【仕事率】モデルベース開発とモータ その1【エネルギー保存則】

モーター

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はじめに

モデルベース開発に於いて、モータをどのように見ているかの解説。
ただし、最もシンプルなアプローチであるため、精度はそれほど求めない。

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発端

自動車の電装化シフトに伴い、様々なデバイスがモータ制御にシフト。
しかし、自社ではあまり、モータに対して知見を持っている人間は少ない
とはいえ、それほど複雑な話が出てくることも少ない
つまり、現状は喰わず嫌いでやっていないという人間が大半ということになる。

そういう人向けに、「まずはシンプルに考えよう」ということで記事を書いた。

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登場人物

博識フクロウのフクさん

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

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モデルベース開発でモータ制御?

太郎くん
太郎くん

フクえもーん!助けてー!

フクさん
フクさん

どうしたって言うんだい?のび太郎くん?

太郎くん
太郎くん

誰がのび太郎だ!!

フクさん
フクさん

(ええ?!そういうノリの流れじゃなかったか?理不尽だ・・・。)

フクさん
フクさん

で、どうしたって言うんだい?太郎くん?

太郎くん
太郎くん

聞いてよー。今日上司から
「これからは電装化シフトだ!モータ制御だ!モデルベースだ!
というわけで、太郎くん、後は全て任せた!」
って言われたんだー。

フクさん
フクさん

(すげーなこの会社。自分で意味も分かっていないものを部下に丸投げするのか)

太郎くん
太郎くん

正直どこから手を付けたらいいか全くわからないんだよ。

フクさん
フクさん

それで私にどうしろと?

太郎くん
太郎くん

一応、博識フクロウってことになってるんだから、ちゃちゃっと解説してよ。

フクさん
フクさん

(上司も上司なら部下も部下だな。)

フクさん
フクさん

正直言って私もエキスパートではないから、さわり程度の説明しかできないぞ。

太郎くん
太郎くん

それでいい!

というか何も取っ掛かりが無くて途方に暮れてるんだよ

フクさん
フクさん

そういうことであれば。

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モータとは何か

フクさん
フクさん

まず、モータとは何か?

太郎くん
太郎くん

えーっと、電気を流すと回るヤツ?

フクさん
フクさん

まぁ間違いではないな。

太郎くん
太郎くん

正解は何さ?

フクさん
フクさん

モータとは、
電気エネルギー(電力)を機械エネルギー(動力)に変換する機器
である。

太郎くん
太郎くん

・・・。

フクさん
フクさん

・・・。

太郎くん
太郎くん

えーっと、

「電気エネルギー(電力)を機械エネルギー(動力)」

ってところでもう置いてかれた。

フクさん
フクさん

うん、なんか察した。
じゃ、そこから。

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電気エネルギー(電力)を機械エネルギー(動力)

フクさん
フクさん

電気エネルギーこと電力の単位は\([W]\)(ワット)
機械エネルギーこと動力の単位も\([W]\)(ワット)
そして仕事率の単位も\([W]\)(ワット)

太郎くん
太郎くん

あれ?

全部単位が一緒なの?

ってことは同じもの?

フクさん
フクさん

物理量という意味では同じもので、

すべて仕事率ということになる。

フクさん
フクさん

つまり、

電気的な仕事率\([W]\)を機械的な仕事率\([W]\)に変換するのがモータ

太郎くん
太郎くん

仕事率から仕事率に変換ってこと?

フクさん
フクさん

そういうこと。
モータは電気、力学の間の

エネルギー保存の法則を最も簡単に実現してくれる装置と言える。

太郎くん
太郎くん

で、仕事率って何?

フクさん
フクさん

マジか。そこもダメなのか。

太郎くん
太郎くん

うーん、

高校か大学の時に聞いた気がするけど、

具体的に何かはよくわからない。

フクさん
フクさん

じゃー次回はそこら辺を説明するよ。

太郎くん
太郎くん

なんと、

連載ものだったのか!?

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まとめ

フクさん
フクさん

今回のまとめは以下の感じだよ。

 

  • モータは「電気エネルギー(電力)を機械エネルギー(動力)に変換する機器
  • 電力、動力は共に仕事率という物理量
  • モータは「電気、力学の間のエネルギー保存の法則を最も簡単に実現してくれる装置

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