Orientalmotorオリエンタルモーター株式会社

おしえて!照代さん

「ステッピングモーターには、どうして出力(W[ワット]数)表示がないんですか?」

照代さん
学くん、総合カタログとにらめっこしてどうしたの?
学くん
照代さ~ん。実はお客様から「どうしてステッピングモーターには、出力(W数)表示がないんですか?」という質問を受けたんです。それでいま調べているところなんですよ。
照代さん
あら、聞く前にまず自分で調べるなんて、学くん成長したじゃない。
学くん
あの・・・、調べてはいるのですがよくわからなくて・・・。照代さん、教えてください!
照代さん
わかったわ。メモの用意はいい?ステッピングモーターに出力(W数)表示がない理由を一言でいえば、「定格回転速度」という考え方がないからなの。ACモーターやサーボモーターの出力(W数)表示は、「定格回転速度」で回っているときの出力(W数)を表示しているの。これを「定格出力」と言うのよ。出力(W数)自体は計算式で算出できるので、ステッピングモーターでも理論上では計算式から出力(W数)を導き出すことはできるの。でも、そもそも「定格回転速度」という考え方がないので、「定格出力」すなわち出力(W数)を表示することができないのよ。
学くん
その出力計算式ってどういうものなんですか?
照代さん
出力(W数)計算式は、出力=回転速度×トルク×定数 というもので、
出力 [W] =0.1047×T×N
0.1047: 定数
T [N・m]: トルク
N [r/min]: 回転速度
ここで言う「回転速度」と「トルク」というのは、
回転速度:ある時点での回転数
トルク:ある時点での回転数で発生するトルク
という意味よ。
だから、代入する「回転速度」の数値が異なると、算出される出力(W数)も変わるというわけなの。例えば、5相ステッピングモーターユニットRKシリーズRK566AAの「回転速度-トルク特性」の図を参考に計算してみましょう(下図参照)。
1.
回転速度1000r/min、トルク0.5N・m※として計算した場合、
0.1047×0.5×1000=52.3W
2.
回転速度3000r/min、トルク0.2N・m※として計算した場合、
0.1047×0.2×3000=62.8W
※安全率約2倍を考慮して使用する場合のトルク
学くん
あれ・・・ということは、ブラシレスDCモーターやサーボモーターのようにフラットトルク特性のあるモーターの場合も、代入する回転速度の数値が異なれば、出力(W数)が変わるということですか?
照代さん
そう!今度はブラシレスDCモーターBXシリーズBX230A-Aで見てみましょう。総合カタログの仕様から定格出力は30W、そして「回転速度-トルク特性」の図からトルクは回転速度1000r/minのときも、3000r/minのときも同じ0.1N・mとなっているでしょ(下図参照)。
1.
回転速度1000r/minで計算した場合:0.1047×0.1×1000≒10W
と30Wに足りていないわ。でも
2.
回転速度3000r/minで計算した場合:0.1047×0.1×3000≒30W
と30Wになるでしょ?
学くん
あれ、フラットトルク特性のモーターなのに速度によって出力が変わるなんて・・・、だんだんわからなくなってきました・・・。
照代さん
この回転速度に代入する数値をどうするか? ということになるんだけど、そこで出てくるのが「定格回転速度」という考え方なの。AC小型標準モーターやブラシレスDCモーター、ACサーボモーターには、この「定格回転速度」という仕様値が明確になっているの。
  • AC小型標準モーター(5IK40GN-AWJの場合):50Hz時 1250r/min、 60Hz時 1500r/min
  • ブラシレスDCモーター:3000r/min (AXUシリーズ・HBLシリーズ等、一部製品によって異なります)
  • ACサーボモーター:3000r/min
これら「定格回転速度」のときに発生するトルクを、出力計算式に代入して算出した出力を「定格出力(W数)」としてカタログ仕様値に表記しているというわけなの。
学くん
なるほど。そういう考え方だったんですね。
照代さん
そうなの。だから、「ステッピングモーターの出力(W数)を知りたい」というお客様には、実際にご使用になる回転速度の出力(W数)算出方法としてこの計算式をご紹介してもいいわ。でも、仮に出力(W数)を算出していただいても、「○○Wのサーボモーターから同等の出力のステッピングモーターに置き換えしたい」といったご質問を受けた場合には、出力(W数)だけでは比較検討ができないことをお伝えする必要があるの。特に、サーボモーターやブラシレスDCモーターには、ステッピングモーターにはない「瞬時最大トルク」というものがあるから、なおさら注意が必要なのよ。
学くん
わかりました。その場合には、まずお客様に 選定サービスをご紹介します。長く安心してオリエンタルモーターの製品を使っていただきたいですからね。
照代さん
そうね。最適な製品をご提案できるように、学くんもがんばってね。
 

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