馬達量測：IEEE規範 ( II )

本文接續介紹IEEE所認可的輸入法(Input)以及直接量測法(Direct Measurement)，兩種馬達量測方式。

輸入法：
馬達轉矩係經由計算馬達輸入功率後，再扣除馬達本體的損失，包括銅損、鐵損等等而得；如下列的數學計算式。其中，T為馬達轉矩，ω為馬達角速度，Pin為輸入功率、 Ptl為馬達的總損失、 Tfw為機械結構所產生的雜散損失，如風損及磨擦損等等。

此一方法需具備一台電力分析儀及轉速計，以獲得輸入電壓、電流及馬達轉速資訊，搭配損失功率及轉矩，以計算待測馬達轉矩。但當中最困難的就是如何有效的獲取損失數值；筆者有幸於劍橋大學看到過此項裝置，卡路里計損失量測儀，是藉由損失會轉化為熱的原理，來量測溫度的變化以評估損失功率的方法。

然而，作為學術研究，這項裝置十分有其代表意義；但做為商業用途時，存在一個很致命的缺點，溫度變化的穩態時間太長。有詢問過實驗室同仁，一次的量測測試時間，需要約四個小時；因此輸入法在實務上也乏人問津。

直接量測法：
是將馬達直接與扭力計耦合，並加入一可調變負載機構，如伺服馬達或磁滯煞車器，如下圖所示；可直將馬達輸出轉矩直接量測出來，不需經過任何計算公式。整體系統架構包括了一台電力分析儀、可調變負載、扭力計、轉速計及兩個連軸器，藉由儀器直接獲得輸入電壓、電流、轉速及轉矩資訊。

此種馬達量測方式為最主流的模式，有別於其他三種需要透過數學方程式來求得轉矩，才能繪製完整的馬達特性曲線圖，直接量測法則是使用了扭力計來進行直接量測，不需透過數學計算，不會受到外界因素所影響。而且扭力計所量測的扭力值也變得可以使用砝碼進行驗證，可信度大幅提升。主要是扭力常見的公制單位為Kg.cm，其中Kg就是重量單位，而cm就是距離單位，代表扭力就是距離乘上重量。則可如下圖所示，在扭力計上安裝一橫桿，在固定的距離位置掛上一個砝碼，就可以確認扭力計的數值是否為砝碼重量乘上紅色間距，若相符就代表轉矩值正確。以圖中為例的話，紅色間距為5cm，採用1kg的砝碼，因此轉矩值應顯示為5kg.cm，即為正確。

直接量測法，都使用儀錶來直接量測馬達各項數值，主要是電壓、電流、轉矩及轉速，這四項數據。因此要驗證時，可以針對各量測儀器分別作檢驗，大幅提高量測數距的可信度，故為目前馬達量測的主流。

重點整理：
商業行為與技術理論，還是有些區別。