馬達小教室:電阻 ( III )

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘

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。

電壓方程式

電壓方程式

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。

銅損方程式

銅損方程式

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:

  1. 效率:降低銅損,代表馬達轉換效率高
  2. 安全:抑制銅損所產生的溫度,避免馬達過熱燒毀。
  3. 力量:仍要維持有效的轉矩輸出

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。

轉矩方程式

轉矩方程式

  • T:轉矩
  • B:磁力強度
  • I:電流
  • L:馬達積厚
  • D:轉子直徑
  • N:圈數
  • Sin(δ):電場與磁場正交角度(電氣角)

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。

#可擔任業界顧問、講師

#個人經營歡迎贊助

馬達製造的專家-路昌工業

電動生活體驗-哿暢機電

電機產業的專業代工生產廠-富竹企業社

馬達技術傳承計畫

想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!

我把所有的知識都放在那裡了。

留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
馬達技術傳承計畫
280會員
258內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
2024/12/30
上一章節詳細了講述啟動電流(Starting Current)的來源及影響因素,本章節將針對馬達應用上的可能危害及其他控制技巧進行解釋說明。 首先可以知道,馬達的最大啟動電流往往為額定規格的3~5倍以上,若先採用之前的示範例來看,原本輸入電壓為110V,而馬達電阻為11Ω,就代表馬達最大啟動電流可
Thumbnail
2024/12/30
上一章節詳細了講述啟動電流(Starting Current)的來源及影響因素,本章節將針對馬達應用上的可能危害及其他控制技巧進行解釋說明。 首先可以知道,馬達的最大啟動電流往往為額定規格的3~5倍以上,若先採用之前的示範例來看,原本輸入電壓為110V,而馬達電阻為11Ω,就代表馬達最大啟動電流可
Thumbnail
2024/12/25
對於一般民眾而言,啟動電流(Starting Current)主要影響的是耗電問題,而對馬達業者來說,則是啟動轉矩(Starting Torque)的大小以及安全保護的取捨。本文則是詳細說明啟動電流的來龍去脈,才能達到全面性的理解,並能有效地提出各種故障異常的處理或是預期性的安全保護對策。 最簡單
Thumbnail
2024/12/25
對於一般民眾而言,啟動電流(Starting Current)主要影響的是耗電問題,而對馬達業者來說,則是啟動轉矩(Starting Torque)的大小以及安全保護的取捨。本文則是詳細說明啟動電流的來龍去脈,才能達到全面性的理解,並能有效地提出各種故障異常的處理或是預期性的安全保護對策。 最簡單
Thumbnail
2024/08/01
每當有人詢問筆者,馬達線材可承受的最大電流是多少? 腦中的第一個想法是要優先確認目標線材,馬達當中會有兩種線材需要確認電流狀況,分別為出口線及漆包線。若是詢問出口線的部分,那十分簡單,查閱電工法規就會告知多少電流需要使用多粗的線徑,甚至連絕緣皮膜的種類耐溫規範都直接規定,只需要照表操課就可以,如下圖
Thumbnail
2024/08/01
每當有人詢問筆者,馬達線材可承受的最大電流是多少? 腦中的第一個想法是要優先確認目標線材,馬達當中會有兩種線材需要確認電流狀況,分別為出口線及漆包線。若是詢問出口線的部分,那十分簡單,查閱電工法規就會告知多少電流需要使用多粗的線徑,甚至連絕緣皮膜的種類耐溫規範都直接規定,只需要照表操課就可以,如下圖
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
大家好,我是一名眼科醫師,也是一位孩子的媽 身為眼科醫師的我,我知道視力發展對孩子來說有多關鍵。 每到開學季時,診間便充斥著許多憂心忡忡的家屬。近年來看診中,兒童提早近視、眼睛疲勞的案例明顯增加,除了3C使用過度,最常被忽略的,就是照明品質。 然而作為一位媽媽,孩子能在安全、舒適的環境
Thumbnail
大家好,我是一名眼科醫師,也是一位孩子的媽 身為眼科醫師的我,我知道視力發展對孩子來說有多關鍵。 每到開學季時,診間便充斥著許多憂心忡忡的家屬。近年來看診中,兒童提早近視、眼睛疲勞的案例明顯增加,除了3C使用過度,最常被忽略的,就是照明品質。 然而作為一位媽媽,孩子能在安全、舒適的環境
Thumbnail
我的「媽」呀! 母親節即將到來,vocus 邀請你寫下屬於你的「媽」故事——不管是紀錄爆笑的日常,或是一直想對她表達的感謝,又或者,是你這輩子最想聽她說出的一句話。 也歡迎你曬出合照,分享照片背後的點點滴滴 ♥️ 透過創作,將這份情感表達出來吧!🥹
Thumbnail
我的「媽」呀! 母親節即將到來,vocus 邀請你寫下屬於你的「媽」故事——不管是紀錄爆笑的日常,或是一直想對她表達的感謝,又或者,是你這輩子最想聽她說出的一句話。 也歡迎你曬出合照,分享照片背後的點點滴滴 ♥️ 透過創作,將這份情感表達出來吧!🥹
Thumbnail
本文來介紹馬達如何自主燒毀的原因。 由上一篇文章中可以發現,馬達在不同溫度下的表現完全不同,尤其是永磁馬達最為明顯,其主要原因可以從轉矩方程式中查得。當磁鐵受到溫度增加而磁力降低時,轉矩方程式中的B值就會下降,直接造成輸出轉矩T隨之下降。這就引發了另一個有趣的問題,廠商所給的馬達特性曲線,到底是在
Thumbnail
本文來介紹馬達如何自主燒毀的原因。 由上一篇文章中可以發現,馬達在不同溫度下的表現完全不同,尤其是永磁馬達最為明顯,其主要原因可以從轉矩方程式中查得。當磁鐵受到溫度增加而磁力降低時,轉矩方程式中的B值就會下降,直接造成輸出轉矩T隨之下降。這就引發了另一個有趣的問題,廠商所給的馬達特性曲線,到底是在
Thumbnail
本文要討論溫度對於馬達的影響。 主要先注意各個材料的部份,一般會注意的檢查順序如下 1. 絕緣材料:耐溫上限。 2. 磁鐵:耐溫上限及溫度影響磁力。 3. 漆包線:耐溫上限及電阻變化。 4. 軸承:潤滑油工作溫度範圍。 5. 出口電源線:耐溫上限。 其中絕緣材料、漆包線及出口電源線會直接影響安全問題
Thumbnail
本文要討論溫度對於馬達的影響。 主要先注意各個材料的部份,一般會注意的檢查順序如下 1. 絕緣材料:耐溫上限。 2. 磁鐵:耐溫上限及溫度影響磁力。 3. 漆包線:耐溫上限及電阻變化。 4. 軸承:潤滑油工作溫度範圍。 5. 出口電源線:耐溫上限。 其中絕緣材料、漆包線及出口電源線會直接影響安全問題
Thumbnail
本文討論如何增加馬達效率。 理論上還有一種降電阻的手法,就是直接換更好的導電材料,但太貴。 重點整理: 電能損耗解法,降電流、降電阻、降溫度。
Thumbnail
本文討論如何增加馬達效率。 理論上還有一種降電阻的手法,就是直接換更好的導電材料,但太貴。 重點整理: 電能損耗解法,降電流、降電阻、降溫度。
Thumbnail
由於永磁馬達內部仍有磁阻力的作用,要先介紹磁阻馬達才好理解。 另外就是電流值的強弱變化,也會導致電感值有變化,如下圖所示。 重點整理: 降低轉矩漣波為重要課題,但這其實也降低了輸出轉矩值。 馬達顧問服務
Thumbnail
由於永磁馬達內部仍有磁阻力的作用,要先介紹磁阻馬達才好理解。 另外就是電流值的強弱變化,也會導致電感值有變化,如下圖所示。 重點整理: 降低轉矩漣波為重要課題,但這其實也降低了輸出轉矩值。 馬達顧問服務
Thumbnail
除了前面提到的銅損之外,其實馬達導體中,還包括了效益不高的線圈端部及分壓所造成的電壓降(Voltage Drop)損失。 然而各導電體都有各自的電阻值,當電流經過時,會有個分壓的效果,導致馬達線圈的真實工作電壓下降。由於分壓造成的損耗,英文名稱為Voltage Drop,因此採用d做為符號。
Thumbnail
除了前面提到的銅損之外,其實馬達導體中,還包括了效益不高的線圈端部及分壓所造成的電壓降(Voltage Drop)損失。 然而各導電體都有各自的電阻值,當電流經過時,會有個分壓的效果,導致馬達線圈的真實工作電壓下降。由於分壓造成的損耗,英文名稱為Voltage Drop,因此採用d做為符號。
Thumbnail
狹義的銅損,其實在之前的電阻單元已經有提過了,但在馬達設計的理論當中,受到導電體所產生的損耗,不僅僅是銅損而已;本文將總括進行說明。 當馬達設計無法降低工作電流時,那就只能從電阻著手,其相乘的正比關係,代表電阻越小,則銅損也就越小。要有效的降低銅損,有以下幾種方式 馬達顧問服務
Thumbnail
狹義的銅損,其實在之前的電阻單元已經有提過了,但在馬達設計的理論當中,受到導電體所產生的損耗,不僅僅是銅損而已;本文將總括進行說明。 當馬達設計無法降低工作電流時,那就只能從電阻著手,其相乘的正比關係,代表電阻越小,則銅損也就越小。要有效的降低銅損,有以下幾種方式 馬達顧問服務
Thumbnail
本文要來解釋電壓、馬達轉速與圈數間的關係。 基本上,馬達轉速與電壓成正比,這在馬達的電氣方程式中有直接描述到,其中V代表電壓,ω就是馬達角速度。由此可直觀的看到,當電壓越高時,馬達轉速就會越高。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文要來解釋電壓、馬達轉速與圈數間的關係。 基本上,馬達轉速與電壓成正比,這在馬達的電氣方程式中有直接描述到,其中V代表電壓,ω就是馬達角速度。由此可直觀的看到,當電壓越高時,馬達轉速就會越高。 馬達顧問服務
Thumbnail
本文是以馬達的角度,討論如何降低電阻。
Thumbnail
本文是以馬達的角度,討論如何降低電阻。
Thumbnail
本文是以馬達的角度,來看待電阻這一物理特性。
Thumbnail
本文是以馬達的角度,來看待電阻這一物理特性。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News