ブラシレスモーターの定格がkvなのはなぜですか？

電気モーターのトルク出力は、モーターの電流（電圧ではありません！）と電流に正比例します。 （I）はほぼ等しい

$$ I = \ dfrac {V- \ varepsilon} {R} $$

ここで、Vはモーター供給電圧、Rは巻線抵抗、εは逆起電力（逆起電力）です。

KVおよび逆起電力

逆起電力はモーターが何も接続されていない状態で回転するときにモーター端子に存在する電圧。この電圧は、必要に応じてオルタネーターとして機能するモーターによって生成され、回転速度に正比例します。 KV定格は、回転速度と逆起電力（KV≈RPM/ε）の関係を示す別の方法に他なりません。 KVに依存する速度では、逆起電力が”キャンセル”になるため、特定のバッテリー電圧での最大モーター速度が制限されます。バッテリー電圧。これにより、モーターに電流が流れるのを防ぎ、トルクをゼロに減らします。

最初にモーターの電源を入れたとき、速度はゼロです。これは、逆起電力もゼロであることを意味します。したがって、モーター電流を制限するのは、巻線抵抗と電源電圧だけです。モーターコントローラー（ESC）がバッテリーの全電圧を低速でモーターに出力する場合、モーターやESCは溶けてしまいます。

電圧、周波数、スロットル、速度

閉ループブラシレスモーター制御方式では、モーター速度（出力周波数は関数です）は直接制御されません。代わりにスロットルが出力電圧を制御し、ESCはローターの角度と駆動波形の間の位相シフトに応答して出力周波数を継続的に調整します。逆起電力の位相は、センサーレスESCにローターの現在の角度を直接伝えますが、センサー付きESCは、同じ目的でホール効果センサーを使用します。

逆のことを行う（周波数を直接設定し、測定された位相シフトに応じた電圧）は微妙なバランスをとる行為になります：

• 電圧を低く設定しすぎると、流れる電流が少なすぎてトルクが制限されます。トルクが低下しても負荷が一定のままである場合、モーターは減速する必要があり、同期が即座に失われます。

• 電圧が高すぎると、過剰な電流が流れ、電力と加熱が無駄になります。モーターとESCが不必要になります。

したがって、最適な効率ポイントは、”周波数が最初のコントロール。制御ループはそれを閉じたままにすることができますが、ESCが負荷に十分な速度で反応できない場合、同期の一時的な損失が発生します。これは、”電圧ファースト

ESC遺伝子三相AC電流を評価します。そして、私が理解していることから、AC波形の周波数はモーター速度を完全に決定し、波形の振幅（ピーク電圧からトラフ電圧を引いたもの）はほぼ一定です。私には、これは電圧がブラシレスモーターの速度を決定することとは実際には何の関係もないように思えます。

申し訳ありませんが、これはすべて間違っています。クワッドコプターで使用されるモーターはブラシレスDCモーター（BLDC）で、ブラシ付きDCモーターと同等ですが、電子整流機能を備えています。

モーター速度は、モーターが回転しているときに生成される電圧（ “back-emf”）によって決定されます。 転流周波数ではありません（これは、モーターが回転しないと回転しません）。 BLDCモーターには永久磁石があるため、逆起電力はrpmに正比例します。 Back-emfは、印加電圧から巻線抵抗とインダクタンスの両端の電圧降下を引いたものに等しく、モーターは、ブラシ付きDCモーターとまったく同じように、負荷によって吸収されるトルクを生成するために必要な電流を引き出すときに速度を上げたり下げたりします。

ESCは、印加される電圧を変化させることによってモーター速度を制御します。通常、これはPWMを使用して行われるため、ピーク電圧は常にバッテリー電圧と等しくなりますが、平均電圧（モーターが応答する）はPWMのオン/オフ比によって異なります。 ESCは、ブラシ付きモーターの電機子が整流子を要求する周波数で切り替える方法と同様に、モーターが要求する転流周波数を生成します。

したがって、印加電圧はモーター速度に関係するすべてです。これが、これらのモーターの定格がKvである理由です。これは、特定の電圧で達成できるrpmを決定するための重要なパラメーターです。プロペラによって吸収されるパワーは、rpmの3乗とプロペラ直径の4乗に比例するため、クワッドコプターのコンポーネントを一致させる場合、Kvは重要なパラメーターです。

指定されたKv値モーターに電流が流れていないときの1Vでの理論上のrpmである必要があります。ただし、通常は、測定された無負荷rpmを印加電圧で除算するだけで計算されるため、わずかに低い（誤った）値が得られます。また、ブラシを進めることでブラシ付きモーターの速度を上げることができるのと同様に、ブラシレスESCは、転流タイミングを進めることでBLDCモーターの実効Kvを上げることができます。製造公差と不十分な品質管理を追加すると、モーターの実際のKvが仕様より20％高いまたは低いことは通常ありません。

他の用途向けに設計されたモーターは、それほど重要とは見なされないため、Kv定格がないことがよくあります。ただし、通常、公称電圧での無負荷rpmが提供され、そこからKvを導き出すことができます。モータートルク定数（Kt）も指定できます。 KvはKtの逆数です。

コメント

• 信号はACであり、常に変化するため、モーターに印加される電圧について話すのは誤解を招くようです。実際のモーターに接続した状態でESCの波形出力を測定した場合、スロットル値を高くすると波形の振幅が大きくなるのが実際にわかりますか？
• 同等の整流ブラシタイプのDCモーター、またはPWM変調DCを生成するESCに適用される実際の平均DCを取得するには、電圧をRMSからDCに変換する必要があります。 ESC転流とそれを理解するための3つのフェーズを無視してください。可変周波数制御ドライブではありません。
• “実際のモーターに接続した状態でESCの波形出力を測定すると、実際に波形が大きくなるのがわかります。より高いスロットル値で振幅が？ “-ある種。スロットル値が高くなると、デューティサイクルが増加するPWM方形波が表示されます。 PWM波は、1回の転流ステップでフラットトップになり、次に2ステップで直線的に下降/上昇して、反対の極性（台形波形をトレースする平均電圧）に到達します。これは、転流頻度では’ AC ‘ですが、’平均DC ‘。
• @Tony Stewartこれは、複雑になるところです。低周波数PWMでは、電流が完全にオンとオフに切り替わるため、モーターはPWM波’ s rms電圧に応答し、スロットル曲線は非線形になります（低で予想されるよりも多くの電力）スロットルだけでなく、より多くの加熱とより低い効率）。 PWM周波数を上げると、モーターの’のインダクタンスにより電流がよりスムーズに流れるため、電圧応答がrmsから平均にシフトし、スロットル曲線が線形になります。
• および転流速度がESCに対して速すぎる場合、転倒して空から落下します。おそらく低圧スポットが急激なRPMの増加を引き起こします。

ブラシレスモーターのkv定格はなぜですか？

「kv定格」は、予想されるトルク、電流、電力、推力、リフト、またはドラッグとは関係ありません

• 例外は、相対トルクが磁石の数と1回転あたりの固定子巻線の数によって変化する可能性があるため、ギアのように、この比率を変更できることです。したがって、ある意味で、kv値が比較的高い同じサイズのモーターは、速度が速く、揚力が少ないように作られています。

これは、磁石の数、1回転あたりの固定子巻線の数、極あたりの位相であり、電力の表示はありません。

純粋に回転速度が印加電圧に一致するようにEMF電圧を戻します。この一致は無負荷でのみ発生し、抗力は固有の損失に応じて定格電圧に向かって増加するにつれてこの比率を最大10％減少させます。（例：渦電流、摩擦、一般に電力と比較して小さい巻線ステータパターンを変更するか、磁石の数を変更すると、バイクのギア比のように使用される同じ材料の1ボルトあたりのRPM比の数が変わります。

• • さまざまな磁石を使用した計算例、磁場回転の決定

    • 磁石の総数/ 2 =界磁回転係数

    • 界磁回転係数* kV =磁気サイクル/ V

    • 14個の磁石の場合、界磁回転係数= 7したがって、界磁回転= 7609サイクル/ v

    • 2200 kvの場合：

      • 14磁石-2200 * 7 = 154000サイクル/ V
      • 10マグネット-2200 * 5 = 11000サイクル/ V
      • 8マグネット-2200 * 4 = 8800サイクル/ V

電力は電流と負荷の関数であり、負荷のみはいずれかで評価されます空力支柱の線形荷重または非線形荷重。または、gm / Wまたはgm / A に関する増分線形荷重ここで、gmは支柱の推力です。

理論の背景サムネイル（簡略化されすぎています）

• これは、マクスウェルによって定義され、ヘビサイドによってより詳細に定義された物理法則に基づいています。ローレンツは、この電荷qがEフィールドとBフィールドの速度の合計の積。

つまり、ベクトル方程式は言います。 F = q（E + vxB）

ローレンツ力、Fは、外部電場Eと磁場Bにより、瞬間速度vで電荷qの粒子に作用します。この力をいわゆる電磁力であり、無負荷時に逆起電力と一致します。

ボルトあたりの角速度はより複雑で、固定極と回転極の数がレシオメトリック変換とモーター電流の転流をもたらします。デッドストップがないことを保証するために、ヌル磁場のちょうど適切な秒数だけ自動的に反転されます。（設計/プロセスの失敗）

したがって、磁気電荷速度は、電圧に起因する電界強度に比例し、逆起電力電界強度とも呼ばれます

コメント

• 誤りを見つけることができる人はそれを証明する必要があり、真実を認識する人はそれを承認する必要があります
• これは技術的に正しいので、ゼロにしました（+1）あなたの投票ですが、’表現しようとしている方法でこれを言うもっとわかりやすい方法が間違いなくあります。
• 追加+1も同様に、これは定数がどこから来るかをカバーします。 Kv、Kt、Keをリンクする回答を追加しました
• @Danielは同意しましたが、このリーダーよりもはるかに複雑な磁気原理のルーツを示すために理論が投入されています’のダイジェストバージョン。 BEMFはさまざまな方法で解釈できますが、メガワットまたはミリワットのモーターであるかどうかに関係なく、常に無負荷でVinと一致します。
• これを詳細に説明している情報源を知ってください。マクスウェルの方程式？

KV評価は maximum モーターで達成できるRPM /ボルト-したがって、1Vの2300KVモーターは速度で動作します。周波数に関係なく、最大 2300RPM。電圧が低いほど、モーターが生成できる最大トルクは低くなります。周波数を上げてより高速で実行しようとすると、モーターにはその速度での摩擦に打ち勝って失速するのに十分なトルクがありません。

コメント

• それで、その電圧の実際のゼロトルク RPMですか？つまり、そのRPMでドリルで回転させたときの波形のピーク電圧ですか？
• ゼロトルクRPMは通常、KV定格よりも高い位置にあります。KV定格は、モーターが提供できるポイントにすぎません。適度な量のトルクとより高い周波数での実行は、トルクの低下、信頼性の低い動作、または摩擦を克服できなくなったときに最終的にストールを引き起こす可能性があります。
• 回答に追加できる追加情報はありますかこの評価がどこで、なぜ開発されたのか？クワッドコプターや同様の市場にかなり限定されているようです。
• ‘わかりにくいですが、おそらくRC業界によって安全な最高速度のためにモーターを評価する方法。非RCアプリケーション向けのブラシレスモーターでこれを見たことがありません
• ESCが生成する信号の振幅は実際には一定ではありませんか？

BLDCマシンの場合、2つのキー定数があります

\ $ K_t \ $単位はNm / A

\ $ K_e \ $単位V / \ $ \ omega \ $（ピークライン-ライン電圧）

理想的なBLDCマシンの場合\ $ K_t \ equiv K_e \ $ただし、これらの場所に関する詳細のため定義された2つの定数（\ $ K_e \ $は開放端子電圧& \ $ K_t \ $は定格電流でのトルク生成）\ $ K_t \ $は、次の理由により低くなる傾向があります。固定子の飽和

これはクワッドローターのBLDCモーターと何の関係がありますか& \ $ K_v \ $

まあ\ $ K_v \ $は、\ $ K_e \ $ ONCEをrpmに変換したときの逆数です。

クワッドローターやそのようなRCデバイスは通常、供給電圧が制限されているため、このrpm定数は、達成できるローター速度を示します（アンロード）与えられたバッテリー。同様に、これらの定数間の関係によって生成される可能性のあるトルクを見積もることができます。

ESCの役割は、固定子磁束を回転子磁束に対して90度に保つことです。これは、ホールエレメントなどの位置センサーを使用するか、バックEMFセンシング（センサーレス制御）を使用して行われます。
さらに、ESCは、FOC（フィールド指向制御）または方形電圧と呼ばれる正弦波三相出力を出力できます。 2つのコイルが同時に接続され、3つ目はフローティングのままになります。
ローターがステーターフィールドに追従しているのではなく、逆になっています。ローターの位置に追従するステーターフィールドです。FOCを使用、ベクトル固定子電圧の振幅は一定で、回転子の位置に対して回転します。モーターを回転させるには、逆起電力で生成された電圧よりも電圧を高くする必要があります。ここで、Kv係数が役割を果たします。

このコンテキストでこれが誤って引用されている理由がわかりません。

V / krpmまたはボルトである必要があります。 / 1000回転/分。V/ kのショートハンドは理解できたかもしれませんが、kvはキロボルトです。
モーターの脚間または脚とニュートラルの間の電圧はおそらく大きなですが、慣例はモーターリードの2本の脚の間です。中性線がない方が楽だからだと思います。

コメント

• いいえ、キロボルトは’ kV ‘、’ kv ‘ではありません。 en.wikipedia.org/wiki/ … を参照してください。