ブラシレスモーターにkv定格があるのはなぜですか？
回答:
電気モーターのトルク出力は、モーター電流（電圧ではありません！）に正比例し、電流（I）はおおよそ
Vはモーターの供給電圧、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現れる電圧です。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、回転速度に直接比例します。KV定格は、回転速度と逆起電力（KV≈RPM /ε）の関係を述べる別の方法にすぎません。KVに依存する速度では、逆起電力がバッテリー電圧を「キャンセル」するため、特定のバッテリー電圧で最大モーター速度が制限されます。これにより、それ以上の電流がモーターに流れるのを防ぎ、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するため、モーター電流を制限するのは巻線抵抗と供給電圧だけです。モーターコントローラー（ESC）が低速でバッテリーの全電圧をモーターに出力すると、モーターやESCが溶けてしまいます。
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スキームでは、モーター速度（出力周波数は関数）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 はそれに応じて出力周波数を継続的に調整しますはローターの角度と駆動波形間の位相シフトてます。逆EMF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て電圧を制御する）ことは、バランスの取れた行為になります。
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の場合、モーターの速度を落とす必要があり、即座に同期が失われます。
電圧が高すぎると、過剰な電流が流れ、電力を無駄にし、モーターとESCを不必要に加熱します。
したがって、最適な効率ポイントは「周波数優先」制御では不安定です。制御ループはそれを近くに保つことができますが、ESCが負荷に十分に速く反応できない場合、同期の一時的な損失が発生します。これは「電圧優先」制御には当てはまりません。負荷の過渡現象は、悪影響を与えることなく速度を瞬間的に低下させるだけです。
コレクティブピッチRCヘリコプターで使用されるESCには、多くの場合、スロットル設定に比例した固定モーター速度を維持する「ガバナー」機能があります。これらのESCでさえ、実際に周波数を直接制御するのではなく、代わりに、目的の周波数と実際の周波数の差に応じて電圧を設定するPIDコントローラーを実装します。
ESC「タイミング」
ESCのモータータイミング設定は、この機械的電気的位相シフトの設定値を調整します。高タイミングとは、ESC出力が検出されたローター位置をたとえば25度進めることを意味しますが、低タイミングでは、この位相シフトはゼロにはるかに近づきます。タイミング設定を高くすると、より多くの電力が効率的に生成されなくなります。
トルク
通常のRC ESCは、コストと重量を削減する手段としての電流検出回路がないため、一定のトルク制御またはトルク制限を行うことができません。トルク出力はいかなる方法でも制御されません。モーターは、負荷が所定の速度で必要とするだけのトルクを生成します（そして比例して電流を引き込みます）。急速なスロットルパンチがESC、バッテリー、および/またはモーターに過負荷をかけるのを防ぐため（慣性を克服すると潜在的に無制限のトルクが発生するため）、ESCは通常、特定の周波数での加速と電圧に制限があります。
制動
電圧が低下している間にモーターが外部手段によって回転し続けると、最終的に逆起電力がESCが駆動しようとするレベルよりも大きくなります。これにより、負の電流が発生し、モーターが制動されます。このようにして生成された電気は、使用するPWM 減衰モードに応じて、モーターコイルで消費されるか、電源/バッテリーにフィードバックされます。
ESCは3相AC電流を生成します。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（ピーク電圧から谷電圧）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まったく関係が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）です。これは、ブラシ付きDCモーターと同等ですが、電子整流式です。
モーターの速度は、転流周波数ではなく、モーターが回転するときにモーターが生成する電圧（「逆起電力」）によって決定されます（転流周波数は、モーターの回転にロックステップで従わなければ回転しません）。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。逆起電力は、印加電圧から巻線抵抗とインダクタンス全体の電圧降下を引いたものに等しく、モーターは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込むため、ブラシ付きDCモーターとまったく同じ速度になります。
ESCは、印加される電圧を変えることでモーター速度を制御します。通常、これはPWMで行われるため、ピーク電圧は常にバッテリー電圧に等しくなりますが、平均電圧（モーターが応答する）はPWMオン/オフ比に従って変化します。ESCは、ブラシ付きモーターの電機子が整流子を必要な周波数で切り替える方法と同様に、モーターが要求する整流周波数を生成します。
だから、印加電圧があり、すべてのモータ速度に関係するが。これが、これらのモーターの定格がKvである理由です。特定の電圧でどのrpmを達成できるかを決定するための重要なパラメーターです。プロペラに吸収されるパワーは、rpmの3乗とプロップ直径の4乗に比例するため、Kvはクワッドコプターのコンポーネントを一致させる際の重要なパラメーターです。
指定されたKv値は、モーターに電流が流れていないときの1Vでの理論的なrpmです。ただし、通常は、測定された無負荷回転数を印加電圧で単純に除算することで計算されます。これにより、わずかに低い（誤った）値が得られます。ブラシを動かす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ように、ブラシレスESCは整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。製造公差と品質管理の悪さを追加すると、モーターが仕様よりも実際のKvが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、それほど重要ではないと考えられるため、Kv定格を持た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回転数が提供され、そこからKvを導き出すことができます。モーターのトルク定数（Kt）も指定できます。KvはKtの逆です。
ブラシレスモーターにkv定格があるのはなぜですか？
「kv定格」は、予想されるトルク、電流、電力、推力、揚力または抗力とは関係ありません
- 例外は、ギアのように磁石の数と1回転あたりの固定子巻線の数によって相対的なトルクが変化する可能性があることです。この比率は変更できます。ある意味で、比較的高いkv値を持つ同じサイズのモーターは、速度を上げて揚力を小さくするために作られています。
磁石の数、1回転あたりの固定子巻線の数、1極あたりの位相数に基づいており、電力の表示はありません。
印加電圧に一致する逆起電力電圧を生成するのは、純粋に回転速度です。この一致は無負荷でのみ発生し、固有の損失に応じて定格電圧に向かって増加すると、抵抗によりこの比率が最大10％減少します。 （例：渦電流、摩擦、一般に動力に比べて小さい。巻線固定子パターンを変更するか、磁石の数を変更すると、自転車のギア比のように使用される同じ材料のボルトあたりの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、界磁回転の決定
- 総磁石/ 2 =磁場回転係数
磁場回転係数* kV =磁気サイクル/ V
したがって、14個の磁石では、フィールド回転係数= 7、したがってフィールド回転= 7609サイクル/ v
2200 kvの場合：
- 14マグネット-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
電力は電流の関数であり、負荷のみが空力支柱の線形負荷または非線形負荷のいずれかで評価されます。または、gm / Wまたはgm / Aの点での増分線形荷重（ gmはプロップ推力）。
理論の背景サムネイル（簡略化された）
- それは、マックスウェルによって定義された物理学の法則と、ヘビサイドによって詳細に定義されており、この電荷qの力がE場とB場の速度の合計であることを証明したローレンツに基づいています。
したがって、ベクトル方程式は言います。 F = q（E + vxB）
ローレンツ力は、Fが原因外部電場Eと磁場Bに、瞬間速度vで電荷qの粒子に作用するこの力は、我々は電磁力と呼んでいるもので、無負荷時のバックEMFにマッチしています。
ボルトあたりの角速度はより複雑なものであり、固定子極と回転子極の数がレシオメトリック変換を行い、モーターの電流の転流は、ゼロ磁場の適切な数秒後に自動的に反転し、デッドストップがないことを保証します。（設計/プロセスの失敗）
したがって、磁荷速度は電圧による電界強度に比例し、逆起電力電界強度とも呼ばれます
KV定格とは、モーターで達成できる最大 RPM /ボルトを指します。したがって、1 Vの2300 KVモーターは、周波数に関係なく、最大 2300 RPMの速度で動作します。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。周波数を上げてそれをより高速で実行しようとすると、モーターはその速度と失速で摩擦を克服するのに十分なトルクを持ちません。
ESCの役割は、ローターの磁束に対してステーターの磁束を90度に保つことです。これは、ホール素子などの位置センサーを使用するか、逆起電力センシング（センサーレス制御）を使用して行われます。
さらに、ESCは、FOC（Field Oriented Control）または方形電圧と呼ばれる正弦波3相出力を出力できます。この場合、2つのコイルのみが同時に接続され、3番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をたどっているのではなく、むしろ反対です-ローターの位置をたどっているのはステーターです。FOCでは、ベクトルステーター電圧の振幅は一定であり、ローターの位置に対して回転します。電圧は、モーターを回転させるために、逆起電力によって生成された電圧よりも高くなければなりません。これは、Kv因子が役割を果たす場所です。