모터 선정을 위한 8가지 (공식포함)

모터 선정을 위한 8가지 사양

1. 출력(하중)
2. rpm(분당 회전 회수)
3. 사용전압
4. 사이즈: 전장 및 외경
5. 사용환경 및 운전 조건 :
단속or연속사용 등
6. 감속기 사용 여부 및 축사양
7.토크전달방식:
체인 스프라켓, 커플링, 구동벨트 등
8.사용용도: 소음정도, 셋트 진동, 방수여부



모터의 출력은 W(와트) 또는 KW(킬로와트) 단위로 표시
출력은 단위시간당 전동기가 할 수 있는 일을 나타내는 것으로
1W는 1초 동안 1m
1J(줄)=1[N·m] = 1/9.8(kgf·m)
힘에 저항하면서 물체를 1초간에 1m의 비율로
계속 움직일 수 있는 동력입니다.
1kW=1000W 이며 1마력(HP)은
746W임을 알 수 있습니다.


예시)
무게가 40kg이며 바퀴지름은 72cm,
12v 밧데리 40A 사용하였을때
평지를 16km/h로 주행하려 한다.
이때 모터의 사이즈가 90*90mm 일때
어떤 모터가 요구되는가?

공식

적용 rpm = 모터 회전속도 /감속기 감속비
1분동안 이동거리 d= 적용rpm * 바퀴지름 * 원주율 3.14
1시간 이동거리 = 1분동안 이동거리 * 60

모터 토크 = W(출력와트) / ( 1.027(상수) * 모터rpm ) * 100
정격토크 모터토크 * 감속비 * 감속기 전달효율 ( 감속비 200 기준 66% )

 

답)
이동속도
3000(모터rpm)/25(감속비)=120rpm, 120*72*3.14=27129cm(1분이동거리)
27129*60=16277m/h 
가 나오게 됩니다.

모터토크
90(출력와트) / (1.027(상수)*3000rpm) * 100 = 2.92kgf·cm
정격토크 
2.9(모터토크) * 25 (감속비) * 0.66(감속기 전달효율)=47.85kgf·cm

 

정격 토크는 감속기 축기준에 따라
작용하는 하중이므로
모터감속기와 바퀴의 조립이 어떠한지와
토크전달 방식에 따라 전달효율이
달라지게 됩니다.
이동속도 또한 감속기 축과 구동바퀴의
조립에 따라 틀려지며
위 계산에서 시속 16km는 감속기와 축이
1:1로 구동하였을 때가 됩니다.

전류, rpm, 토크의 관계

일반적으로 모터의 토크와 속도는
반비례하게 되는데요
정격 토크에서 벗어난 출력으로 장시간 모터를 구동시 모터가 타버릴 수 있으니
주의해야 합니다.

또한 정격 토크보다 매우 낮은 토크에서
구동할 경우 원하는 rpm보다
속도가 빨라질 수 있으므로
모터를 선정할때 하중을 고려해서
선정해야합니다.

일반적으로 모터를 선정할 때
소형 모터를 선정할 때는
클램프 미터와 같은 테스터기를
사용하게 되는데요

모터를 선정하고 사용하였으나
회전은 하는데 열이 너무 많이
발생한다고 하는 경우
정격 토크 이상의 부하가 걸리는
운행을 하고 있음을 알 수 있습니다.

하지만 단순히 모터가 불량인지
과부하가 걸리고 있는지는 알 수 없기 때문에
클램프 미터를 이용하여 전류가 어느정도 흐르고 있는지 파악하는 것이 좋습니다.

상태/운전시간	3시간이하	3~10시간	10시간 이상
균일 부하	1	1	1.25
중 충격 부하	1	1.25	1.50

 

단시간 운전 / 장시간 운전

이것을 service factor이라고 하는데요
부하 토크와 service factor를 곱하여
출력 토크를 구하게 됩니다.

또한 토크 전달방식에 따라 부하가
더해지게 되는데요

벨트의 종류	단열 체인	복열 체인	기어	V-벨트	평 벨트
구동 계수(Cf)	1.0	1.25	1.25	1.50	2.50

 

단열체인 / 복열체인

 

 

V벨트 / 평벨트

이외에도 모터의 하중  위치에 따라
부하가 달라지기도 합니다.
사용 온도가 높은 경우에는 출력이
더 큰 모터를 사용해야만 하죠

 

다음으로 모터의 종류에 대한 선정에 대해 알아보겠습니다.

다양한 모터

일반적으로 전원 공급방식에 따라
DC모터와 AC모터를 선정하게 되는데요

DC모터는
일반적인 브러시가 있는 DC모터와 브러시가 없는 BLDC모터로 구분되며
AC모터는 인덕션 모터와 리버시블 모터로 구분되어 집니다.

AC모터는
인덕션 모터와 리버시블 모터 등으로 분류되며
속도를 제어하기 위해서는 스피드컨트롤러를 사용하는 모터를 사용하게 되며
급제동이 필요할 경우 브레이크 모터를 사용하게 됩니다.

모터의 회전방향을 바꿀 필요가 있을 때는 리버시블 모터를 사용하게 되며
단방향 장시간 운전 시 인덕션 모터를 사용하게 됩니다.
일반적으로 리버시블 모터는 연속사용 시간이 짧다는 특징을 갖고 있습니다


이러한 모터의 종류를 선택하는 방법에 대해서는 다음 링크를 참고해주세요

모터 종류 선택과 특징

안녕하세요 다양한 모터의 종류에 대해서 알아보고 선정하는 방법에 대해서 알아보자 합니다. 원하는 구동...

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가정용 전원을 사용할 때 사용하는
단상 모터(콘덴서 운전형)와
삼상 모터(고출력)를 사용하는
형태가 있습니다.

 

 

부하 측정 장비

단상모터는 일반 가정용 전원을 사용하나
삼상모터는 산업용 전원(380V or 440V)
을 사용한다는 점과
삼상모터가 단상모터에 비해
출력이 약 60% 높다는 특징을
갖고 있습니다.

 

어느 곳에서 펌..