모터의 토크와 회전속도는 무슨 관계가 있을까요?
안녕하세요
보통 모터의 스펙을 얘기할때 가능한 회전속도 및 토크를 말하는데요
회전속도는 알겠는데, 토크랑 정확히 무엇인가요? (모터의 힘이라고 이해하면 되려나요..)
그리고 토크와 회전속도는 비례하나요?
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.모터의 토크란 회전하는 축에 작용하는 회전력을 의미합니다. 쉽게 말해, 모터의 회전 축이 얼마나 큰 힘을 가지고 회전하는지를 나타냅니다.
토크는 일반적으로 뉴턴-미터(Nm) 단위로 표시되며, 모터가 얼마나 많은 토크를 발생시킬 수 있는지는 모터의 크기, 설계 및 전기 입력에 따라 다릅니다.
회전속도와 토크는 비례하지 않습니다. 모터의 회전속도와 토크는 서로 반비례 관계에 있습니다. 일반적으로 모터의 토크가 커질수록 회전속도는 낮아지며, 회전속도가 높아질수록 토크는 낮아집니다. 이는 모터의 출력이 일정하기 때문에 회전속도와 토크가 역으로 영향을 미치는 것입니다
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
모터의 토크와 회전 속도는 기계공학적인 관점에서 서로 밀접하게 연관되어 있습니다.
모터의 토크는 모터가 생성하는 회전력을 나타내며, 이는 회전축을 돌리는 데 필요한 힘입니다. 회전축을 돌리는 데 필요한 힘은 회전하는 물체의 관성 모멘트와 회전 속도에 비례합니다. 따라서, 모터의 토크는 회전하는 물체의 관성 모멘트와 회전 속도에 따라 결정됩니다.
반대로, 모터의 회전 속도는 모터에서 생성되는 토크와 관성 모멘트에 영향을 받습니다. 모터의 회전 속도는 모터에 인가되는 전압, 전류, 자기장 등에 따라 결정됩니다. 이에 따라 모터가 생성하는 토크와 회전 속도는 상호 영향을 미치게 됩니다.
따라서, 모터의 토크와 회전 속도는 서로 밀접하게 연관되어 있으며, 하나가 변하면 다른 하나도 영향을 받게 됩니다. 이러한 특성을 이용하여 모터를 제어하고, 원하는 회전 속도와 토크를 얻을 수 있습니다
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
모터 속도 상수(Motor velocity constant, Back EMF constant)는 Kv로 표시하 다음 식과 같다.
Kv = 모터 회전 속도 / 전압
모터 회전 속도는 인가 되는 전압에 비례한다.
모터 회전 속도를 RPM으로 계산하면 Kv의 단위가 [RPM/V]가 되고 단위를 rad/s로 계산한면 [rad/s/V]가 된다.
Kv가 78 [RPM/V]이라면 36V를 인가할 때 2808 RPM의 속도로 회전한다. 이것은 무부하일때의 속도이고 부하가 있으면 속도가 조금 줄어든다.
모터 토크 상수(Motor torque constant)는 Kt로 표현하고 다음 식과 같다.
Kt = 토쿠 / 전류
모터의 토크는 인가 되는 전류에 비례한다.
Kv x Kt = 1
여기서, 모터 회전 속도는 rad/s, 토크는 Nm 단위 이다.
위의 식으로 Kv를 알면 Kt를 유도할 수 있다.
Kv가 78 [RPM/V]이라면 8.168 [rad/s/V]와 같고, Kt는 0.122 [Nm/A]와 같다. 그래서, 40A를 인가할 때 토크는 4.897 [Nm]가 나온다. 입력 파워는 36V, 40A를 곱하면 1440f이 된다. 출력 파워는 2808 RPM은 294 rad/s이고 토크는 4.897 Nm이므로 이 둘을 곱하면 1440W가 된다. 이것은 손실이 전혀 없을 때의 이상적인 경우이고, 실제로는 출력 파워가 1440W보다 10~20% 정도 감소한다.
이와 같은 관계는 손실이 없는 이상적인 경우이고 실제로는 손실이 있기 때문에 식과 차이가 발생한다. 손실은 주로 속도 상수에서 발생한다. 즉, 부하가 있을 때는 전압과 속도 상수를 곱한 값 보다 실제 속도가 작아지고 그 만큼 손실이 발생한다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
토크는 쉽게 생각해서 바퀴를 굴리기 위한 힘이라고 보시면 됩니다. 토크가 세면 회전속도 또한 강하긴 합니다. 하지만 오르막길의 경우에는 토크는 많이 필요하지만 회전속도는 느려지죠. 이런 걸 따졌을때는 비례한다고 말하기는 쉽지 않습니다.
안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.
모터의 토크와 회전속도는 일반적으로 역비례 관계를 가지며, 토크가 증가하면 회전속도가 감소하고, 토크가 감소하면 회전속도가 증가합니다. 이는 모터의 동작 원리에서 나오는 현상으로, 모터에 가해지는 부하가 증가하면 회전축에 작용하는 토크가 증가하고, 따라서 회전속도가 감소합니다. 반대로 부하가 감소하면 토크가 감소하고 회전속도가 증가합니다. 이러한 토크-회전속도 관계는 모터의 특성에 따라 다를 수 있으며, 모터의 출력과 회전속도를 조절하여 원하는 작업에 적합한 동작을 제공하는 데 활용됩니다. 이는 모터의 설계와 선택에 중요한 요소 중 하나입니다.
모터의 토크와 회전속도는 반비례 관계에 있습니다. 즉, 토크가 높을수록 회전속도는 낮아지고, 반대로 토크가 낮을수록 회전속도는 높아집니다. 이는 모터의 출력이 일정하게 유지되도록 설계된 결과이며, 특정 작업에 따라 토크와 회전속도를 조절하여 적절한 운전을 할 수 있습니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
모터 속도 상수(Motor velocity constant, Back EMF constant)는 Kv로 표시하고 다음 식과 같다.
Kv = 모터 회전 속도 / 전압
모터 회전 속도는 인가 되는 전압에 비례한다.
모터 회전 속도를 RPM으로 계산하면 Kv의 단위가 [RPM/V]가 되고 단위를 rad/s로 계산한면 [rad/s/V]가 된다.
Kv가 78 [RPM/V]이라면 36V를 인가할 때 2808 RPM의 속도로 회전한다. 이것은 무부하일때의 속도이고 부하가 있으면 속도가 조금 줄어든다.
모터 토크 상수(Motor torque constant)는 Kt로 표현하고 다음 식과 같다.
Kt = 토크 / 전류
모터의 토크는 인가 되는 전류에 비례한다.
모든 단위를 KMS로 통일해서 나타내면 다음 식이 성립한다.
Kv x Kt = 1
여기서, 모터 회전 속도는 rad/s, 토크는 Nm 단위 이다.
위의 식으로 Kv를 알면 Kt를 유도할 수 있다.
Kv가 78 [RPM/V]이라면 8.168 [rad/s/V]와 같고, Kt는 0.122 [Nm/A]와 같다. 그래서, 40A를 인가할 때 토크는 4.897 [Nm]가 나온다. 입력 파워는 36V, 40A를 곱하면 1440W이 된다. 출력 파워는 2808 RPM은 294 rad/s이고 토크는 4.897 Nm이므로 이 둘을 곱하면 1440W가 된다. 이것은 손실이 전혀 없을 때의 이상적인 경우이고, 실제로는 출력 파워가 1440W보다 10~20% 정도 감소한다.
토크는 물체에 대한 비틀림 힘이라고 부를 수 있다. 직관적으로 이해가 잘 안가는데 모터를 가정한다면 모터의 축을 손으로 잡고 힘을 줘 회전시킨다면 축이 뒤틀린다 정도로 인지를 하면 될 것 같다. 마찰이 없는 회전기가 등속도로 회전중일때, 별도의 토크가 가해지지 않는다면 계속 등속도로 운동을 할 것이고, 토크가 가해진다면 가속 운동을 할 것이다.
