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【トルク】　モーター何でも相談室　【回転数】

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0001774ワット発電中さん
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2017/12/26(火) 14:25:16.42ID:1e7x0NTh
.
　　　　∧__∧　　　　　マブチモータ、ステッピング、ブラシレス、ACサーボ
　　　（　´∀｀）　　　　モーターに関することなら何でも語ってください。
　　　(　O┬O
≡◎-ヽJ┴◎　　　　　電気板なのに、意外にも無かったので、立てました。
　　　　　　　　　　　　　質問も歓迎です。誰かが最速で答えてくれます。
0344774ワット発電中さん
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2018/10/01(月) 23:04:41.98ID:ewQzCc4G
何でSPMってリラクタンストルク発生しないって言えるのかな？
まともな証明を見たことがない
0346774ワット発電中さん
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2018/10/02(火) 04:53:46.52ID:Qyj9uUiB
LqとLdを測定しないで、見た目で言っているような気がする
>>339で紹介したモータも、>>343ではIPMに分類しているし
確かに、磁石を取っちゃえば残ったロータはリラクタンスモータのロータ形状だな
0347774ワット発電中さん
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2018/10/02(火) 13:15:06.32ID:nlN3ppt+
変な質問ですみませんが教えてください。

工作機械のモータをサーマル付きＭＳで始動してました。
本日動かそうとすると漏電遮断機が作動してしまいました。

メガーは持っていないのですが、モータを機械から取り外し配線も外して、
普通のテスターでＵとボディ、Ｖとボディ、Ｗとボディで計測したところ、すべて120オーム前後でした。

これはモータ不良で間違いないですよね？
モータを入手できるまで、とりあえずの応急処置で動かすことは可能でしょうか？
宜しくお願い致します。
0348774ワット発電中さん
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2018/10/02(火) 18:23:29.51ID:yY88nv9h
120Ωに200V掛けたら400w発熱するな
速攻で燃えるんじゃないか？
0349774ワット発電中さん
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2018/10/02(火) 22:06:05.59ID:LPcMr7La
短絡してんね
ワニス含浸されてたら巻き解いて絶縁はきついと思う
つうか、即捨て
0352774ワット発電中さん
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2018/10/02(火) 23:08:55.17ID:AdAgJjpF
特にコイルの巻数が多い小型モータでは顕著に差が出ます。
0353774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 05:29:16.25ID:ntodru4w
>384
テスターは直流で抵抗値を測ってるんでしょ？
モーター交流200Vでの消費電力は、わからないよね？
0355774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 07:21:12.38ID:j8H79gls
>>352
コイルの巻き数で変わる？　何でだろな？
Ld、Lqの電流依存性は測定したことあるけど、とすると漏洩磁束の影響でも出てるのかな？
0356774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 07:53:52.48ID:7BWQ8pXd
磁石入れると磁気回路的にd軸q軸の磁気抵抗がかわる。
これは実際に磁気回路解くとそうなる。さらにコイル入れるとより差が大きくなる。

参考書の磁気回路法では磁石とコイルいれたあとに、N極とS極が対称としてN極モデルだけで解いてるけど、どう考えても磁石とコイルが存在したら、対称にはならない
0357774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 07:54:04.03ID:7BWQ8pXd
磁石入れると磁気回路的にd軸q軸の磁気抵抗がかわる。
これは実際に磁気回路解くとそうなる。さらにコイル入れるとより差が大きくなる。

参考書の磁気回路法では磁石とコイルいれたあとに、N極とS極が対称としてN極モデルだけで解いてるけど、どう考えても磁石とコイルが存在したら、対称にはならない
0358774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 15:49:21.86ID:WWy8Um6n
トルク行進曲
0359774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 18:27:02.17ID:j8H79gls
>>356
つまりは、鉄材のB-Hカーブに依存する、ということですかね？

とすると、コアレスモータはLq=Ldになるのか？
あるいは、もし>>339のロータを使ってコアレスモータが作れたら、それはLq≠Ldになるのか？
疑問は尽きないな
0360774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 19:06:10.68ID:VmxdatLv
永久磁石の部分の透磁率が鉄とは異なるのが大きいんじゃね？
0361774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 19:49:44.12ID:s+PLi8br
>>358
一瞬にしてメロディーがよぎったら音楽好き。
0362774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 20:17:50.25ID:7BWQ8pXd
>>359
>つまりは、鉄材のB-Hカーブに依存する、ということですかね？


ではなくて、磁気回路の物理モデルを数学的に解くと絶対にLd＝Lqとはならないと言ってる。
0363774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 20:24:49.87ID:7BWQ8pXd
参考書と実機の計測の差として、インダクタンスの定義が上げられる。

ベクトル制御の参考書にはインダクタンスは2次の脈動を持つと仮定されている。

だけど、モータのインダクタンスを実測すると、脈動は2次ではなく1次の脈動となることを経験してないでしょうか？
0364774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 20:33:21.04ID:7BWQ8pXd
モータの参考書に記載されている磁気回路は、磁石を抜いた状態、あるいは、N極とS極は線対称であることを前提にコイルに電流を流して解いてる。この前提は実機の状態をしっかり捉えておらず、正直間違ってると思われる。

また、NS磁石有り、かつ、3相コイル有りの状態で、数式的にモータの磁気回路を解くと、必ずインダクタンスは1次脈動になり、Ld≠Lqとなる。
0365774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 20:45:11.24ID:7BWQ8pXd
磁束線のベクトルはN極から出てS極を通りまたN極に戻り磁束線のループを作る。

参考書に記載あるように、N極とS極が線対称となってしまったら、N極とS極から出ている磁束線のベクトルはどういう向きになるんでしょうか？

参考書のモータ磁気回路は意味不明です。
0366774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 20:59:39.67ID:7BWQ8pXd
『インダクタンスは2次の脈動を持つ』
参考書のこの仮定が誤りではないか？
と思ってます。
0367774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 21:03:45.85ID:7BWQ8pXd
「脈動」は造語ですね。
「波形」とかに入れかえて下さい
0368774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 21:28:30.62ID:j8H79gls
1次、2次、、、何に対して1次、2次？
NS境界のq軸→Sのd軸→SN境界のq軸→Nのd軸→NS境界のq軸、これを1周期として？

d軸→q軸→d軸と進めての測定はしたことあるけど、さらに先は無いな
いや、データ探せばあるかな、d軸で測定をやめるはずがない
0369774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 21:33:29.40ID:j8H79gls
データあった、けど、
NS境界のq軸とSN境界のq軸のL,、Nのd軸とSの軸のL、それぞれの組み合わせの数値は大差ないな
0371774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 21:53:05.34ID:7BWQ8pXd
>>369
モータのコイル巻き数が大事です。
インダクタンスは巻き数の二乗に比例しますからね。

測定モータの巻き数はどのくらいでしょうか？(あるいは大型or小型？)
0372774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 22:00:32.54ID:7BWQ8pXd
尚、かなり荒らしてしまいましたが、疑問に思っているだけなのですので、ほどほどに。
(報告していただけると幸いですが‥)

出来れば、大学機関の方々に検証してもらいたいところです。

あるいは、Ld≠Lqが事実だったとして、それを利用し何かの発明に役立てれば‥
と思います。
0373774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 22:06:10.79ID:j8H79gls
>>370
NS1組に対して、だと2次と言わざるを得ない、つまり同じ脈動が2回出てる
巻き数が多い少ないとか、大型小形はわからん、業界一般のセンスを知らないので
少なくともマブチ540のイメージよりは大きいが
0376774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 22:18:31.07ID:/JgudYvY
あるいは、IPMかSPM判断つかないですかね？
SPMならばインダクタンスは脈動しないはずですが‥
0378774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 22:40:25.63ID:7BWQ8pXd
そうですか。
情報ありがとうございます。
1mH弱程度であれば私の中ではフランジサイズ□80〜100のイメージですね
0379774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 23:04:56.27ID:1dA4IL/x
どうやってLqの電流依存特性を測るんかね
ベクトル制御でdq角をドライバ上で固定すれば電圧指令値、電流指令値を使って電圧方程式解けばLd出てくるけど
Lqはロータが回るからこの手法が使えん
d軸電流を十分流しておけば軸固定できるのでq軸電流流せばLqが計算できるんだけど、これってd軸電流重畳してるから値がずれそう
出力軸を機械的に固定するの？
0380774ワット発電中さん
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2018/10/03(水) 23:33:26.35ID:7BWQ8pXd
Ldは各々の企業に昔から培ってきた方法が各々あるように思います。
所属企業がばれそうなので提示は出来ません。

一般的なところで探すと「ACドライブシステムのセンサレスベクトル制御」という本に載っている方法がある。
(電圧指令と電流フィードバックの値、および、各々の位相からLdを逆算。ただしFFTするか、周波数フィルタかける必要あり)
0381774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/03(水) 23:43:58.81ID:7BWQ8pXd
失礼Lqでしたね。
シャフトをq軸電流が流れるようにロックして電流の立ち上がりを見たらよいのでは？(Lq＝ΔV/Δt)
と思いました。
0382774ワット発電中さん
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2018/10/04(木) 07:18:33.39ID:KMqEbDkN
トルクが大きいモータだと結構大変ですね
磁気飽和特性見るなら短時間定格域まで電流流すし
0383774ワット発電中さん
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2018/10/11(木) 20:08:56.15ID:h0WXgpC/
二軸変換したときの固定子磁束ベクトルと電流ベクトルの外積がトルクを表すと、どの教科書を見ても書いてありますが、これはどこから導出されるのですか？
手持ちの教科書では天下り的に与えられており説明がありません
0385774ワット発電中さん
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2018/10/11(木) 21:40:13.68ID:CeckWO76
機械の横側に直付けの単相モーター
プーリー側と反対側で二mm程度斜めになってるけど許容範囲外ですか
モーター側のプーリーを新しくして回したらVベルトも見た感じ普通に回ってて、振動もほとんどありません

でかくて重いからズレを直すにも一人では動かせそうにない
0387774ワット発電中さん
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2018/10/11(木) 22:41:24.25ID:gr7a9uzJ
ポインティングベクトル、あるいは、マクスウェル方程式のゲージ変換からフレミングの法則、ローレンツ力が導かれることを理解している人がどれくらいいるのだろうか？
0389774ワット発電中さん
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2018/10/11(木) 23:39:10.26ID:H2SADY0+
>>384
どうやって導出するのか教えていただけませんか？
次元が一致することは分かるのですが、過程がわかりません
0393384
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2018/10/12(金) 23:22:50.73ID:H+TAiES0
>>389
二軸変換は、dq軸変換のこと?　だったら トルクT[Nm] = ψ[Wb] x Iq[A] の式だな　ただしLd=Lqの場合限定

磁束ベクトルは通常d軸に取り、d軸と電流ベクトルIa[A]の成す角度をθとすると Iq[A] = Ia[A] x sinθ
したがって T[Nm] = ψ[Wb] x Iq[A] = ψ[Wb] x Ia[A] x sinθ の外積の式で表される
0396393
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2018/10/13(土) 00:19:58.51ID:8wUmJfle
じゃ、答えをどうぞ
0398774ワット発電中さん
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2018/10/13(土) 00:53:14.69ID:mNnKIV7B
力ではなくなぜトルクになるのかと言いたいのか？
そうでないなら単に物理法則なのだからそれの導出って
統一場理論レベルの話になってくんじゃね？
0400774ワット発電中さん
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2018/10/13(土) 05:47:31.23ID:8wUmJfle
>>397
エネルギーで考えるなら、電圧方程式も必要でしょ
トルクはエネルギーじゃない
>>183は答えにならないな

まさか力率と効率の区別ができない人？
0401774ワット発電中さん
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2018/10/13(土) 06:02:51.41ID:8wUmJfle
>>398
ローレンツ力の関係はこっちで説明されてるらしい
ttps://www.tsukuba.ac.jp/wp-content/uploads/170906koizumi-2.pdf
0403774ワット発電中さん
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2018/10/13(土) 10:34:16.04ID:+xCe+0h4
MTPA制御に使うd軸電流って、偏微分で導出した式をリアルタイムで解くものなん？
しかもLd、Lqの取得誤差と電流依存性があるから固定パラメータじゃ片手落ち？

マップでやるのは楽だけどマップ用データを取るのがめんどいし。
0404389
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2018/10/13(土) 11:58:43.86ID:lJHx+Mm8
>>393
dqでもαβでもどちらでもかまいません．
どちらの軸であったとしても磁束と電流の外積でトルクが計算できると思います．
（教科書にはそう書いてあるし，現に実験してもそのような結果が得られる）

非突極機（Ld = Lq）のトルクが
トルクT[Nm] = ψm[Wb] x Iq[A] （ψm＝永久磁石の速度起電力）
で表されるのは

T = ψ×I　（磁束と電流の外積）
T = ψd×Iq−ψq×Id
T = (ψm＋Ld×Id)×Iq - (Lq×Iq)×Id
T = ψm×Iq + ( Ld - Lq)×Id×Iq　
T = ψm×Iq（Ld = Lqの仮定を使った．）

となるからであると解釈しております．
つまり，磁石モータのdq軸トルク式は「磁束と電流の外積がトルクになる」という前提で話が進んでいると思います．
ですから，dq軸トルク式を使って「磁束と電流の外積がトルクになる」ということを説明するのは少し違うかと．

フレミング左手則から
F = BIl
となり，この式の両辺にr[m]をかけることで次元がトルクになることは理解できています．
Fr = BIlr
T = BIS
T = ψI
しかしこのあたりの物理的解釈がいまいちわかりません．
0405774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 21:20:18.93ID:PBMB5j79
エネルギー保存則からトルクと銅損と鉄損は導出可能
また、電磁誘導の法則からもトルクは導出可能
0407774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 21:23:23.48ID:PBMB5j79
dq座標なんて拘ってるから
モータの物理法則がおかしなことになってることに誰も気づいてない
0408774ワット発電中さん
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2018/10/13(土) 21:27:40.75ID:7hrN2bth
dq座標のままでもも問題はないが‥
そもそもdq座標は回転座標系だということを皆さん忘れがちではないか？
と思います。
理系の大学生ならば、回転座標系の注意事項ぐらい理解できるはずですが
0410774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 21:28:50.71ID:6Xkw2U4s
フレミング右手則から速度起電力は
e = Blv = Blrω
速度起電力が吸収する電力＝発生する動力なので
P = eI = BIlrω
トルクは出力÷ωなのであなたのFrに等しくなる
0411774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 21:33:47.21ID:PBMB5j79
この際、ついでに言っておきましょうか
『マグネットトルク』と『リラクタンストルク』はモータ屋さんの造語です。

この二つの用語のせいで、モータの物理の発展が止まったままになってます。
0415774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 22:25:50.71ID:PBMB5j79
モータの物理は、本来矛盾が無くかつ単純なものに纏めることができます。

けれど残念なことに現在出版されているモータの本には、誤魔化されてる部分が多々見受けられます。
>>383の指摘はその一つと言えます
0416774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 22:33:08.80ID:8wUmJfle
>>404
最後の3つの式は、フレミングの左手の法則から導出するのは主流じゃないらしい
鉄のステータの磁束のある場所には銅線の電流はなく、逆もまたしかりだから


鉄心がない場合はここ
ttps://www.nidec.com/ja-JP/technology/motor/basic/00012/
磁束ベクトルと電流ベクトルの間のローレンツ力が回転の角度にしたがって外積で計算されるけど、
二軸変換について聞きたいのだから、このことじゃないだろう


鉄心のある場合はここ
ttps://www.nidec.com/ja-JP/technology/motor/basic/00015/
ttps://www.nidec.com/ja-JP/technology/motor/basic/00016/

T = ψIの式は、上のほうのURLの(B)が、それから>>397=>>183のように説明している
入力電力[W] = モータ起電圧相当の印加電圧[V] x 通電電流[A]　（銅損は0と仮定）
モータ出力[W] = モータトルク[Nm] x 回転数[rad/s]
モータ起電圧[V] = 極対数 x 鎖交磁束[Wb] x 回転数[rad/s]
モータ出力[W] = 入力電力[W]として、モータトルクの式を逆算すると、
モータトルク[Nm] = 極対数 x 鎖交磁束[Wb] x 通電電流[A]　と導出される

Fr = BIlrとT = BISの式は、上のほうのURLの(A)では「BLI則で説明できません」と書きつつ、
下のほうのURLで「見かけ上はBLI則が成立する」という、若干歯切れの悪い説明をしているね
物理的解釈は、定量的でなく説明的に、(A)の図2.19ということになると思う
0418416
垢版 |
2018/10/13(土) 22:44:31.08ID:8wUmJfle
>>404
ついでに言うと、
「入力電力=モータ出力」で話を進めるのは、
＞磁石モータのdq軸トルク式は「磁束と電流の外積がトルクになる」という前提
で進めるのとほぼ同じと思うよ

だって、磁束が起電力を作るわけだからさ
0421774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 22:58:09.08ID:8wUmJfle
>>420
>>404は複数のトルク式を把握しているので、そこは理解していると思うが
あとさ、力率は入力電圧と端子電流の力率と、モータ起電圧と端子電流の力率の2つはあるから、区別してくれると助かるんだがなぁ

大学生に頼ってないで、式を書いてちょうだいな
0422774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 23:13:00.27ID:8wUmJfle
>>403
Ld、Lqを電流毎に測定して入れたことあるよ
測っておけばトルクとIa毎にIaの低減効果が見積もれるし

マップってどういう形式?　複雑にはならないのではないかい
0423774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/13(土) 23:43:04.37ID:eCY7BwWi
ID:PBMB5j79
「独自の解釈で定説を論難しようとするものであり、認めることはできない」
という決まり文句があてはまりそう
0425774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/14(日) 00:49:42.77ID:BEsPwVAc
そもそも外積とは何か
数学上の定義から見直ししてみると
違った側面が見えるかと思います。
0426774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/14(日) 08:59:10.67ID:hyvV+MDo
>>422
シャフト固定して各軸ごとのLの電流依存性は事前に取ってるんだけど、位相を変えて通電したときは事前に取ったL値に合うのかな？
d軸電流によってq軸側の磁気飽和を起こす干渉って置かないのかなと

マップというのはFF方式ですかね。網羅的に値を求めるのが大変なのでモータパラメータと式から勝手に位相を決めるFB方式がいいなーと。
0427774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/14(日) 11:37:17.04ID:6uKJxXn/
>>426
とにかくやってみたら?
拠り所はトルクモデル式しかないので、あるId、Iqでモデルと近いトルクが出るかで見るしかないでしょ

＞d軸電流によってq軸側の磁気飽和を起こす
MPTAなら、特定のトルクを得ようとしてIqを減らすから、q軸側は磁気飽和から遠ざかるのでは?
JMAGモデルだとそうならないのかな

FFかFBかは方法論なんだけど、最初からFBやると上手くいかなかったときの原因究明に手間取りそうだ
0428774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/14(日) 22:07:27.10ID:CjWmgiXT
ところで‥>>416の最初のほうでも指摘があるが、フレミングの法則
F=iBL(電流*磁束密度*導線の長さ)
回転子が磁石の場合は適用出来ない。

導線に力が働いて回ってるわけでないから。
この部分は解決済みでしょうか
0429774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/14(日) 22:42:46.19ID:+EgGuO3T
それはねえ
フレミングと電磁誘導が偶然にも一致するんですよ
0432774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/15(月) 02:14:12.13ID:moCqv/Xo
もし本当に理解しているならば、>>411もなんとなく理解してくれるはずだが‥
0434774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/18(木) 00:06:09.03ID:Xe00Mmp3
ポイントは鉄損は数式で表すことができる
たったの一項で表すことができる

しかもその鉄損項は一項だけなのに３つの物理的な意味を持つ
0436774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/21(日) 16:39:06.56ID:e3fY4DnW
マイクタイ損
0437774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/21(日) 19:19:02.26ID:x1mAdiwe
例えば、モータから少し離れるが
直流の抵抗RとインダクタンスLのLR回路にて、電圧方程式は
V＝RI＋d/dt(LI)
となる。

両辺に電流Iをかけると
VI＝RI^2＋d/dt(1/2LI^2)
に式変形できる。
右辺第２項の1/2LI^2は、コイルに蓄えられる磁気エネルギーであり、一定値であれば微分により0である。

交流回路ではどうか？
0438774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/21(日) 19:41:15.92ID:x1mAdiwe
コイルにより蓄えられる磁気エネルギーは、定常状態であれば基本的に消費されない無効電力である。

モータにもコイルがあり、コイルに磁気エネルギーが蓄えられている。
0440774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/21(日) 22:10:14.44ID:JjV+hGJz
コイルから発生する磁束Φはアンペールの法則によりΦ＝LIとかける。
また、ファラデーの法則より
発生する電圧はV＝d/dt(Φ)だから、こちら表記が正しい。
0441774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/21(日) 22:21:27.15ID:JjV+hGJz
教科書的にはLは一定という仮定が設けられているが、実際は磁気飽和などで電流の大きさに依存したりする。そのためLは一定値とはならない。
0442774ワット発電中さん
垢版 |
2018/10/21(日) 22:27:58.33ID:JjV+hGJz
で、話を戻すと
>>437のコイルの磁気エネルギー項は、1/2LI^2が時間変化したときのみ損失が発生する。これをモータの損失に応用すると‥
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