馬達設計小工具:永磁馬達更改工作電壓後的輸出特性 ( I )

閱讀時間約 3 分鐘

本計算工具是建立在已有一份永磁馬達特性數據後,忽然想要知道更換工作電壓值後,馬達的輸出特性會有甚麼變化。原始檔案範例為24V的直流永磁馬達,想要使用18V的行動電池供電,需要了解馬達特性會有怎樣的改變。

首先可以預先判斷,由於永磁馬達的電壓與轉速成正比關係,因此本案例中的調降工作電壓勢必造成馬達轉速下降的情況。由於輸入電壓降低,也代表馬達輸入功率降低;而馬達轉速的下降,亦代表者輸出功率的降低,以上皆是可以預期的現象。反之,若工作電壓增加,則馬達的轉速與功率都會增加,但實務上要擔心馬達過熱燒毀的風險。

其次需要注意的是馬達電阻限制,從簡單的歐姆定律可以知道電阻會限制最大電流的極限。由於馬達並未作任何更動,僅調整了輸入電壓,馬達電阻並未改變,故可以研判當電壓調降時,此顆馬達的最大電流上限也會降低;而馬達電流會正比於馬達輸出轉矩,因此馬達的最大輸出轉矩值也跟著降低,進而導致馬達功率下降。反之,當馬達的輸入電壓上升時,電流、轉矩、功率也都會隨之提升,如下圖所示,就是同一顆馬達在不同電壓值的輸出功率變化。

馬達輸出功率比較圖

馬達輸出功率比較圖

有了上述的基本條件及觀念,就可以利用數學運算的方式,來求得永磁馬達更改工作電壓後的馬達輸出特性。檔案連結如下,請自行取用:

永磁馬達更改工作電壓後的輸出特性

首先,使用者於excel內的左上角輸入原本已量測取得馬達數據資料共五組,分別為不同負載點的馬達電壓、電流、轉矩及轉速值;其中工作電壓應該都相同,因此填入同一數值就可以。如下圖所示,填入5組馬達數據資料後,就會跑出原工作電壓的馬達數據表;若想知道如何利用5組馬達數據,獲得馬達特性數據表及圖,可參考過往文章"永磁馬達特性圖及數據表產生器"。

5組數據資料填入

5組數據資料填入

之後於5組數據資料表的下方,有一欄為"輸入更改後電壓值",於此處填入要更改的電壓值,如下圖所示。此時程式會從原工作電壓的數據表中,計算出此顆永磁馬達的電阻值,再次利用歐姆定律及改過後的電壓值,就可求得使此時的最大電流上限;有了電流資訊後,再利用原始數據中的馬達轉矩常數即可求轉換為轉矩數據。最後再利用電壓的比例差,計算求得更改輸入電壓後的馬達轉速。

輸入更改後電壓值

輸入更改後電壓值

藉由上述的計算,此刻已然獲得新輸入電壓條件下的電壓、電流、轉矩及轉速數據,再將其整理為表格並繪製比較圖,就可以明顯查閱到電壓變化後的馬達特性差異。強調說明一下,第二組新工作電壓的馬達特性數據計算方式更為簡化,運算方式有所差異,僅是採用兩點畫線的原理演算,主要是因為有了原始量測數據為依據,不需要擔心計算失真的影響。

不同工作電壓之馬達數據表

不同工作電壓之馬達數據表

檔案連結如下,請自行取用:

永磁馬達更改工作電壓後的輸出特性

#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。


225會員
185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
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
首先是Y-Δ轉換口語的念法,筆者習慣稱為Y-Delte轉換,直接以英文發音為主;而它還有個中文名稱為星角轉換,也就是星形跟三角形轉換。 這是一份筆者常常使用的小工具,用來快速調整Y接或Δ接馬達設計變換時,線圈繞線條件的更改;但作為馬達設計者而言,是絕不需要考慮的Δ接設計方案。主要是Δ接會在馬達的三
認識的友人詢問,才讓筆者再次想起馬達電流密度這項參數;事實上筆者已經不太使用這一設計指標了,但長久以來的馬達相關經歷,不免會有這樣的小工具在手上,因此分享給大家,檔案連結如下,請自行取用: 電流密度設計 電流密度計算的小工具分為兩種模式,分別為已知馬達功率的情況下,給定設定之電流密度目標,計算出
這是筆者常用的馬達設計調整手法,但原意是用於馬達工作電壓變換時,更改繞線條件的計算,如110V的馬達要更改為220V的使用電壓時,需針對繞線條件進行修改。會僅變更繞線條件而非整顆馬達修改,主要是其他材料的變動成本較高,而漆包線徑的調整是馬達當中最容易的項目;因此會發現市面上不同工作電壓的馬達外觀大小
實際上就算直接使用專業檢試設備對馬達進行量測,仍然會受限於裝置的硬體使用範圍條件,無法完整的量測到馬達特性數據,僅有可量測範圍內的數據資料。退而求其次,針對無法直接量測的部分,可藉由數學演算的方式,將整份馬達特性曲線圖及數據表產出。 而當馬達特性是藉由演算獲得,也就代表可以簡單地透過excel就得
本文是針對馬達繞線時,想要依本身的生產能力調整漆包線徑粗度時,會使用到的轉換計算進行介紹及說明。 實際量產時往往將多條細線並繞的馬達,改由單條粗線採用機台繞線,較為省時;但開發階段,並無設備協助,僅能採用人工繞線打樣時,則會調整為多條細線並聯的模式才能順利工作,這類不同情境下的線徑變化,三不五時就
本文將從電流密度(Current Density)的觀點來決定漆包線徑的粗細;實務上要考量更為複雜,包括工作電壓、絕緣強度及法規、尺寸限制、加工能力等等,因此拆分不同主題來進行探討。 電流密度的基本定義可以簡單地從單位上面得知,這也是筆者在研究所時期的體驗之一,單位很重要,不僅僅是用來標示,更多時
首先是Y-Δ轉換口語的念法,筆者習慣稱為Y-Delte轉換,直接以英文發音為主;而它還有個中文名稱為星角轉換,也就是星形跟三角形轉換。 這是一份筆者常常使用的小工具,用來快速調整Y接或Δ接馬達設計變換時,線圈繞線條件的更改;但作為馬達設計者而言,是絕不需要考慮的Δ接設計方案。主要是Δ接會在馬達的三
認識的友人詢問,才讓筆者再次想起馬達電流密度這項參數;事實上筆者已經不太使用這一設計指標了,但長久以來的馬達相關經歷,不免會有這樣的小工具在手上,因此分享給大家,檔案連結如下,請自行取用: 電流密度設計 電流密度計算的小工具分為兩種模式,分別為已知馬達功率的情況下,給定設定之電流密度目標,計算出
這是筆者常用的馬達設計調整手法,但原意是用於馬達工作電壓變換時,更改繞線條件的計算,如110V的馬達要更改為220V的使用電壓時,需針對繞線條件進行修改。會僅變更繞線條件而非整顆馬達修改,主要是其他材料的變動成本較高,而漆包線徑的調整是馬達當中最容易的項目;因此會發現市面上不同工作電壓的馬達外觀大小
實際上就算直接使用專業檢試設備對馬達進行量測,仍然會受限於裝置的硬體使用範圍條件,無法完整的量測到馬達特性數據,僅有可量測範圍內的數據資料。退而求其次,針對無法直接量測的部分,可藉由數學演算的方式,將整份馬達特性曲線圖及數據表產出。 而當馬達特性是藉由演算獲得,也就代表可以簡單地透過excel就得
本文是針對馬達繞線時,想要依本身的生產能力調整漆包線徑粗度時,會使用到的轉換計算進行介紹及說明。 實際量產時往往將多條細線並繞的馬達,改由單條粗線採用機台繞線,較為省時;但開發階段,並無設備協助,僅能採用人工繞線打樣時,則會調整為多條細線並聯的模式才能順利工作,這類不同情境下的線徑變化,三不五時就
本文將從電流密度(Current Density)的觀點來決定漆包線徑的粗細;實務上要考量更為複雜,包括工作電壓、絕緣強度及法規、尺寸限制、加工能力等等,因此拆分不同主題來進行探討。 電流密度的基本定義可以簡單地從單位上面得知,這也是筆者在研究所時期的體驗之一,單位很重要,不僅僅是用來標示,更多時
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
美國總統大選只剩下三天, 我們觀察一整週民調與金融市場的變化(包含賭局), 到本週五下午3:00前為止, 誰是美國總統幾乎大概可以猜到60-70%的機率, 本篇文章就是以大選結局為主軸來討論近期甚至到未來四年美股可能的改變
Thumbnail
Faker昨天真的太扯了,中國主播王多多點評的話更是精妙,分享給各位 王多多的點評 「Faker是我們的處境,他是LPL永遠繞不開的一個人和話題,所以我們特別渴望在決賽跟他相遇,去直面我們的處境。 我們曾經稱他為最高的山,最長的河,以為山海就是盡頭,可是Faker用他28歲的年齡...
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
自嚴複譯編的《天演論》於1898年刊行以來,社會達爾文主義對中國的影響可謂廣泛深遠綿長。面世之初,即收穫廣泛強烈的反響。繼爾,又成為遞進興起的各種思潮的引導,形成路徑依賴,成為中國近現代各種思潮的源頭。後之民族主義,國家主義與馬列主義皆可追溯到嚴複所引介的社會達爾文主義。雖然隨時間的推移而被後來興起
Thumbnail
貓貓最推薦的美麗景點【南投縣魚池鄉—日月潭三大碼頭⛵️】🧳😹 日月潭向山行政暨遊客中心 日月潭玄光碼頭⛵️ 日月潭伊達邵碼頭⛵️ 日月潭水社碼頭⛵️ 日月潭遊客中心地址: 555台灣南投縣魚池鄉中山路599號 (全文照片文章皆為笑笑貓貓本人拍攝撰寫) 日月潭觀光景點【向山行政
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
今天準備的材料有... # 早起施工比較不必曬太陽。 (當過兵、站過夜哨,早已養成想幾點起床就幾點起床的特殊技能) # 第一次挑戰退管。 雖然退成功了, 但想想既然都已經拆到源頭了, 不如連滑接頭也一併換新比較一勞永逸。 # 「這個如果是你自家,你會隨便做一做交差嗎?(臺語)」 猶記得當初跟師傅去
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
2021 大銀微系統法說會:目前線性和伺服馬達市占仍不高?大銀要走向最大奈米級半導體定位系統商?展望電動車/半導體設備,訂單好到明年?大銀步向百億營收目標,驅動器和力矩馬達是下個關鍵?
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
美國總統大選只剩下三天, 我們觀察一整週民調與金融市場的變化(包含賭局), 到本週五下午3:00前為止, 誰是美國總統幾乎大概可以猜到60-70%的機率, 本篇文章就是以大選結局為主軸來討論近期甚至到未來四年美股可能的改變
Thumbnail
Faker昨天真的太扯了,中國主播王多多點評的話更是精妙,分享給各位 王多多的點評 「Faker是我們的處境,他是LPL永遠繞不開的一個人和話題,所以我們特別渴望在決賽跟他相遇,去直面我們的處境。 我們曾經稱他為最高的山,最長的河,以為山海就是盡頭,可是Faker用他28歲的年齡...
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
自嚴複譯編的《天演論》於1898年刊行以來,社會達爾文主義對中國的影響可謂廣泛深遠綿長。面世之初,即收穫廣泛強烈的反響。繼爾,又成為遞進興起的各種思潮的引導,形成路徑依賴,成為中國近現代各種思潮的源頭。後之民族主義,國家主義與馬列主義皆可追溯到嚴複所引介的社會達爾文主義。雖然隨時間的推移而被後來興起
Thumbnail
貓貓最推薦的美麗景點【南投縣魚池鄉—日月潭三大碼頭⛵️】🧳😹 日月潭向山行政暨遊客中心 日月潭玄光碼頭⛵️ 日月潭伊達邵碼頭⛵️ 日月潭水社碼頭⛵️ 日月潭遊客中心地址: 555台灣南投縣魚池鄉中山路599號 (全文照片文章皆為笑笑貓貓本人拍攝撰寫) 日月潭觀光景點【向山行政
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
今天準備的材料有... # 早起施工比較不必曬太陽。 (當過兵、站過夜哨,早已養成想幾點起床就幾點起床的特殊技能) # 第一次挑戰退管。 雖然退成功了, 但想想既然都已經拆到源頭了, 不如連滑接頭也一併換新比較一勞永逸。 # 「這個如果是你自家,你會隨便做一做交差嗎?(臺語)」 猶記得當初跟師傅去
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
2021 大銀微系統法說會:目前線性和伺服馬達市占仍不高?大銀要走向最大奈米級半導體定位系統商?展望電動車/半導體設備,訂單好到明年?大銀步向百億營收目標,驅動器和力矩馬達是下個關鍵?
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!