モーターのトルクは、機械工学や電気工学において重要なパラメータです。
特に、モーターの定格出力からトルクを計算する方法は、モーターの性能を理解し、適切に選定するための重要な手法です。
この記事では、定格出力と回転速度の関係を解説し、それを用いてトルクを算出する方法を詳しく説明します。定格出力はモーターの能力を表す指標であり、回転速度と組み合わせることでトルクを求めることができます。
この記事を読むことで、モーターの選定や設計に役立つ基本的な知識を身につけることができます。
モーターの定格出力からトルクを計算する方法
モーターのトルク計算は、
モーターの定格出力（単位：キロワット、kW）と回転速度（単位：回転毎分、rpm）を使って計算する。
計算式は以下の通り。
ここで、
・×1000はkWからWに変換するための係数（1kW = 1000W）。
・はrpmをラジアン毎秒に変換するための係数。
この式を使用して、モータのトルクを計算することができる。
例えば、定格出力が5.5kWで回転速度が1500rpmのモータのトルクを計算すると、以下のようになる。
この計算結果はモータの定格トルクを表している。これはモータが連続して供給できるトルクの最大値を意味する。
モータを選定する際には、この定格トルクがアプリケーションの要求を満たしているかを確認する必要がある。
定格出力からトルクを計算する際のポイント
・これはモーターの定格条件下でのトルクを計算するために使用される。つまり、モーターが連続して供給できる最大のトルクを求める際に使用する。
・この計算はモータ選定の際やシステム設計の初期段階で利用されることが多い。
・また、大きな産業用モータや電力が重要なアプリケーションで使用されることが多い。
・定格出力（kW）と定格回転速度（rpm）はモータの製品仕様書に記載されている。
・定格出力からトルクを計算する式は、モーターの性能を外部から評価するためのものであり、モーターが持つべき最大のトルクを求める際に使用される。
直流モーター（DCモーター）のトルク計算
直流モータのトルクTは、以下の式で計算できる。
ここで、
・Tはトルク（単位はNm）
・Kはトルク定数（モーターの仕様による）
・Iはモーターに流れる電流（単位はA）
トルク定数Kとは：
トルク定数は、モータに1アンペアの電流を流したときにモータが生成するトルクを表す。この値はモータの設計やサイズに依存し、製造元によって提供されることが一般的である。
トルク定数はモータの効率を評価する際にも重要であり、大きなトルク定数を持つモータは少ない電流で多くのトルクを生成できる。
トルク定数は、モータの性能を理解し、アプリケーションに適したモータを選択するのに役立つ。
また、トルク定数はモーターごとに固有の一定の値を持つ。
この定数はモータの設計、サイズ、材料などに依存し、製造過程で決定される。製造元は通常、製品仕様書を通じてこの値を提供する。
ただし注意点として、モーターが過負荷状態になったり、設計仕様を超える条件で使用されると、トルク定数を用いた計算が正確でなくなる可能性がある。また、時間とともにモータの性能が低下したり、摩耗したりすると、トルク定数が変化することがある。
したがって、トルク定数は理想的な条件下でのモータの性能を表すものであり、実際の使用条件やモータの状態によってはその値が変化することがあることに留意する。
T=K⋅Iの式を使うポイント
・これは直流モーターの基本的なトルク計算式であり、トルク定数Kとモーターに流れる電流Iを使用してトルクTを計算する。
・この式はリアルタイムでモーターの状態を評価する際や、制御システム設計時に非常に役立つ。
・この式はモーターの動作中にトルクを推定するのに使われることが多く、電流を測定することで直接トルクを求めることができる。
・T=K⋅Iの式は直流モーター内部の物理的な関係（電流とトルクの直線的な関係）を直接表している。
・単純で計算が早い。
・また、電流測定だけでトルクを推定できる。
