馬達小教室：電阻 ( III )

本文是針對高電阻的使用進行介紹。

之前有提到，大部份的情況下，希望電阻越低越好，主要是降低馬達線圈上的銅損，此時我們再重新看一下電壓(V)、電阻(R)、電流(i)及銅損(Pc)的公式。一般使用情況，我們會提供固定的電壓值，如家中常見的110V等等，則可觀察到一種有趣的條件；由電壓方程式可知，在固定電壓下，電阻值越大時，電流值就會越小，反之，電阻值越小時，電流就會越大，是維持一種固定的比例關係。

而當我們在討論銅損時，電流及電阻的比例關係變得不同了。由下列的銅損(Pc)方程式中可知，電流(i)是個二次方的係數，而電阻(Rc)只是一次方的關係。這意味著若要壓制銅損，降低電流的效果會遠比降低電阻的效果來得好很多。

綜合兩個方程式的描述，就會發現拉高電阻值，可以抑制電流，達到降低銅損的效果。這明顯與上一篇提到的結果完全對立，上一篇中我們需要將電阻降得越低越好，代表馬達銅損會降低，馬達效率會提高。然而從電壓方程式來看，低電阻會造成大電流，產生十分龐大的銅損。

會讓人如此糾結的原因，是科技進步了，有其它的方式可以有效的抑制電流值，不再需要依靠電阻了；因此上一篇中，我們才會很單純的希望電阻越低越好。最常用的就是脈波寬度調變（Pulse-width modulation，PWM）技術；假若不太想花時間了解PWM，簡單的解釋，就是它把電壓值降低了。由電壓方程式中，我們可以發現，當電阻固定時，電壓越低，則電流就越低。這也是為什麼電子業界中的工作電壓一直降的原因，就是為了降低電流所產生的損失。

而傳統馬達，並無導入這些電子控制技術的，就會需要依賴電阻協助抑制電流，目前仍需要高電阻的馬達為感應馬達(Induction motor)、串激馬達(Universal motor)、直流馬達(Brushed DC motor)等等。

事實上，這些需要高電阻的傳統馬達設計，其實更為困難。基本要維持三要素：

因馬達的電流也與馬達的力量有關係，可參考轉矩方程式；當電流受到電阻限制時，也代表馬達的出力受到限制。如何有效的拿捏，就要完全依靠設計者的規劃了。

而使用電子控制技術的馬達，就會有更好的效率及更大的轉矩，因其不會受到高電阻造成的銅損及電流限制，可自由的調控電流值，達到理想的輸出。在馬達的設計上，就會如同上一篇所說的，簡化為將電阻降越低越好，不需有額外的考慮要素。但電子元件的故障率、硬體限制及安全係數等等表現，很有可能不如傳統馬達，因此會有舊產品很耐用，可以輕鬆戰十年；而新產品雖然省電，但容易壞，兩年要換新的感受。

重點整理：

沒有最好的馬達，只有最適合的馬達。

大部份的情況，電阻是越小越好，但在部份馬達中，並不適用，需注意。