モーター電圧アップ
2012.10.8
モーター電圧の電圧を自由に選べるので色々可能性が広がります。
1. モータードライブICの電圧が規格内に入る
TA7257Pは、動作電圧は、5Vでは規格外です。
データシートによると6V〜18Vです。
動いたから、5Vの設計だったんです。
規格に従えば、より安定動作が期待できます。
2. トルクアップ
モーターのトルクがアップします。 トルクは、電流に比例します。
その際、ICが規格内になるか、モーターが壊れないか検討が必要です。
データーシートの一部です。
Vcc(7ピン) | Vs(6ピン) | 出力電流(平均) | 出力電流(ピーク) | 飽和電圧合計 | ||
TA7257P | 6V〜18V | 0V〜18V | 1.5A | 4.5A | 1.9V (1.1Aで) | |
TA7267P | 6V〜18V | 0V〜18V | 1.0A | 3.0A | 2.25V (1.0Aで) |
ICに流れる電流は
I = ( Vs - 飽和電圧 ) / モータ抵抗
TA7257P では I = ( Vs - 1.9
) / 4.3Ω
TA7267P では I = ( Vs - 2.25 ) / 4.3Ω
電源電圧(Vs)を変えて計算してみると
TA7257P
(注) 赤は、禁止領域(最大規格をオーバー)
計算方法
A Icピーク電流(A)
: 上の式で計算(IC1個で)
B 電流比
: 5Vの@電流を1.0とした
C Ic平均電流(A)
: 励磁パターンから、@の3/8の値
D 電源電流ピーク(A) : 1-2相なので、Aの2倍の値
E 電源平均電流(A) : 1-2相なので、Cの2倍の値
F Icの損失(w) : ICが発熱する量 電流xICの飽和電圧合計
G モータ発熱(w) : モーターコイルの抵抗値(4.3Ω) x Eの2乗
H 発熱比 : 5VのGを1.0とした
TA7257Pの抜粋
@ | A | B | C | D | E | F | G | H |
電源電圧(V) | Icピーク電流(A) | 電流比 | Ic平均電流(A) | 電源電流ピーク(A) | 電源平均電流(A) | Icの損失(w) | モータ発熱(w) | 発熱比 |
5 | 0.72 | 1.00 | 0.27 | 1.44 | 0.54 | 1.37 | 0.31 | 1.00 |
6 | 0.95 | 1.32 | 0.36 | 1.91 | 0.72 | 1.81 | 0.55 | 1.75 |
7 | 1.19 | 1.65 | 0.44 | 2.37 | 0.89 | 2.25 | 0.85 | 2.71 |
8 | 1.42 | 1.97 | 0.53 | 2.84 | 1.06 | 2.70 | 1.22 | 3.87 |
9 | 1.65 | 2.29 | 0.62 | 3.30 | 1.24 | 3.14 | 1.65 | 5.25 |
10 | 1.88 | 2.61 | 0.71 | 3.77 | 1.41 | 3.58 | 2.15 | 6.83 |
11 | 2.12 | 2.94 | 0.79 | 4.23 | 1.59 | 4.02 | 2.71 | 8.62 |
TA7267BPの抜粋
@ | A | B | C | D | E | F | G | H |
電源電圧(V) | Icピーク電流(A) | 電流比 | Ic平均電流(A) | 電源電流ピーク(A) | 電源平均電流(A) | Icの損失(w) | モータ発熱(w) | 発熱比 |
5 | 0.64 | 1.00 | 0.24 | 1.28 | 0.48 | 1.44 | 0.25 | 1.00 |
6 | 0.87 | 1.36 | 0.33 | 1.74 | 0.65 | 1.96 | 0.46 | 1.86 |
7 | 1.10 | 1.73 | 0.41 | 2.21 | 0.83 | 2.49 | 0.74 | 2.98 |
8 | 1.34 | 2.09 | 0.50 | 2.67 | 1.00 | 3.01 | 1.08 | 4.37 |
9 | 1.57 | 2.45 | 0.59 | 3.14 | 1.18 | 3.53 | 1.49 | 6.02 |
10 | 1.80 | 2.82 | 0.68 | 3.60 | 1.35 | 4.06 | 1.96 | 7.94 |
11 | 2.03 | 3.18 | 0.76 | 4.07 | 1.53 | 4.58 | 2.50 | 10.12 |
結果を見て
・ トルクアップは期待できそう。 (トルクは、電流に比例する)
・ 発熱には、注意する必要あり。(電流の自乗に比例する)
・ モーターの最大規格が不明だが、実際に回して、発熱から判断するしかないか?
ただし、測定中は、殆ど休んでいるので、問題にならないかも。
・ ICの発熱は、放熱器がない場合、連続運転には、注意必要かも。
測定前のセットアップや、調整で1mm移動を連発させると、問題になりそう。
・ TA7267BPも問題なく使用できそうだ。 近々実験予定
・ 必要な電源の容量は、Eの値でOKなら、今までの検討(3A電源)は、かなり的外れだった。(スミマセン)
秋月は、電圧順で5V、6V、9V のようになっている。7V,8Vが抜けているのが残念。
3. 別なタイプのモーター
例のモーター以外を使用場合
高電圧で 低電流 のタイプ
例えばこれ
http://www.skcj.co.jp/plexmotion/products/p-pms-stp_gr/p-pmsa-b42d2l/ ¥3,100
定格電圧 9.0V
巻線抵抗 15.0Ω
とか
http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=12026 ¥1,050
推奨動作電圧:DC12V
コイル抵抗:34Ω
詳細は、検討していないが、使用できる可能性あり。
Vs | TA7257P | 電流比 | 発熱比 | TA7267P | 電流比 | 発熱比 | ||
5V | 0.72A | 1.0 | 0.64A | 1.0 | ||||
6V | 0.95A | 1.32 | 0.87A | 1.36 | ||||
7V | 1.19A | 1.65 | 1.10A | |||||
8V | 1.42A | 1.97 | 1.37A | |||||
9V | 1.65A | 1.57A |