馬達小教室：啟動電流 ( II )
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達到10A，但由於馬達轉動後的反電動勢為99V，因此穩態的工作電流將降至1A。把這些數據利用下列的銅損計算公式計算，其中Ploss代表銅損，i為電流，R是電阻；則可以求得穩態運轉時的馬達銅損僅為11W；但若遇到馬達異常無法轉動時，反電動勢值降為0V，代表馬達將會運作在最大電流10A，則計算求得的最大銅損高達1,100W，是穩態運轉的100倍之大。
銅損
以上是較為誇張的數學計算結果，但可以透過銅損的公式發現，由於方程式內包含了一個電流值平方倍的項次，這導致即便將額定電流與最大啟動電流控制在3~5倍的差異範圍內，其取平方倍計算後，也會變成9~25倍的銅損差異，十分驚人。
而這些馬達的銅損，通通會轉變為熱的形式出現，迫使馬達溫度增加，一旦超過內部材料的耐溫極限，就會導致馬達開始燒毀。如下圖所示，即為馬達內部漆包線圈受到銅損溫度上升的影響，表面已經開始產生破壞，造成焦黑的炭化現象。
馬達內部漆包線圈燒毀
事實上，當馬達僅是啟動的瞬間，有著較大的啟動電流，其實也不需要過於擔心；即便瞬間會有龐大的損耗產生，而這些損失的功率後續將轉換為熱產生，但由於僅在短暫的時間範圍內，其能量並不足以真正的改變周遭環境溫度。
反而需要的擔心的是一但馬達受到外力影響而卡死不轉動時，才會發生馬達過熱燒毀的危險；當馬達不旋轉時，將少了反電動勢作用，使得馬達操作卡在最大啟動電流狀態，導致生成銅損比例遠高於正常工作的9~25倍之多，這生成的熱及維持的時間，會超過了產品設計可容納的安全係數範圍之內，最終導致馬達燒壞。
為了避免馬達非預期的停止運轉，造成溫度破壞的可能性，過往會在馬達內部漆包線圈位置上，加裝一個溫度保險絲或是溫度開關，避免馬達漆包線圈溫度過高損壞，如下圖所示，以確保相關的安全性。
馬達保護溫度開關
保護了馬達內部漆包線圈的安全後，再來就是出口電源線的安全極限考量，這部分倒是有相關的國際安全規範可以參照，如下圖所示，可以發現當電源線所需要流經的電流量越高時，其導體有效的截面積就會越大的趨勢，也代表其電阻(R)值就會越小。
同樣參考銅損方程式可知，當無法降低電流數值時，僅存電阻項的數值能夠影響銅損的大小；當導體的電阻值越小時，將可導致最終的銅損值越低；甚至採用超導材料，將導體的電阻值降至0，那代表銅損值也會是0，那就不會有熱的生成，也不會導致導體燒毀的情況產生。由此可知，相關安全法規才會針對電源線所要操作的電流值大小，來決定導線的截面積，避免電源線上有過量的熱產生，進而保護電源線的安全。
電源線的電流安全規範
除了被動的確保馬達漆包線及出口電源線不受到啟動電流或是過大的異常電流影響，導致馬達燒毀的情況發生之外，近年由於馬達電控技術的持續進步，也可以改採主動的調配來進行安全保護工作，甚至能有效降低最大啟動電流值，或是避免電流突波的過度生成，來達到節能省電的額外功效。
如下圖所示，馬達電控可以主動調節輸入的工作電壓，而非單純的110V供電。僅需要將電壓隨著電流增長的幅度調整，或是將輸入電壓分為多階段的比例增加，都能有效抑制啟動電流瞬間突起的幅度，使得電流相對平緩地達到穩態工作值，那就不會產生過多的銅損與熱的生成。
主動調整輸入電壓，避免電流突波
而傳統的降低啟動電流方式，就僅能依靠增加馬達內部電阻值來達成；透過歐姆定律可知，當固定輸入電壓值的條件下，電阻與電流為反比關係，因此一旦電阻值增加就代表著電流值下降。採用這種古典的方式以降低最大啟動電流，雖然能有效降低銅損所帶來的傷害，但由於電阻值加大還是會影響到銅損的增加，只是得利於電流的平方倍變化影響更為激烈，所以兩權取其輕，採用了增加電阻的作法，實為無奈之舉；也因此這種被動式的改善方案，隨著主動式的電控技術發展而逐漸被時代淘汰。
重點整理：
其實教科書及安全規範內，已經告知了答案，只需要略為思考，就能知其所以然。
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