サーボモータのトルクと速度
電気パラメータと負荷パラメータからサーボモータのトルク、速度、効率、逆起電力を計算します。
公式
P_out = T × ω, η = P_out/P_in × 100%
仕組み
サーボモーターは、DC モーターまたはブラシレスモーターと位置エンコーダーおよびフィードバックコントローラーを組み合わせたクローズドループロータリーアクチュエーターです。コントローラーは (PWM 信号パルス幅を介して) 指示された位置を実際のシャフト角度と比較し、モーターを駆動して誤差を最小限に抑えます。トルク出力はモーターのストールトルク定格と印加電圧によって決まり、速度は無負荷時RPMと制御信号のデューティサイクルによって決まります。標準の PWM 制御信号は、パルス幅が 1 ms (0°) ～ 2 ms (180°) の 50 Hz フレームを使用します。
計算例
実践的なヒント
- ✓突入スパイクを吸収し、MCUのリセットを防ぐため、サーボ電源ピンの近くに100～470µFのバルク容量を追加してください
- ✓正確な位置決めを行うには、金属ギアのデジタルサーボを使用してください。プラスチックギアのアナログサーボは、顕著なバックラッシュとコンプライアンスを示します。
- ✓電力バジェットを決定する前に、実際の無負荷電流を動作電圧で測定してください。データシートの値は多くの場合、異なる電圧で測定されます
よくある間違い
- ✗マイクロコントローラの5Vレールからサーボに電力を供給します。ストール電流（最大1.5A）により、MCU電源がクラッシュします
- ✗PWMフレームレートは無視してください。ほとんどのアナログサーボは正確に50 Hzを必要としますが、デジタルサーボは最大333 Hzまで許容します
- ✗ストールトルクが連続していると仮定すると、ストールトルクが数秒以上かかると、サーボギアと巻線が過熱します。
よくある質問
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