馬達小教室:槽滿率 ( I )

閱讀時間約 2 分鐘

槽滿率是馬達設計的關鍵指標之一,且效果確實也十分顯著,可謂為馬達設計的真理。然而筆者也確實看到了倒果為因的設計思維,讓人哭笑不得,因此本篇將詳細說明槽滿率的真相。

過往這屬於筆者的專長,將別人塞不進的線圈,藉由設備技術將更多的漆包線圈繞入馬達當中,因此也僅需要告知是由於較高的槽滿率,而得到更好的馬達效率,不需要詳細說明太多細節。然而講著講著,發現越來越多人不理解槽滿率的真實影響,一昧地亂塞線圈,反而無法有效的調整馬達特性,甚至適得其反。

首先要知道,增加槽滿率並非是增加馬達圈數,而是要加粗漆包線徑。以下列的馬達電氣方程式進行說明,其中V代表馬達輸入電壓,i為馬達電流,Rm則是馬達電阻,Lm是馬達電感,di/dt係電流對時間的微分,kw為馬達繞線因數,Rro則為馬達轉子外徑,Bg為馬達氣隙磁通密度,Ld是馬達有效積厚,Nspp代表每相每極之槽數,Nm就是馬達極數,Ns則是馬達線圈匝數,ω係馬達運轉時的角速度。此方程式較為龐大,但若僅觀察輸入電壓V以及馬達線圈Ns兩項參數,則可發現其相對關係為減號,就可以有個直觀的判斷,當馬達圈數越多時,馬達的實際工作電壓會下降,進而導致馬達轉速變慢;因此可以將馬達轉速與馬達繞線圈數視為反比,當繞線圈數越多時馬達無載轉速慢,而繞線圈數越少時馬達無載轉速就越快。由此可知,圈數會直接影響到馬達的轉速,若想提高槽滿率,不能增加馬達的繞線圈數,僅能提升漆包線徑。

馬達電氣方程式

馬達電氣方程式

而漆包線徑加大的真正影響有兩點,第一點是馬達銅損的降低,也是最主要的提高馬達效率的關鍵,這才是槽滿率視為重要馬達設計參數的主因。由導通銅損方程式可知,其中Pc代表銅損,i為馬達工作電流,Rc是漆包線圈的電阻值,ρ則是銅的電阻率,l則為漆包線的長度,A係漆包線的截面積。由於馬達繞線圈數不變,故總長度l是不會變化的,但由於漆包線徑加粗了,導致分母項的截面積A變大,造成線圈電阻值及銅損的下降。當馬達損失降低後,馬達的效率就自然就提升了,也就使得槽滿率越高,有助於馬達效率提升的定律成真。

銅損方程式

銅損方程式

第二點就是漆包線徑加粗後,還額外的增加了散熱面積,有助於馬達散熱,可以維持長時間使用的情況下,抑制效率受到溫度影響而下降的程度。使得提高槽滿率的優點不僅僅是初期馬達效率的優化,甚至包括長時間的使用都能得到較佳的使用結果,這種強大的優勢造就了槽滿率為重要的馬達設計指標。如下圖所示,左側採用較細的漆包線徑,而右側則使用更粗的漆包線。

槽滿率差異

槽滿率差異

但若搞錯槽滿率的設計方向,搪塞其他物料填補槽滿率,那都只是適得其反,需慎之。

重點整理:

槽滿率提高,是為了提升導體截面積,以降低銅損。

#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。


avatar-img
232會員
190內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
留言0
查看全部
avatar-img
發表第一個留言支持創作者!
馬達技術傳承計畫 的其他內容
本文來討論絕緣破壞的第二種情況,一般常稱為層間短路(Layer-Short)。 層間短路與耐壓不良的差異,主要是層間短路屬於導電線圈內的漏電問題,主要是造成漆包線圈燒毀、失火的危害;而耐壓不良則是直接漏電到外部的金屬零件上,會直接造成觸電危險。 層間短路的發生,就是當馬達內部有多組線圈,原本電流
本文是筆者在查反電動勢公式時,赫然發現並未詳細描述,故進行補完。 反電動勢的數學公式,最常出現在馬達電器方程式當中,是用來描述馬達運作時的電能狀態的數學表示式;如下列所式,其中V為馬達輸入電壓,i為馬達電流,Rm則是馬達電阻,Lm是馬達電感,di/dt代表電流對時間的微分,因為馬達電感的作用僅在電
因客戶詢問,當馬達絕緣不良時,馬達會產生甚麼反應,故撰寫此文以利詳細說明。 主要是技術人員已經確認馬達絕緣出了問題,而電控人員依舊嘗試驅動馬達,意外發現仍有部份馬達可以正常運轉,而產生了疑問;無法工作實屬意料中事,但竟然還有可以使用的馬達,反而無法理解,只好向筆者提出了疑問。 關於馬達絕緣破壞一
本文將介紹馬達繞線時,如何等效換算線徑與並聯股數的關係式。主要是當單條粗線不好捲繞時,可更改為多條細線來進行作業,此時加工繞線的難度就會降低;但這主要針對人力繞線為主,機台繞線則可不受此限制,只要機台力量足夠即可。如下圖中,左側採用4條細線來代替右側的單條粗線。 在馬達設計的領域裡,當定、轉子已經由
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
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
本文來討論絕緣破壞的第二種情況,一般常稱為層間短路(Layer-Short)。 層間短路與耐壓不良的差異,主要是層間短路屬於導電線圈內的漏電問題,主要是造成漆包線圈燒毀、失火的危害;而耐壓不良則是直接漏電到外部的金屬零件上,會直接造成觸電危險。 層間短路的發生,就是當馬達內部有多組線圈,原本電流
本文是筆者在查反電動勢公式時,赫然發現並未詳細描述,故進行補完。 反電動勢的數學公式,最常出現在馬達電器方程式當中,是用來描述馬達運作時的電能狀態的數學表示式;如下列所式,其中V為馬達輸入電壓,i為馬達電流,Rm則是馬達電阻,Lm是馬達電感,di/dt代表電流對時間的微分,因為馬達電感的作用僅在電
因客戶詢問,當馬達絕緣不良時,馬達會產生甚麼反應,故撰寫此文以利詳細說明。 主要是技術人員已經確認馬達絕緣出了問題,而電控人員依舊嘗試驅動馬達,意外發現仍有部份馬達可以正常運轉,而產生了疑問;無法工作實屬意料中事,但竟然還有可以使用的馬達,反而無法理解,只好向筆者提出了疑問。 關於馬達絕緣破壞一
本文將介紹馬達繞線時,如何等效換算線徑與並聯股數的關係式。主要是當單條粗線不好捲繞時,可更改為多條細線來進行作業,此時加工繞線的難度就會降低;但這主要針對人力繞線為主,機台繞線則可不受此限制,只要機台力量足夠即可。如下圖中,左側採用4條細線來代替右側的單條粗線。 在馬達設計的領域裡,當定、轉子已經由
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
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
你可能也想看
Google News 追蹤
Thumbnail
這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
Thumbnail
11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
Thumbnail
Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
Thumbnail
臥室的日光燈,突然發出唧唧的噪音。 換了啟動器,換了燈管,還是唧唧響,可能是安定器壞了。 只好找水電工來換整座日光燈。   家裡的水、電過一段時間,就會出問題,只好找水電工來修理。   談到家裡水電,想起一件重大事件。   我住透天,有天下午在二樓滑平板,突然聽到門鈴大響。下樓開門,
Thumbnail
Teffichthys madagascariensis Actinopterygii 輻鰭魚綱   Perleidiformes 裂齒魚目     Perleididae 裂齒魚科         Teffichthys 裂齒魚屬 年代:中生代三疊纪早期( Mesozoic Lo
Thumbnail
馬達與減速機是現代工業自動化領域中不可或缺的元件,它們在各種應用中發揮著關鍵作用。本文將帶你深入了解馬達與減速機的相關知識,包括它們的基本原理、不同類型、應用案例以及未來發展趨勢,相信可以幫助你更好的理解和應用這兩個關鍵元件。   馬達相關知識 馬達種類有哪些?用
Thumbnail
「不加思考地濫讀或無休止地讀書,所讀過的東西無法刻骨銘心,其大部分終將消失殆盡。」-德國哲學家叔本華 我們知道閱讀與寫作的重要,於是懂得透過閱讀輸入,藉由寫作輸出。而在讀與寫的過程中,其實隱藏著內建且深不可測的思考,你沒留心自己的思考,便不會發覺你究竟思考了什麼?  
剝香蕉的手不會用馬達,這似乎是一件很簡單的事情。但如果我們將這個情景擴展到其他領域,比如說教育,就會發現,若不注重學習和培養能力,將會導致很多無法克服的困難。 舉個例子,當我們對一位學生提出過高的要求,期望他在短時間內完成一項難題,而這個學生並沒有得到足夠的學習和訓練,那麼這個學生將會像剝香蕉的手一
Thumbnail
        抵達安塔那那利佛(馬達加斯加首都)已經接近傍晚,約好的導遊夏儂早早已在機場外面等待。夏儂有張看得出很年輕的童稚臉龐,不高壯的身材,笑的時候幾乎漾著半張臉,讓人不自覺心情很好的回應著。
Thumbnail
跟在馬達加斯加的嚮導薩米穿梭在安齊拉貝(Antsirabe)諾大的傳統市場中,觀察馬島生活日常。
Thumbnail
臀部是下肢動作的發源點,他不做事,力量就會容易跑到腰椎或膝蓋,你有腰痛問題嗎?你有膝痛問題嗎?請你要好好看這篇!即便你沒有,也邀請您一點一底累積對身體使用的好觀念!
Thumbnail
這個秋,Chill 嗨嗨!穿搭美美去賞楓,裝備款款去露營⋯⋯你的秋天怎麼過?秋日 To Do List 等你分享! 秋季全站徵文,我們準備了五個創作主題,參賽還有機會獲得「火烤兩用鍋」,一起來看看如何參加吧~
Thumbnail
11/20日NVDA即將公布最新一期的財報, 今天Sell Side的分析師, 開始調高目標價, 市場的股價也開始反應, 未來一週NVDA將重新回到美股市場的焦點, 今天我們要分析NVDA Sell Side怎麼看待這次NVDA的財報預測, 以及實際上Buy Side的倉位及操作, 從
Thumbnail
Hi 大家好,我是Ethan😊 相近大家都知道保濕是皮膚保養中最基本,也是最重要的一步。無論是在畫室裡長時間對著畫布,還是在旅途中面對各種氣候變化,保持皮膚的水分平衡對我來說至關重要。保濕化妝水不僅能迅速為皮膚補水,還能提升後續保養品的吸收效率。 曾經,我的保養程序簡單到只包括清潔和隨意上乳液
Thumbnail
臥室的日光燈,突然發出唧唧的噪音。 換了啟動器,換了燈管,還是唧唧響,可能是安定器壞了。 只好找水電工來換整座日光燈。   家裡的水、電過一段時間,就會出問題,只好找水電工來修理。   談到家裡水電,想起一件重大事件。   我住透天,有天下午在二樓滑平板,突然聽到門鈴大響。下樓開門,
Thumbnail
Teffichthys madagascariensis Actinopterygii 輻鰭魚綱   Perleidiformes 裂齒魚目     Perleididae 裂齒魚科         Teffichthys 裂齒魚屬 年代:中生代三疊纪早期( Mesozoic Lo
Thumbnail
馬達與減速機是現代工業自動化領域中不可或缺的元件,它們在各種應用中發揮著關鍵作用。本文將帶你深入了解馬達與減速機的相關知識,包括它們的基本原理、不同類型、應用案例以及未來發展趨勢,相信可以幫助你更好的理解和應用這兩個關鍵元件。   馬達相關知識 馬達種類有哪些?用
Thumbnail
「不加思考地濫讀或無休止地讀書,所讀過的東西無法刻骨銘心,其大部分終將消失殆盡。」-德國哲學家叔本華 我們知道閱讀與寫作的重要,於是懂得透過閱讀輸入,藉由寫作輸出。而在讀與寫的過程中,其實隱藏著內建且深不可測的思考,你沒留心自己的思考,便不會發覺你究竟思考了什麼?  
剝香蕉的手不會用馬達,這似乎是一件很簡單的事情。但如果我們將這個情景擴展到其他領域,比如說教育,就會發現,若不注重學習和培養能力,將會導致很多無法克服的困難。 舉個例子,當我們對一位學生提出過高的要求,期望他在短時間內完成一項難題,而這個學生並沒有得到足夠的學習和訓練,那麼這個學生將會像剝香蕉的手一
Thumbnail
        抵達安塔那那利佛(馬達加斯加首都)已經接近傍晚,約好的導遊夏儂早早已在機場外面等待。夏儂有張看得出很年輕的童稚臉龐,不高壯的身材,笑的時候幾乎漾著半張臉,讓人不自覺心情很好的回應著。
Thumbnail
跟在馬達加斯加的嚮導薩米穿梭在安齊拉貝(Antsirabe)諾大的傳統市場中,觀察馬島生活日常。
Thumbnail
臀部是下肢動作的發源點,他不做事,力量就會容易跑到腰椎或膝蓋,你有腰痛問題嗎?你有膝痛問題嗎?請你要好好看這篇!即便你沒有,也邀請您一點一底累積對身體使用的好觀念!