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必要な動力の計算(トルク・回転数、力・速度から)
回転の負荷のトルクと回転数、直動の負荷の力と速度から、負荷の動力を求めます。効率を入れると、モーターに要る動力も出します。動力からトルク・力を求めることもできます。
入力
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
参考
- University Physics Volume 1「10.8 Work and Power for Rotational Motion」・OpenStax(ライス大学)・回転の動力 P = τω・資料を開く
- University Physics Volume 1「7.4 Power」・OpenStax(ライス大学)・動力の定義と直線の動力 P = F·v・資料を開く
- Technical Reference(英語)・Oriental Motor(米国)・F-18 所要動力の式・資料を開く
- FA カタログ 2012・ミスミ・12-64 所要動力の式・資料を開く
参考先は MechOwl が独自に選んだもので、参考先が推奨・保証するものではありません。
解説
動力は、1 秒あたりにする仕事です。回転ではトルク × 角速度(1 回転の仕事 2π·T × 1 秒の回転数 n/60)、直動では力 × 速度です。モーターから負荷までに損失があるので、モーターに要る動力は負荷の動力を効率で割ります。
使い方
求めたいものを選び、トルクと回転数(または力と速度、動力と速度)を入れます。効率を入れると、モーターの側の値も出ます。
例題(手計算)
例題 1:回転:20 N·m・1,500 r/min・効率 90 %
ω = 2π × 1,500 / 60 = 157.080 rad/s。P = 20 × 157.080 = 3,141.59 W。モーターに要る動力 3,141.59 ÷ 0.9 = 3,490.66 W。
例題 2:直動:500 N・30 m/min(効率は未入力)
v = 30 / 60 = 0.5 m/s。P = 500 × 0.5 = 250 W。効率は未入力なので、モーターに要る動力は出さない。
例題 3:トルク:0.4 kW・3,000 r/min・効率 85 %
ω = 2π × 3,000 / 60 = 314.159 rad/s。負荷の軸のトルク T = 0.85 × 400 ÷ 314.159 = 1.08225 N·m。
例題 4:力:0.2 kW・0.5 m/s・効率 80 %
F = 0.8 × 200 ÷ 0.5 = 320 N。
例題 5:回転数 0(止まっている):20 N·m
回転数 0 では、トルクがかかっていても動力は 0(止めておくトルクは動力では見られない)。
例題 6:効率 120 %(入力エラー)
効率は 0 より大きく 100 % 以下。120 % は物として成り立たない入力エラー(判定の語は出さない)。
例題 7:動力 0.4 kW・回転数 0 からトルク(入力エラー)
T = P ÷ ω で ω = 0 は割れない(回転数 0 で動力を出すことはできない)。入力エラー。
よくある間違い
- 減速機の前後の値を混ぜる:トルクと回転数は同じ軸の値を使います(負荷の軸のトルクなら負荷の軸の回転数)。
- r/min のまま T × n にする:ω = 2π × n / 60 にしてから掛けます(P [W] = 0.10472 × T [N·m] × n [r/min])。
- 効率を掛けるのと割るのを逆にする:モーターに要る動力は負荷の動力より大きくなります。
よくある質問
- モーターの選定はこれで足りますか。
- これは一定の速度の動力だけです。加速のトルク・慣性・使い方の係数(余裕)は、回転の駆動や直動の推力の計算で確かめてください。
- kgf·m で入れられますか。
- 入れられます。単位を選ぶと SI に直して計算します(1 kgf = 9.80665 N)。
適用範囲
一定の速度の回転・直動の負荷の動力と、トルク・力との換算(入れたときだけ伝達の効率を含める)。
この計算で扱わないこと:
- 加速のトルク・慣性・負荷の変動
- モーターの選定(定格・使い方の係数・熱)
- 電源から取る電力(モーターの効率)