모터의 부하별 출력 계산

전동기의 부하별 출력 계산

▶ 계산1

주요한 부하별로 적용하는 부하동력의 계산공식은 다음과 같다.

1) 동력과 토오크의 산정

다음 그림의 왼쪽과 같이 물체에 작용하는 힘을 f[N], 이동한 거리를 x[m]라 하면

일 W는 다음의 식에서 구해진다.

W = f·x [J]

그림. 일과 동력과의관계

일을 한 시간을 t[sec], 속도를 v[m/sec]라 하면 동력 P는 다음에서 구해진다.

P = W / t = f·v [W]

회전운동의 경우 회전수를 n[RPM]이라 하면 각속도 ω는 ω = (2μn / 60) [rad/sec]이고

회전반경을 r[m]라 하면 토크 T는 T = f·r [N.m]로 표시된다.

이때 동력은 토오크 T와 각속도 ω의 곱으로 나타낸다.

P = f·r·ω [N.m]

2) 경사면 권상시의 동력

다음 그림과 같이 각도 θ와 마찰계수 μs를 가지는 경사면에서 물체가 v[m/sec]의 속도로

움직이는 경우에 필요한 힘 fs는 fs = f1 + f = 9.8M(sinθ + μscosθ) [N] 와 같고 필요한

동력 P는 다음과 같다.

P = fs·v = 9.8M·v(sinθ + μscosθ) [W]

그림. 경사면 권상시의 동력

수평면상을 이동할 때는 θ = 0 이므로 힘 f와 동력 P는 다음과 같이 된다.

f = 9.8M·μs [N]

P = 9.8M·μs·v [N]

위의 식은 부하장치의 손실을 고려하지 않은 것이고 실제 필요한 전동기의 출력 PLM은

장치의 효율을 η라 하면 다음의 식에서 구해진다.

PLM = P / η [W]

컨베이어, 에스컬레이터 등의 부하에도 기본적으로 위의 식을 적용하여 계산할 수 있다.

▶ 계산 2

3) 수직권상시의 동력

중량 M]kg]의 물체를 v[m/sec]의 속도로 끌어 올리는 경우는 항 2)에서 θ = 90° 일

경우와 같으므로 힘 f와 동력 P는 다음과 같이 구해진다.

f = 9.8M [N]

PM = 9.8M·v [N] <그림. 수직권상시의 중력부하>

이러한 공식을 적용할 수 있는 부하는 크레인의 권상기, 엘리베이터 등이 있다.

4) 유체부하에 필요한 동력

4.1) 송풍기에 필요한 동력

다음 그림과 같이 단면적 S[m2]의 송풍관에 풍압 H[kgf/m2]로 풍량 Q[m3/sec] 되는

공기를 송풍한다고 하면 S[m2]의 단면에 상당한 전압력 f와 공기의 속도 v는 다음과 같다.

f = 9.8H·S [N]

v = Q / S [m/sec]

<그림. 송풍기 풍도내의 풍량>

소요동력 P는 송풍기의 효율을 η, 설계의 안전도를 K라 하면 다음의 식에서 구해진다.

P = (9.8KHQ / η) [KW]

4.2) 펌프에 필요한 동력

다음 그림과 같이 단면적 S[m2]와 경사각 θ를 가지는 관을 통해서 비중 ρ인 유체를

Q[m3/sec]의 유량으로 H[m]까지 올리려 하면 S·cosθ[m2]의 단면적의 수직인

관에서 H[m]까지 올리는 경우와 같다고 볼 수 있으므로 힘 f와 수직방향의 속도 v는

다음의 식에서 구할 수 있다.

f = 9.8 ρHS·cosθ × 103 [N]

v = (Q / S·cosecθ) [m/sec]

<그림. 펌프 관내의 이동액체>

소요동력 P는 펌프의 효율을 η, 설계의 안전도를 K라 하면 다음의 식에서 구해진다.

P = (9.8KρHQ / η) × 103 [KW]

전동기의_부하별_출력_계산[1].pdf