電流と電圧は、ブラシレスモーターのトルクと速度にどのように関係しますか？

電気自動車はバッテリーとモーターによって性能が異なることは知っていますが、電気ユニットと機械ユニットがどのように関連しているかは明らかではありません。

誰でも助けてくれますか？

100Vモーターは、50Vモーターよりも傾斜に対して上昇しますか？

モーターの電気的特性と機械的性能の関係は、そのように計算できます（注：これは理想的なブラシ付きDCモーターの分析ですが、その一部は非理想的なブラシレスDCモーターにも適用されるはずです）。

DCモーターは、抵抗と電圧逆起電力源を備えた回路として近似できます。抵抗器は、モーター巻線の固有抵抗をモデル化します。逆起電力は、磁場内の移動電流によって生成される電圧をモデル化します（基本的に、DC電気モーターは発電機として機能できます）。直列にインダクタを追加することでモーターの固有のインダクタンスをモデル化することも可能ですが、ほとんどの場合、これを無視し、モーターが電気的に準定常状態にあると仮定するか、モーターの時間応答は時間応答に支配されます電気システムの時間応答の代わりに機械システムの。これは通常正しいですが、必ずしも常に正しいとは限りません。

発電機は、モーターの速度に比例した逆起電力を生成します。

$$V_{emf} = k_i * \omega$$

どこで：

ω = モーター速度（rad /

$$k_i = \text{a constant.}$$ $$\omega = \text{the motor speed in}\ \text{rad}/\text{s}$$

理想的には、失速速度では逆起電力がなく、無負荷速度では逆起電力は駆動電源電圧に等しくなります。

次に、モーターを流れる電流を計算できます。

V S = 電源電圧R =

$$I = (V_S - V_{emf}) / R = (V_S - k_i * \omega) / R$$ $$V_S = \text{source voltage}$$ $$R = \text{motor electrical resistance}$$

次に、モーターの機械的な側面を考えてみましょう。モーターによって生成されるトルクは、モーターを流れる電流の量に比例します。

$$\tau = k_t * I$$

τ =

$$k_t = \text{a constant}$$ $$\tau = \text{torque}$$

上記の電気モデルを使用すると、ストール速度でモーターに流れる最大電流、つまり最大トルクがあることを確認できます。また、無負荷速度では、モーターにはトルクも電流も流れません。

モーターはいつ最大の電力を生成しますか？さて、電力は次の2つの方法のいずれかで計算できます。

$$P_e = V_S * I$$

$$P_m = \tau * \omega$$

これらをプロットすると、理想的なDCモーターの場合、最大出力は無負荷速度の半分になります。

それでは、すべてを考慮して、モーターの電圧はどのように積み重なるのでしょうか？

同じモーターの場合、理想的には、2倍の電圧をかけると、無負荷速度が2倍、トルクが2倍、電力が4倍になります。これは、もちろん、DCモーターが燃えず、この単純な理想的なモーターモデルに違反する状態に達することなどを想定しています。

ただし、異なるモーター間では、2つのモーターが電圧定格のみに基づいて互いに比較してどのように動作するかを知ることはできません。それでは、2つの異なるモーターを比較するには何が必要ですか？

$k_i = k_t$$P_e = P_m$

$\text{rad}/\text{s}$Hz$\text{rev}/\text{s}$$2\pi$

電気自動車を4年間使用して研究した後、「登坂能力」（特定の勾配の勾配を上げる能力）はモータートルクに依存し、トルクは電流に依存することがわかりました。

代わりに、電圧はモーターの実行速度を「調整」します。モーターが到達できる最大速度は、モーターがバッテリーから受け取る電圧に等しい電圧（「逆起電力」と呼ばれる）を生成する速度です。電力損失と摩擦を単純化するため）。

電圧が印加されたときにモーターが許容できる電流は、コイルの内部抵抗（抵抗が大きいほど、発生する熱が高く、ワイヤまで）溶ける）。

1000Wモーターの検討：

• 100V / 10Aを提供すると、高速に到達することができますが、勾配を大きく上げることはできません。

• 10V / 100Aを供給すると、非常にゆっくり動きますが、高勾配の坂を登ることができます（モーターが100Aに耐えることができると仮定）。

モーターが許容できる最大電流は「定格電流」と呼ばれ、モーターの「ストール電流」、つまり電圧が印加されモーターが停止したときにモーターのワイヤに流れる電流よりもはるかに低くなります。モーターは、ストール電流に耐えることができず、すぐにワイヤが溶けます。そのため、電子機器は最大電流を定格電流値に制限しています。

どのモーターでも、基本原理は非常に簡単です。

• 回転速度は印加電圧に比例します
• トルクは引っ張られる電流に比例します

100ボルトモーターは最大100ボルト、50ボルトモーターは最大50ボルトのモーターです。100ボルトのモーターはより多くのボルトを使用できるため、他のすべてが等しい場合は、最高速度を上げることができます。

しかし、電圧の違いはトルクに影響しません。より高いトルクで丘を登るには、より多くの電流をモーターに供給する必要があります。より多くの電流を流すことができるモーター（およびより多くの電流を供給することができるバッテリーとモーターコントローラー）は、丘を登るのを助けるためにより多くのトルクを与えます。

Electric motors can be designed over a fairly wide range of voltage and current for the same speed and torque out. Just comparing the intended operating voltage of two motors doesn't tell you much about what those motors can ultimately do. Motors designed for high power do tend to work at higher voltages, but that is mostly so that the current can be within a reasonable limit.

To compare two motors for a particular job, you have to look at the output parameters. These will be the torque, speed range, and power.

The mechanical performance of a motor will of course depend mainly on it's physical build, not necessarily its nominal voltage. High power motors will operate on higher voltages, but that does not tell you much.

I won't elaborate on the specifics, but there is a good rule of thumb to use when you want to estimate the parameters of a motor by look. A long motor will achieve higher rpms, and a wide motor will be able to deliver more torque. You can perhaps imagine how this works - a wide motor will have a wide rotor, so the forces of the magnetic fields inside will create a larger torque.

So, if you have two motors of identical length, but one of them is wider, you can expect the wider one to be able to generate higher torque.

In very basic terms (helloworld's answer has the science bit covered):

Power is voltage * current (P=IV). For a given power, say 1000 watts / 1 kW, you can design a 10 V motor that uses 100 A or a 100 V motor that uses 10 A for the same nominal power:

10 V * 100 A = 1000 watts
100 V * 10 A = 1000 watts

Your next consideration is how the various efficiencies stack up - for each part of the power train there will be some optimum way of building each part that gives best efficiency for the price. For example, if you went for the 10 V option you need a lot of big heavy wires (or bus bars) to handle 100 A, whereas 10 A will flow happily down quite skinny little wires.

However, maybe it's harder to build a control unit / charger that works at 100 V than at 10 V (it's certainly safer for the average user if there's no high voltages kicking around for them to stick their fingers in).

So, there's a juggling act to be done to work out how the system stacks up - for each watt of power you put in, how much useful energy can you get out the other end?

It's a bit like the difference between a big lazy V8 and a screaming turbo motor, both can make the same power, but each is a very different answer to the problem.

Voltage and current are the essential components of power a.k.a. the ability to perform work. To do work by means of spinning machinery requires a rotary-acting force - a torque. The rate at which the work proceeds (introduce time) and the measurement becomes of power. More power - increase either current or voltage or both.

All you have to think about is the power rating and nominal voltage. If the voltage you apply is high (must be within the voltage range) then it can take less current and less torque which indeed can be found out from the speed-torque curve for a fixed voltage.

Voltage is proportional to speed, and torque is proportional to the current. The maximum current it could take is rated current and the corresponding torque can be found out from speed torque curve (as you know the speed from voltage (rpm=k*v)) where k is the speed constant of the motor).