JP7244379B2 - モータ選定装置およびモータ選定方法 - Google Patents

モータ選定装置およびモータ選定方法 Download PDF

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Description

本発明は、適切なモータを選択するためのモータ選定装置およびモータ選定方法に関する。
下記に示す特許文献1に記載されているように、従来のモータ選定装置においては、モータ選定の可否について、動作パターン実行中における二乗平均トルクがモータの連続トルク(定格トルク)未満であるか否かを判定することにより行われていた。
特開2018-153045号公報
高速回転する場合にはモータに鉄損が発生して発熱が増える。したがって、二乗平均トルクが、回転が低速時のモータの連続トルク以下であることにより当該モータを選定してしまうと、鉄損の発生による発熱は考慮されない選定がなされることになる。このようにして選定されたモータが高速回転すると、オーバーヒートしてしまうという問題があった。すなわち、従来は、鉄損の発生による発熱を考慮していないモータの選定が行われていた。
そこで、本発明は、鉄損の発生を考慮したモータの選定ができるモータ選定装置およびモータ選定方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、モータ選定装置であって、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに前記駆動対象を駆動するモータの速度波形から、選定対象となる対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する速度算出部と、選定対象となる前記対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶する記憶部と、前記モータ選定用速度に対応する前記モータ特性を用いて前記対象モータによる前記動作の可否を判断する判断部と、を備える。
本発明の第2の態様は、記憶部を有するモータ選定装置のモータ選定方法であって、前記記憶部は、選定対象となる対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶し、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに前記駆動対象を駆動するモータの速度波形から、選定対象となる前記対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する速度算出ステップと、前記モータ選定用速度に対応する前記モータ特性を用いて前記対象モータによる前記動作の可否を判断する判断ステップと、を含む。
本発明によれば、鉄損の発生を考慮したモータの選定ができる。
実施の形態におけるモータ選定装置の概略構成図である。 動作条件によって決定される駆動対象の動作パターンを示す図である。 シミュレーションで得られた駆動対象の速度波形を示す図である。 シミュレーションで得られたモータのトルク波形を示す図である。 モータの速度の時間変化(速度波形)を示す図である。 対象モータの速度に対応する定格トルクを示す図である。 実施の形態におけるモータ選定方法を説明するフローチャートである。 変形例4におけるモータ選定装置の概略構成図である。
本発明に係るモータ選定装置およびモータ選定方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
[実施の形態]
図1は、実施の形態におけるモータ選定装置10の概略構成図である。モータ選定装置10は、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに、当該駆動対象を駆動するモータに要求される性能を選定対象となるモータが満たすか否かをユーザに示して、モータ選定の支援を行うための装置である。
モータ選定装置10は、条件取得部12と、シミュレーション部14と、速度算出部16と、平均トルク推力算出部18と、記憶部22と、判断部24と、出力部26と、を備える。モータ選定装置10は、CPU等のプロセッサとメモリとを有し、メモリに記憶されたプログラムを実行することで、本実施の形態のモータ選定装置10として機能する。モータ選定装置10の外部には表示部28が設置されており、表示部28は、シミュレーション部14および出力部26からの出力結果を表示する。なお、表示部28は、モータ選定装置10の一部であってもよい。
条件取得部12は、ユーザが入力した、モータ(図示せず)によって駆動される駆動対象(図示せず)の機械条件、および、所定の動作パターンを示す動作条件を取得する。駆動対象は、モータによって駆動される全ての駆動部材である。モータの先にはボールねじ機構が設けられており、モータの回転運動によりナットが設置されたテーブルを直線運動させる。したがって、駆動部材には、ボールねじ、ナット、テーブル、テーブルに搭載されるワーク等が含まれる。また、以下の説明において、モータの回転速度を単に速度と呼ぶことがある。
条件取得部12が取得する機械条件は、駆動対象にかかる物理量であり、ボールねじの長さおよび径、テーブルおよびワークの質量、摩擦係数等のパラメータが含まれる。条件取得部12が取得する動作条件には、テーブルおよびワークの移動距離、移動速度といった所定の動作パターンを規定するパラメータが含まれる。条件取得部12が取得した機械条件および動作条件によって、予め決められた駆動対象による所定の動作が決定されるので、条件取得部12は取得した機械条件および動作条件をシミュレーション部14に出力する。
シミュレーション部14は、条件取得部12によって入力された機械条件および動作条件に基づいて、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータの速度波形およびトルク波形をシミュレーションにより求める。
図2は、動作条件によって決定される駆動対象の動作パターンを示す図である。図2の横軸は時間を示し、縦軸はテーブル(またはワーク)の位置を示す。図2では、所定の時間の間にテーブル(またはワーク)が所定方向に1m移動して停止する動作パターンを示している。
図3は、シミュレーションで得られた駆動対象の速度波形を示す図である。図3の横軸は時間を示し、縦軸はテーブル(またはワーク)の速度を示している。したがって、図3は、縦軸の単位を変更すればモータの速度波形になる。図4は、シミュレーションで得られたモータのトルク波形を示す図である。図4の横軸は時間を示し、縦軸はモータのトルクを示している。シミュレーション部14は、駆動対象に図2の動作を実行させた場合のモータの回転の速度波形およびトルク波形を図3および図4のように求めて図2と共に表示部28に表示させて、ユーザに示すことができる。
速度算出部16は、シミュレーション部14のシミュレーションにより得られたモータの速度波形から、選定対象となる対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する。速度算出部16は、算出したモータ選定用速度を判断部24に出力する。
以下では、速度算出部16が、速度波形に基づいて、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する方法について説明する。まず、モータで生ずる鉄損は、対象モータに依存して定まる係数Aおよび係数Bを用いて、鉄損=A×速度+B×(速度)2、で表現される。
図5は、モータの速度の時間変化(速度波形)を示す図である。縦軸はモータの(回転)速度を示し、横軸は時間を示す。図5は、時間t1の期間は、速度はN1に維持され、時間t2の期間は、速度はN2に維持され、…、時間tnの間は、速度はNnに維持されていることを示している。そして、このような速度変化が時間Tのサイクルとして繰り返される。ここで、T=t1+t2+…+tn、である。このような場合に、係数Aおよび係数Bの対象モータにおける鉄損による発熱の総量Xは以下の式(1)で示される。
X=A×(N1×t1+N2×t2+…+Nn×tn)+B×(N12×t1+N22×t2+…+Nn2×tn) ・・・(1)
そして、単位時間当たりの発熱量Yは以下の式(2)で示される。
Y=A×(N1×t1+N2×t2+…+Nn×tn)/T+B×(N12×t1+N22×t2+…+Nn2×tn)/T ・・・(2)
ここで、(N1×t1+N2×t2+…+Nn×tn)/Tは、速度波形から相加平均演算を実行して求めた平均速度Nmeanであり、(N12×t1+N22×t2+…+Nn2×tn)/Tは、速度波形から二乗平均演算を実行して求めた二乗平均速度Nrmsの二乗である。したがって、単位時間当たりの発熱量Yは、以下の式(3)で表現できる。
Y=A×Nmean+B×Nrms2 ・・・(3)
ここで、モータの速度が一定で数式(3)のYと等しい単位時間当たりの発熱量を生ずる速度をモータ選定用速度Nsとすると、以下の関係が成り立つ。
A×Nmean+B×Nrms2=A×Ns+B×Ns2 ・・・(4)
式(4)を、Nsについて解いて正の解を選択すると、Nsは、以下の式(5)となる。
Ns=(1/2)(-A/B+√(A2/B2+4((A/B)×Nmean+Nrms2))) ・・・(5)
以上のようにして、速度算出部16は、モータ選定用速度Nsを求める。式(5)を用いることにより、鉄損を考慮したモータ選定用速度を高い精度で求めることができる。
平均トルク推力算出部18は、シミュレーション部14のシミュレーションにより得られたトルク波形から、二乗平均トルクを算出して、判断部24に出力する。
記憶部22は、選定対象となる対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶している。ここで、記憶部22が記憶しているモータ特性は定格トルクである。したがって、記憶部22は、複数のモータのそれぞれについて速度に対応する定格トルクの関係を記憶している。図6は、対象モータの速度に対応する定格トルクを示す図である。図6の縦軸は、トルクを示し、横軸は速度を示している。対象モータは、各速度において定格トルク以下のトルクで連続動作可能であるので、そのようなトルクの領域を連続動作領域として示してある。
判断部24は、モータ選定用速度に対応するモータ特性を用いて対象モータによる駆動対象の所定の動作が可能か否かを判断する。具体的には、判断部24は、平均トルク推力算出部18から得た二乗平均トルクと、記憶部22にアクセスして得た対象モータのモータ選定用速度に対応する定格トルクと、を比較する。そして、判断部24は、二乗平均トルクが上記定格トルク以下であるか否かを判断する。二乗平均トルクが定格トルク以下であれば、対象モータは、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせるために使用することが可能である。ここで比較の対象にされる対象モータは、記憶部22が速度に対応する定格トルクの関係を記憶している複数のモータの中から選択された選定対象となるモータである。
例えば、図6において、平均トルク推力算出部18が算出した二乗平均トルクの値がA0であったとすると、速度算出部16が求めたモータ選定用速度において二乗平均トルクの値がA0となる点aは連続動作領域に含まれている。この場合、判断部24は、二乗平均トルクが定格トルク以下であり、対象モータによる駆動対象の所定の動作が可能と判断する。また、平均トルク推力算出部18が算出した二乗平均トルクの値がB0であったとすると、速度算出部16が求めたモータ選定用速度において二乗平均トルクの値がB0である点bは連続動作領域に含まれていない。この場合、判断部24は、二乗平均トルクが定格トルク以下ではないので、対象モータによる駆動対象の所定の動作が不可能と判断する。判断部24は、上記判断結果を出力部26に出力する。
出力部26は、判断部24からの判断結果を報知する報知信号を出力する。出力部26が出力した報知信号の内容を表示部28が表示することにより、対象モータが使用可能か否かをユーザに通知する。
図7は、実施の形態におけるモータ選定方法を説明するフローチャートである。図7のフローチャートが開始される前に、条件取得部12は、取得した機械条件および動作条件をシミュレーション部14に出力している。
まず、シミュレーション部14は、条件取得部12によって入力された機械条件および動作条件に基づいて、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータの回転の速度波形およびトルク波形をシミュレーションする(ステップS1)。
次に、速度算出部16は、ステップS1で得られた速度波形からモータ選定用速度を算出して、判断部24に出力する(ステップS2)。
平均トルク推力算出部18は、ステップS1で得られたトルク波形から二乗平均トルクを算出して、判断部24に出力する(ステップS3)。
判断部24は、平均トルク推力算出部18が算出した二乗平均トルクと、速度算出部16が求めたモータ選定用速度に対応する対象モータの定格トルクとを比較し、二乗平均トルクが定格トルク以下であるか否かを判断する(ステップS4)。判断部24は、ステップS4の判断に基づいた対象モータによる駆動対象の所定の動作の可否についての判断結果を出力部26に出力する。
出力部26は、判断部24の判断結果を報知する報知信号を出力して(ステップS5)、報知信号の内容を表示部28に表示させる。
以上説明したように、本実施の形態のモータ選定装置10は、二乗平均トルクと、モータ選定用速度に対応する選定対象であるモータの定格トルクとを比較する。二乗平均トルクが定格トルク以下であるか否かを判断することにより、対象モータによる駆動対象の所定の動作の可否が判断できるので、モータに発生する鉄損を考慮してモータを選定することが可能になる。その結果、従来よりも適切なモータの選定を行うことができる。
[変形例]
上記実施の形態は、以下のように変形してもよい。
(変形例1)
上記実施の形態において、速度算出部16は、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮して、式(5)を用いてモータ選定用速度Nsを求めた。式(5)はやや煩雑なので、変形例1においては、速度波形から速度算出部16が二乗平均演算を実行して求めた二乗平均速度Nrmsを式(5)の近似値とみなして、モータ選定用速度として用いる。これにより、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮した上で、より少ない計算コストでモータ選定用速度を求めることができる。
(変形例2)
上記実施の形態において、速度算出部16は、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮して、式(5)を用いてモータ選定用速度Nsを求めた。式(5)はやや煩雑なので、変形例2においては、速度波形から速度算出部16が相加平均演算を実行して求めた平均速度Nmeanを式(5)の近似値とみなして、モータ選定用速度として用いる。これにより、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮した上で、より少ない計算コストでモータ選定用速度を求めることができる。
(変形例3)
上記実施の形態において、モータは回転するモータであるとしたが、変形例3においては、モータは、回転運動しないリニアモータであるとする。変形例3では、シミュレーション部14は、条件取得部12によって入力された機械条件および動作条件に基づいて、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータの速度波形および推力波形をシミュレーションにより求める。
そして、平均トルク推力算出部18は、シミュレーション部14のシミュレーションにより得られたモータの推力波形から、二乗平均推力を算出して、判断部24に出力する。また、記憶部22が記憶している対象モータの速度に対応するモータ特性は定格推力である。判断部24は、平均トルク推力算出部18から得た二乗平均推力と、記憶部22にアクセスして得た対象モータのモータ選定用速度に対応する定格推力と、を比較する。
そして、判断部24は、二乗平均推力が上記定格推力以下であるか否かを判断する。二乗平均推力が定格推力以下であれば、対象モータは、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせるために使用することが可能と判断できる。このようにして、鉄損を考慮して従来よりも適切なリニアモータの選定が可能となる。
(変形例4)
図8は、変形例4におけるモータ選定装置10の概略構成図である。図8のモータ選定装置10では、図1の平均トルク推力算出部18が平均電流算出部30に置き換わっている。変形例4では、シミュレーション部14は、条件取得部12によって入力された機械条件および動作条件に基づいて、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータの速度波形および電流波形をシミュレーションにより求める。
そして、平均電流算出部30は、シミュレーション部14のシミュレーションにより得られたモータの電流波形から、二乗平均電流を算出して、判断部24に出力する。また、記憶部22が記憶している対象モータの速度に対応するモータ特性は定格電流である。判断部24は、平均電流算出部30から得た二乗平均電流と、記憶部22にアクセスして得た対象モータのモータ選定用速度に対応する定格電流と、を比較する。
そして、判断部24は、二乗平均電流が上記定格電流以下であるか否かを判断する。二乗平均電流が定格電流以下であれば、対象モータは、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせるために使用することが可能と判断できる。これにより、モータの電流波形を用いた場合も、鉄損を考慮して従来よりも適切なモータの選定が可能となる。
(変形例5)
上記実施の形態および変形例3、4において、モータの速度波形、トルク波形、推力波形および電流波形は、シミュレーション部14が実行したシミュレーションにより得られるとしたが、予め取得した実測値であってもよい。これらの実測値に基づいて、速度算出部16、平均トルク推力算出部18、または平均電流算出部30が、モータ選定用速度、二乗平均トルク、二乗平均推力、または二乗平均電流を算出してもよい。これにより、シミュレーションを省くことができる。
(変形例6)
上記実施の形態、および変形例は、矛盾の生じない範囲内で適宜組み合わされてもよい。
[実施の形態から得られる発明]
上記実施の形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
(第1の発明)
モータ選定装置(10)は、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータの速度波形から、選定対象となる対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する速度算出部(16)と、選定対象となる対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶する記憶部(22)と、モータ選定用速度に対応するモータ特性を用いて対象モータによる動作の可否を判断する判断部(24)と、を備える。
これにより、モータに発生する鉄損を考慮してモータを選定することが可能になり、従来よりも適切なモータの選定を行うことができる。
モータ選定装置(10)は、駆動対象に動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータのトルク波形または推力波形から二乗平均トルクまたは二乗平均推力を算出する平均トルク推力算出部(18)、またはモータの電流波形から二乗平均電流を算出する平均電流算出部(30)の少なくともいずれか一つと、判断部(24)の判断結果を報知する報知信号を出力する出力部(26)と、をさらに備えてもよい。モータ特性は、対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流であり、判断部(24)は、二乗平均トルク、二乗平均推力または二乗平均電流が、モータ選定用速度に対応する対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流以下であるか否かを判断してもよい。
速度算出部(16)は、対象モータに依存して定まる係数Aおよび係数Bを用いて、鉄損=A×速度+B×(速度)2、で表現される場合に、速度波形から求めた平均速度をNmeanとし、速度波形から求めた二乗平均速度をNrmsとし、モータ選定用速度をNsとしたとき、Ns=(1/2)(-A/B+√(A2/B2+4((A/B)×Nmean+Nrms2)))、の関係式を用いて、モータ選定用速度を算出してもよい。これにより、モータに発生する鉄損を考慮したモータの選定を高い精度で行うことができる。
速度算出部(16)は、二乗平均演算を実行してモータ選定用速度を算出してもよい。これにより、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮した上で、より少ない計算コストでモータ選定用速度を求めることができる。
速度算出部(16)は、相加平均演算を実行してモータ選定用速度を算出してもよい。これにより、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮した上で、より少ない計算コストでモータ選定用速度を求めることができる。
(第2の発明)
記憶部(22)を有するモータ選定装置(10)のモータ選定方法であって、記憶部(22)は、選定対象となる対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶し、予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータの速度波形から、選定対象となる対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する速度算出ステップと、モータ選定用速度に対応するモータ特性を用いて対象モータによる動作の可否を判断する判断ステップと、を含む。
これにより、モータに発生する鉄損を考慮してモータを選定することが可能になり、従来よりも適切なモータの選定を行うことができる。
モータ選定方法は、駆動対象に動作をさせたときに駆動対象を駆動するモータのトルク波形または推力波形から二乗平均トルクまたは二乗平均推力を算出する平均トルク推力算出ステップ、またはモータの電流波形から二乗平均電流を算出する平均電流算出ステップの少なくともいずれか一つと、判断ステップの判断結果を報知する報知信号を出力する出力ステップと、をさらに含んでもよい。モータ特性は、対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流であり、判断ステップは、二乗平均トルク、二乗平均推力または二乗平均電流が、モータ選定用速度に対応する対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流以下であるか否かを判断してもよい。
速度算出ステップは、対象モータに依存して定まる係数Aおよび係数Bを用いて、鉄損=A×速度+B×(速度)2、で表現される場合に、速度波形から求めた平均速度をNmeanとし、速度波形から求めた二乗平均速度をNrmsとし、モータ選定用速度をNsとしたとき、Ns=(1/2)(-A/B+√(A2/B2+4((A/B)×Nmean+Nrms2)))、の関係式を用いて、モータ選定用速度を算出してもよい。これにより、モータに発生する鉄損を考慮したモータの選定を高い精度で行うことができる。
速度算出ステップは、二乗平均演算を実行してモータ選定用速度を算出してもよい。これにより、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮した上で、より少ない計算コストでモータ選定用速度を求めることができる。
速度算出ステップは、相加平均演算を実行してモータ選定用速度を算出してもよい。これにより、対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮した上で、より少ない計算コストでモータ選定用速度を求めることができる。
10…モータ選定装置 12…条件取得部
14…シミュレーション部 16…速度算出部
18…平均トルク推力算出部 22…記憶部
24…判断部 26…出力部
28…表示部 30…平均電流算出部

Claims (10)

  1. 予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに前記駆動対象を駆動するモータの速度波形から、選定対象となる対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する速度算出部と、
    選定対象となる前記対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶する記憶部と、
    前記モータ選定用速度に対応する前記モータ特性を用いて前記対象モータによる前記動作の可否を判断する判断部と、
    を備える、モータ選定装置。
  2. 請求項1に記載のモータ選定装置であって、
    前記駆動対象に前記動作をさせたときに前記駆動対象を駆動する前記モータのトルク波形または推力波形から二乗平均トルクまたは二乗平均推力を算出する平均トルク推力算出部、または前記モータの電流波形から二乗平均電流を算出する平均電流算出部の少なくともいずれか一つと、
    前記判断部の判断結果を報知する報知信号を出力する出力部と、
    をさらに備え、
    前記モータ特性は、前記対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流であり、
    前記判断部は、前記二乗平均トルク、前記二乗平均推力または前記二乗平均電流が、前記モータ選定用速度に対応する前記対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流以下であるか否かを判断する、モータ選定装置。
  3. 請求項1または2に記載のモータ選定装置であって、
    前記速度算出部は、前記対象モータに依存して定まる係数Aおよび係数Bを用いて、鉄損=A×速度+B×(速度)2、で表現される場合に、前記速度波形から求めた平均速度をNmeanとし、前記速度波形から求めた二乗平均速度をNrmsとし、前記モータ選定用速度をNsとしたとき、
    Ns=(1/2)(-A/B+√(A2/B2+4((A/B)×Nmean+Nrms2)))、
    の関係式を用いて、前記モータ選定用速度を算出する、モータ選定装置。
  4. 請求項1~3のいずれか1つに記載のモータ選定装置であって、
    前記速度算出部は、二乗平均演算を実行して前記モータ選定用速度を算出する、モータ選定装置。
  5. 請求項1~3のいずれか1つに記載のモータ選定装置であって、
    前記速度算出部は、相加平均演算を実行して前記モータ選定用速度を算出する、モータ選定装置。
  6. 記憶部を有するモータ選定装置のモータ選定方法であって、
    前記記憶部は、選定対象となる対象モータの速度に対応するモータ特性を記憶し、
    予め決められた駆動対象に所定の動作をさせたときに前記駆動対象を駆動するモータの速度波形から、選定対象となる前記対象モータにおいて生ずる鉄損を考慮してモータ選定用速度を算出する速度算出ステップと、
    前記モータ選定用速度に対応する前記モータ特性を用いて前記対象モータによる前記動作の可否を判断する判断ステップと、
    を含む、モータ選定方法。
  7. 請求項6に記載のモータ選定方法であって、
    前記駆動対象に前記動作をさせたときに前記駆動対象を駆動する前記モータのトルク波形または推力波形から二乗平均トルクまたは二乗平均推力を算出する平均トルク推力算出ステップ、または前記モータの電流波形から二乗平均電流を算出する平均電流算出ステップの少なくともいずれか一つと、
    前記判断ステップの判断結果を報知する報知信号を出力する出力ステップと、
    をさらに含み、
    前記モータ特性は、前記対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流であり、
    前記判断ステップは、前記二乗平均トルク、前記二乗平均推力または前記二乗平均電流が、前記モータ選定用速度に対応する前記対象モータの定格トルク、定格推力または定格電流以下であるか否かを判断する、モータ選定方法。
  8. 請求項6または7に記載のモータ選定方法であって、
    前記速度算出ステップは、前記対象モータに依存して定まる係数Aおよび係数Bを用いて、鉄損=A×速度+B×(速度)2、で表現される場合に、前記速度波形から求めた平均速度をNmeanとし、前記速度波形から求めた二乗平均速度をNrmsとし、前記モータ選定用速度をNsとしたとき、
    Ns=(1/2)(-A/B+√(A2/B2+4((A/B)×Nmean+Nrms2)))、
    の関係式を用いて、前記モータ選定用速度を算出する、モータ選定方法。
  9. 請求項6~8のいずれか1つに記載のモータ選定方法であって、
    前記速度算出ステップは、二乗平均演算を実行して前記モータ選定用速度を算出する、モータ選定方法。
  10. 請求項6~8のいずれか1つに記載のモータ選定方法であって、
    前記速度算出ステップは、相加平均演算を実行して前記モータ選定用速度を算出する、モータ選定方法。
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US16/926,996 US20210018883A1 (en) 2019-07-18 2020-07-13 Motor selection device and motor selection method
CN202010690657.0A CN112242809A (zh) 2019-07-18 2020-07-17 马达选定装置以及马达选定方法

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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005219133A (ja) 2004-02-03 2005-08-18 Fanuc Ltd ロボット用サーボモータ制御装置およびロボット
JP2008220002A (ja) 2007-03-01 2008-09-18 Tamagawa Seiki Co Ltd モータの過負荷検出方法及びその装置
JP2011166953A (ja) 2010-02-10 2011-08-25 Fanuc Ltd 機械を駆動するサーボシステムの消費電力計算機能を有するサーボシステム選定装置
JP2012222890A (ja) 2011-04-05 2012-11-12 Mitsubishi Electric Corp モータ制御装置
JP2014110756A (ja) 2012-12-03 2014-06-12 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd モータ制御装置及びモータ制御方法
JP2014131392A (ja) 2012-12-28 2014-07-10 Toshiba Corp インバータ制御装置及びインバータ装置
JP2017220991A (ja) 2016-06-03 2017-12-14 株式会社安川電機 モータ選定プログラム、モータ選定方法、モータ制御装置選定プログラム、及び機械システム
JP2018153045A (ja) 2017-03-14 2018-09-27 ファナック株式会社 モータ選定装置
JP2018153039A (ja) 2017-03-14 2018-09-27 ファナック株式会社 モータ選定方法及びモータ選定プログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3796261B1 (ja) * 2005-12-02 2006-07-12 山洋電気株式会社 モータの負荷イナーシャ推定方法
JP4879091B2 (ja) * 2007-05-28 2012-02-15 株式会社牧野フライス製作所 数値制御工作機械の制御方法及び数値制御工作機械
JP5696469B2 (ja) * 2010-12-22 2015-04-08 Jfeスチール株式会社 モータの鉄損解析方法、モータの鉄心用材料選定方法、およびモータの製造方法
JP5276700B2 (ja) * 2011-09-21 2013-08-28 ファナック株式会社 電動機の巻線過熱防止装置および電動機の制御装置
CN104040876B (zh) * 2012-01-16 2016-09-14 三菱电机株式会社 电动机控制装置
JP5532177B1 (ja) * 2013-06-19 2014-06-25 日本精工株式会社 モータ選定装置
CN109412298B (zh) * 2018-05-14 2022-04-05 滨州学院 一种永磁电机
US10763769B2 (en) * 2018-06-29 2020-09-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Controller for power convertor and motor driving system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005219133A (ja) 2004-02-03 2005-08-18 Fanuc Ltd ロボット用サーボモータ制御装置およびロボット
JP2008220002A (ja) 2007-03-01 2008-09-18 Tamagawa Seiki Co Ltd モータの過負荷検出方法及びその装置
JP2011166953A (ja) 2010-02-10 2011-08-25 Fanuc Ltd 機械を駆動するサーボシステムの消費電力計算機能を有するサーボシステム選定装置
JP2012222890A (ja) 2011-04-05 2012-11-12 Mitsubishi Electric Corp モータ制御装置
JP2014110756A (ja) 2012-12-03 2014-06-12 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd モータ制御装置及びモータ制御方法
JP2014131392A (ja) 2012-12-28 2014-07-10 Toshiba Corp インバータ制御装置及びインバータ装置
JP2017220991A (ja) 2016-06-03 2017-12-14 株式会社安川電機 モータ選定プログラム、モータ選定方法、モータ制御装置選定プログラム、及び機械システム
JP2018153045A (ja) 2017-03-14 2018-09-27 ファナック株式会社 モータ選定装置
JP2018153039A (ja) 2017-03-14 2018-09-27 ファナック株式会社 モータ選定方法及びモータ選定プログラム

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