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。
公式
仕組み
この計算機は、モーター駆動負荷を静止速度から動作速度まで加速するために必要な始動トルクを計算します。機械エンジニア、コンベア設計者、産業オートメーションの専門家はこのツールを使用して、指定された時間制約内で静摩擦を克服し、負荷を加速できるモーターを選択します。始動トルクのサイズを小さくするとモーターが停止し、大きすぎると資本コストとエネルギーが無駄になります。
NEMA MG-1-12.38によると、始動トルクは分離トルク (静摩擦) と加速トルクの合計を超えている必要があります。 T_start ≥ T_breakaway + T_accel. 加速度成分はニュートンの回転の第二法則に従います。 T_accel = J_total × α, ここで、 J_total は全反射慣性 (kg·m²) で、 α は角加速度 (rad/s²). で、離脱摩擦は通常、走行摩擦の1.5〜3倍に等しくなります（Neale、1995）。
NEMAモーターの設計では、始動トルクを定格トルクのパーセンテージとして指定しています。設計Aは70〜100％、設計B（最も一般的）は100〜200％、設計Cは200〜250％、設計Dは250〜300％です。定格25 N·m の10 HPデザインBモーターは、25-50 N·m のロックロータートルクを供給します。高慣性負荷の場合、モーターは加速中に数秒間高トルクを維持する必要があります。NEMA MG-1-12.50では、始動に10〜15秒以上かかると熱限界を超えることになります。
計算例
包装ラインのコンベアは、2.5秒で60 m/min（1 m/s）に達する必要があります。反射負荷慣性の合計は 0.8 kg・m²、モーターローターの慣性は 0.05 kg・m² です。分離摩擦には 12 N・m が必要で、ドライブドラムの半径は 0.15 m です。
ステップ1 — 必要な角速度の計算: ω = v/r = 1.0/0.15 = 6.67 ラジアン/秒 = 63.7 RPM
ステップ 2 — 角加速度の計算: α = ω / t = 6.67 /2.5 = 2.67 rad/s²
ステップ 3 — 加速トルクの計算: J_total = J_load + J_motor = 0.8 + 0.05 = 0.85 kg·m² T_accel = J × α = 0.85 × 2.67 = 2.27 N·m
ステップ 4 — 総始動トルクの計算: T_start = T_breakaway + T_accel = 12 + 2.27 = 14.27 N·m
ステップ 5 — NEMA ガイドラインに従って安全係数を適用: マージンが 1.5 倍の場合: T_motor_min = 14.27 × 1.5 = 21.4 N·m 始動トルク 定格トルクが 10.7 N·m 以上のモーターを選択してください (設計 B のローターが 200% ロックされていると仮定)
結果:1.1 kW モーター (定格約 10-12 N·m 連続、20-24 N·m 始動) は、十分なマージンで要件を満たしています。2.5 秒の始動時間は、設計 B モーターの NEMA 温度制限内です。
実践的なヒント
- ✓NEMA MG-1-12.50によると、巻線の過熱を防ぐために、始動時間を定格ロックローター時間の2倍（通常は10〜15秒）に制限してください。加速時間を長くするには、ソフトスターターを使用して電流と熱応力を軽減します
- ✓分離トルクを実験的にテスト：工業試運転の慣例に従い、8時間以上停止した後に出力軸にトルクレンチを取り付けます。コールドブレークアウェイは、常に、温回転摩擦よりも50〜200％高くなります。
- ✓スターデルタ始動の場合、使用可能なトルクはDOLトルクのわずか33％（ (voltage² 関係）です。低電圧スターターを使用する場合は、負荷始動トルクがモーターのDOLロックロータートルクの25％未満であることを確認してください
よくある間違い
- ✗ブレークアウェイの代わりにランニングフリクションを使用する：トライボロジーハンドブックによると、静摩擦係数は動摩擦の1.5〜3倍です。8 N·m の走行トルクを必要とするコンベアの場合、一晩停止した後に動きを開始するには12-24 N·m が必要になる場合があります。
- ✗わかりにくい連続トルクとロックロータートルク：NEMA MG-1によると、設計Bのモーターはストール時に連続トルクの100〜200％を供給します。始動時の計算に連続トルクを使用すると、モーターのサイズが50〜100％小さくなります
- ✗反射慣性に対するギア比の影響を無視： J_reflected = J_load × (N_motor/N_load)² = J_load / GR²; a 10:1 ギアボックスは反射慣性を100倍低減し、必要な加速トルクを劇的に低下させるため、慣性が変換されます
よくある質問
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