
今回はモータのスペックシートの読み方を覚えることになる。
モータのスペックシートは予想以上にあっさりしていることがあるが、それを元に様々な特性を算出できる。
直接計測できない物理量が算出できるが、これを制御に利用するかは目的次第。
モーター 【効率】モデルベース開発とモータ その4【損失】
効率μを決定づける損失は多数存在。
損失は「回転数に比例する」、「回転し始めだけ不感帯が存在する」ような感じでそれっぽければ良いことが多い。
最初はリアルさを求めず、パラメータだけ特定して徐々にリアルさを求めても良い。
モーター 【トルク】モデルベース開発とモータ その3【回転数】
前回、太郎くんは異なる物理領域を横断するには仕事と仕事率という物理量を利用することが手っ取り早いことを知る。
しかし、仕事、仕事率同士だからと言って単純変換できるわけではない。
トルクは電流に比例。
負荷(トルク)が一定であれば、角速度は電圧に比例。
角速度から回転数は求められる。
モーター 【仕事率】モデルベース開発とモータ その2【電力】
力学(直交座標、極座標)、電気の主要の物理量は時間、速度との関係性で覚えると楽。
力学(直交座標、極座標)、電気で共通の物理量として仕事と仕事率がある。
熱学のような他の領域でも仕事と仕事率に相当するものがあるので、エネルギー変換を考える際はとても便利。
モーター 【仕事率】モデルベース開発とモータ その1【エネルギー保存則】
モデルベース開発に於いて、モータをどのように見ているかの解説。
ただし、最もシンプルなアプローチであるため、精度はそれほど求めない。
モータは「電気エネルギー(電力)を機械エネルギー(動力)に変換する機器」。
電力、動力は共に仕事率という物理量。
モータは「電気、力学の間のエネルギー保存の法則を最も簡単に実現してくれる装置」。
物理学 【やり直し】力学さっくり解説【高校物理】
微分積分は割り算/掛け算に置き換えて考えてみる。微分≒割り算。積分≒掛け算。直交座標系力学のポイント。加速度、速度、距離の関係性。力×時間で運動量。さらに×速度で仕事。それを÷時間で仕事率。ショートカットも可能 。力×速度＝仕事率。力×距離＝仕事。極座標系力学のポイント。ラジアンで楽をする。以下を知っていれば、直交座標系の概念がそのまま使える。距離＝回転距離。速度＝角速度×半径。直交座標系と極座標系は仕事、仕事率で繋がっている。視点を変えて、自分で勝手な式に作り替えても良い。というか、そういう学問。物事を単純なパラメータへばらすテクニックの集大成と捉えても良い。
物理学 【やり直し】回転運動と直線運動の関係性【高校物理】
前回で、高校物理に於いての力学の話は終了。
今回は、回転運動と直線運動を組み合わせて「とある円が1回転分の距離を進むのに必要な時間」を算出。
回転運動と直線運動の例題。
角度→円周→直線と辿ることで回転運動と直線運動が繋がる。
実際は摩擦やイナーシャを意識する必要がある。
物理学 【やり直し】回転運動(トルク、角運動量、仕事、仕事率)【高校物理】
今回は力学の中で一番挫折者が多いと思われる極座標系こと回転運動となる。
しかし、弧度法でワンクッション置いたので何となくイメージが湧きやすくなってはいないだろうか。
高校物理の力学の最難関の回転運動こと極座標系の説明。基本的には直線運動の概念を踏襲しつつも、角度で考えるか円周で考えるかの2つの概念が交差してる。これが混乱の元になっている。
物理学 【やり直し】円周と角速度【高校物理】
前回、弧度法を説明した。
極座標系では、この弧度法を駆使していくことになる。
今回は、円周と角速度について記載する。
角度、角速度の関係。角度、円周の関係。弧度法のおかげで相当シンプルになっている。
角度＝角速度×時間
円周＝角度×半径
弧度法様々