モーター７(ハイパワーなモーター)

初めに
ここでは、パワーの有るモーターに付いてお話しします。
最初はモーターに使われる色々な用語に付いて説明します。
本当は難しい話になりますがなるべく簡単（大ざっぱとも言う）に説明します。
その後にモーターの話をしますね。
（この話は、匿名希望の某氏に説明していただいた内容や、私が理解している事をお話しします。）
用語
- Ｋｖ（ケーブイと読むのかなぁ、良く知りません！(^^ゞ）
  １Ｖの時にモーターが無負荷で何回転するかの値です。
  例えば・・・・・
  Ｋｖ値＝２０００なら、２Ｖで（２０００ｒｐｍ＊２Ｖ）４０００ｒｐｍとなります。
  この値は、ブラシレスでは示されていますが、ブラシモーターではあまり見ません。
  理由は、ブラシレスモーターはＫｖ値の通りの値が出ますが、ブラシモーターではブラシなどのロスで計算通りの値が出ない為です。
  充電直後のニッカドでは、１セル当たり１．４Ｖで計算すれば良いそうです。
  ちなみに、Ｋｔ（ケーティー？）はトルクの事だそうです。
- Ｗ（ワット）
  日本語で言うと仕事量ですよね。
  電圧＊電流で計算されます。
  式を変形してＷ／電圧で電流が出ます。
  例えば１０００Ｗのドライヤーは、家庭電源１００Ｖですから（１０００Ｗ／１００Ｖ）１０Ａ流れています。
  ニッカドを使用した場合は、電圧降下が有りますので１セル当たり１Ｖで良いと思います。
  （ただし、１．２Ｖや１．４Ｖで計算している方もいます。でも、１Ｖの方が計算が楽だし・・・。）
  ０２Ｈを７セルで３２Ａ流した場合は、２２４Ｗ入力となります。
- レーナー係数
  レーナーというブラシレスモーターのメーカーが言っている値で、使用可能負荷の判断材料になります。
  この範囲内で使用すれば、モーターの発熱が極端に押さえられますが、越えてしまうと適正負荷範囲だとしても急激に温度が上昇する様です。
  ブラシレスモーターは付加価値の関係で（オイオイ）ネオジウム磁石などを使用していますから、消磁してしまいます。
  計算式は・・・・・
  モーターの重さ＊回転数／１００００＝入力可能電力（Ｗ）
  ここでの回転数は、使用する電圧でＫＶから換算した無負荷回転数を使用する。
  モーターの重さなんて関係なさそうなのですが、多分コイルの巻き数とかサイズとかに関係しているのでしょうね。
  例えば、１５０ｇのモーターが２０００回転する電圧での使用なら・・・・
  １５０ｇ＊２００００／１００００＝３００Ｗ
  と、言う事になりますね。
  モーターが大きいほど、または使用する電圧が高いほど大きな電力値で使用できます。
  もっと詳しく知りたい方は、新潟の坂本さんのホームページ、技術情報を参照して下さい。
  （ブラシモーターに当てはめたら、どうなるのでしょうね。(^^ゞ）
パワーの有るモーター？
良く聞く話ですし、説明が面倒なので私もよくこの様な言い回しを使います。
でも、これは使い方しだいなのです。
ＡＰ３６でも、有る程度０２Ｈ以上のパワーを出す事は可能です。
モーターは電磁石なので電気を沢山流せばいくらでもパワーを出す事が可能です。
同一のモーターで電気を沢山流すには３つの方法があります。
- セル数を増やす。
  当たり前ですよね。
  ７セルより８セルの方がパワーが出ます。
- 負荷を増やす。
  ローターのところでお話ししましたよね。
  負荷を増やすと回転数が下がるので電流が沢山流れます。
- 電圧降下の少ない良質なニッカドを使用する。
  大電流を流すとニッカドの内部抵抗で電圧が下がってしまいます。
  ですから、電流が取り出せずパワーが出ません。
  例えば、４００クラス６００ｍＡｈのバッテリーでRC2000用のギア比設定をした０２Ｈを駆動してもパワーが出ません。
この様にすれば、０２Ｈ以上のパワーは取り出すことが出来ます。
ＡＰ３６で０２Ｈ３２Ａクラスのパワーを安易に越えるには、４０～５０Ａ以上流れる設定にしてRC2000より内部抵抗の少ないニッカドを使用すれば良いわけです。
しかし、引き替えに寿命と効率は落ちる事になります。
１フライトでモーターが壊れたり、飛行時間１分などと言う事も有りえます。
最悪の場合は、発火する可能性もあります。
また、０２Ｈでこの様な使い方をすると発熱により磁石が消磁してしまいます。
（０２Ｈは希土類磁石（ネオジかな？）の様な物を使用している様で、その為にケースにフィンが付いていたり強制冷却ファンを内蔵しています。）
効率／耐久性無視の設定なら１０～１２ターンを使用すれば、０２Ｈはおろかブラシレスを越えられますよね。
セッティング係数範囲内でも５０Ａ前後は流れるのではないかと思います。
（ここで言うブラシレスとは、５４０クラスギアダウンで一般的？に使用されている物の事です。サイズ的には４００～４８０位の物ですかね。）
ですから正しくは、適正な使用範囲で０２Ｈ以上のパワーと効率が有るモーターを・・・・・と言う事ですね。
特に飛行機の場合は、その様なモーターとセッティングで使用しなければ意味が無いと思います。
ブラシレスモーターならハイパワー？
これもちょっと違います。
ブラシレスモーターは、効率が良く過負荷に強いと言う事です。
かなり乱暴な意見ですが・・・・・。
基本的にはコイルに電気を流して磁石を引っ張るわけですから、磁石とコイルが同じならば能力は同じです。
ただ、ブラシが有りませんのでロスが少なく同じ仕事をさせるならば電流が少なくて済みます。
同じ電流で使用するなら、もっと負荷をかける事が可能です。
さらに、コントローラーの能力範囲であるならば、過負荷による過電流でもコミュやブラシがすり減ったり能力の低下が有りませんので過負荷に強いと言えると思います。
ただし、レーナー係数を超えると発熱により消磁する可能性が有るので注意。
ブラシレスだからと言って、万能ではないわけですよね。
とは言っても、ブラシレスが欲しいですよね。
[2001/09/23 追記]
ブラシレスを使用していて、Ｋｖが高くなってきたり電流が以前より流れたりパワーが上がって来た時は要注意です。
発熱により消磁しはじめている可能性があります。
前に書きましたが、磁力が強いと高トルク型、弱いと高回転形になります。
消磁が進むと当然Ｋｖが上がります。
高回転形なので同一の負荷では電流が流れやすくなります。
電流が流れるとパワーが出ますが、Ｒｍは同じですのでさらに発熱が多くなります。
発熱が多くなると消磁が進行します。
そのまま気が付かずに使用していると消磁してお亡くなりになってしまいます。
具体的な選択
最近の車用モーターは、０２Ｈよりも太い線を使用しています。
当然、電流が流れやすくなっていますので同じ１３ターンでも電流が多く流れＫｖ値も高いと想像されます。
０２Ｈセッティングへそのまま乗せ変えると４０Ａ前後流れる事になると思われます。
この状態では、ブラシ周りはもたないと予想されます。
しかし車ならば良いですが、飛行機となると簡単に外してメンテナンスはやりにくいと思います。
同程度の効率とパワーを得る為には、１５ターン前後と言う所ではないでしょうか？
負荷は、セッティング係数内で有ったとしても３０Ａチョイで使用した方が良いと思います。
３５Ａ以上では、１０フライトでブラシ交換、２０フライトでモーター交換となるのでは・・・・。
そう言う意味では、ターン数の少ないモーターを軽負荷で使用しても電流はガバガバ流れますのでもう少し多目のターン数で使用した方が良いと考えられます。
自分が使用したいペラとギア比でセッティング係数６５～７０の時に３０Ａチョイとになるモーターを見つける事が出来れば効率とパワーの両立が出来ると予想されます。
現在の所は、ＡＰＣ１０＊８で静止推力１１００ｇ消費電流３０Ａチョイと言うのが効率セッティング０２Ｈ同等の目安ではと考えています。
と、予想ばかりで実績がともなっていませんので申し訳ないのですが、なにぶん予算が少ない物で・・・。(^^ゞ

実測値としてケイルさんに計っていただいた値を記載しますと・・・・・。
０２Ｈを赤３メモリの進角でＲＣ２０００の７セルでは、無負荷回転数 36,000rpm位が一般的だと思います。
京商Ｘ－ＳＰＥＥＤ１６Ｔ（１６ターンのトリプル）モデファイドを逆進角１２度（標準値が１２度なので）で、ＲＣ２０００の７セルの無負荷回転数は 38,000rpm位だそうです。
Ｋｖだけの話では、１６ターンが相当品と言うところですよね。

[2001/09/23 追記]
などど書いてきましたが、ＨＰ立ち上げて１年半も立つと世の中は変わる物ですね。
特に電動機の世界の進歩は凄いですね。
当時は車用のモーターなんて・・・・と言われていましたが、今では１１ターンでマーチが０２Ｈとは比較にならないぶっ飛びパワーで飛び回っていたりします。
パワー的には完全にＧＰを越えていますね。
バッテリーの重量と容量も後１年すれば大きく変わってしまうのでしょうね。
ブラシモーターでもぶっ飛びパワーで１０分以上と言う世界もあっと言う間ですね。
ちなみに、ＲＣ－３０００Ｈ＋ブラシレスなら既に可能な世界になっていますね。
そうそう、これも宣伝しておかなくてはkuutan氏におこられるな。
１０クラスの機体、ＯＫのレーザーカット零戦などは４００クラスには機体が大き過ぎで５４０クラスではバッテリーが重過ぎです。
でも、今ならＡＰ２９ＢＢ＋ＣＰ１７００の７セルと言う選択肢で問題解決です。
ＣＰ１７００は、車用６セルの組み直しではなくても京商から７セルが発売されています。