RFrftools.io

モーター始動トルク

DCモーターの始動（ストール）トルク、ストール電流、無負荷速度、および始動時のピーク電力を計算します。

Loading calculator...

公式

T_s = Kt × V/R, I_s = V/R

Kt — Torque constant (N·m/A)
R — Winding resistance (Ω)

仕組み

始動トルクは、負荷を静止速度から動作速度まで加速するためにモーターが受けなければならない回転力です。このトルクは、静摩擦トルク (分離トルク) に、負荷とモーターローターの複合慣性を加速するのに必要なトルクを加えた値を超える必要があります。加速トルクは T_accel = J_Total × α です。ここで、J_Total は反射慣性の合計 (kg·m²) で、α は必要な角加速度 (rad/s²) です。モーターで選択する始動トルク定格は、十分な安全マージンがある状態で T_Breakaway + T_accel を超えている必要があります (通常は 1.5 ～ 2 倍)。

計算例

コンベアは 2 秒で 200 RPM に達する必要があります。モーターシャフトの負荷慣性（ギアボックスを通って反射）は0.05 kg・m²です。モーターローターの慣性は 0.005 kg・m² です。静摩擦トルクは 1.2 N・m です。
ステップ 1 — 必要な角加速度:
α = ω/t = (200 × π /30)/2 = 20.94/2 = 10.47 ラジアン/s²
ステップ 2 — 総慣性:
J_Total = J_Load + J_Motor = 0.05 + 0.005 = 0.055 kg·m²
ステップ 3 — 加速トルク:
T_Accel = J_Total × α = 0.055 × 10.47 = 0.576 N·m
ステップ 4 — 必要な始動トルクの合計:
T_Start = T_Friction + T_Accel = 1.2 + 0.576 = 1.776 N·m
ステップ 5 — 安全係数が 2 倍のモーターの選択:
T_Motor_Min = 1.776 × 2 = 3.55 N·m 定格始動トルク
結果: 始動トルクが 3.55 N·m 以上のモーターを選択してください。連続トルクしか使用できない場合は、始動トルクの仕様 (多くの場合 1.5 ～ 2.5 倍の連続) がこの要件を満たしていることを確認してください。

実践的なヒント

  • ✓高慣性負荷（フライホイール、大型ファン）の場合は、カップリングやギアボックスへのピーク始動電流と機械的衝撃を制限するために、ソフトスタートまたはランプアッププロファイルを検討してください
  • ✓分離トルクを実験的にテストします。出力軸にトルクレンチを取り付け、低温停止状態から回転を開始するのに必要なトルクを測定します。このトルクは、常にウォームランニング摩擦よりも高くなります。
  • ✓永久磁石DCモーターとBLDCモーターは通常、始動トルクが失速トルクに等しいため、始動トルクが制限されている誘導モーターと比較して高慣性始動に適しています。

よくある間違い

  • ✗静止分離摩擦は無視してください。静止摩擦は、シール、グリース、または長時間の停止を伴う用途では、ランニング摩擦の3～5倍になります。
  • ✗ロックローターやピークトルクの代わりに連続定格トルクを使用して計算を開始すると、これらは2〜3倍異なる場合があります
  • ✗エンコーダまたはモーターがギアボックスの入力側にある場合、ギア比の2乗（J_Reflected = J_Load/GR²）で負荷慣性を反映し忘れる

よくある質問

ストールトルクは、定格電圧で駆動したときにモーターがゼロ速度で生成できる最大トルクであり、モーターの特性です。始動トルクは、アプリケーションが回転を開始するのに必要なトルクであり、負荷特性です。システムが始動するには、モーターのストールトルクが負荷に必要な始動トルクを超えている必要があります。
スター接続では、各モーター巻線に線間電圧の1/√3がかかり、トルクがダイレクトオンライン（DOL）始動トルクの1/3に減少します。これにより、突入電流もDOLの1/3に減少します。モーターがフルスピードに近づくと、スターターはスターからデルタに切り替わります。これは、始動時の負荷トルクが全負荷トルクの1/3未満の場合にのみ適しています。
永久磁石DCおよびBLDCモーターは、ゼロ速度で最大トルクを発生するため、始動トルクの高い用途に本質的に適しています。直巻DCモータの始動トルクも非常に高くなります。AC 誘導モーターでは、始動トルク能力をダイレクト・オンライン値以上に高めるために、スターデルタ、オートトランス、またはソフトスターター装置が必要です。

Shop Components

Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.

Stepper Motors (NEMA 17)

NEMA 17 bipolar stepper motors for precision motion

DigiKey →Mouser →

Motor Driver ICs

Integrated stepper and DC motor driver ICs

DigiKey →Mouser →

DC Motors (12 V)

12 V brushed DC motors for general-purpose drive applications

DigiKey →Mouser →

Related Calculators

Motor

DC Motor

Calculate DC motor speed, torque, power, and efficiency from electrical parameters

Motor

Motor Inrush

Calculate motor inrush current, voltage drop during startup, and I²t value for fuse/breaker selection.

Motor

Gear Ratio

Calculate gear ratio, output speed, torque multiplication, and power transmission efficiency for gear trains.

Motor

Stepper Motor

Calculate stepper motor speed, step frequency, and travel per revolution

Motor

BLDC Motor

Calculate brushless DC motor no-load RPM, stall torque, maximum efficiency, input power, and propeller thrust from Kv rating and electrical parameters

Motor

Servo Motor

Calculate servo motor torque, speed, efficiency, and back-EMF from electrical and load parameters.