馬達設計小工具:永磁馬達更改轉速後的輸出特性 ( I )

更新 發佈閱讀 3 分鐘

主要是廠商在詢問,現有的一顆標準規格馬達,其數據資料也已然量測完成,然而客戶有額外想要的轉速目標,希望能針對特定轉速產出對應的特性曲線圖,讓客戶做為評估參考。

當筆者聽到這需求時,其實優先想到的是限制條件,也就是必須在不改變馬達外觀尺寸的前提之下,僅能使用變動繞線條件以及磁鐵強弱的技巧來調變馬達轉速,才能在維持相同的功率狀態下,調整轉速與轉矩的變化。此外也需要忽略鐵損的影響,若目標轉速是加快的情況下,鐵損的增加會導致馬達輸出特性下降,使得計算數據失真;所幸在大部分的馬達應中當中,鐵損的占比並不高,影響程度有限。在這兩個必要的考慮條件之下,確實可以使用舊的馬達特性資料來轉換推估馬達更改轉速之後的輸出特性。

由上述可知,直接採用舊資料轉換計算,其實存在一定的風險,使用上需自行斟酌。計算小程式檔案連結如下,請自行取用:

更改轉速目標後的馬達特性

首先需要填入5組原馬達的舊數據資料,主要是針對電壓、電流、轉矩及轉速四項參數就可以;由於馬達的輸入電壓往往為一個固定值,因此主要是填入其它三項在不同工作點的數據,如下圖所示,之後程式就會依這5組數值自動計算出輸入功率、輸出功率及效率,並將其延伸為整份數據報告及曲線圖。

5組數據資料填入

5組數據資料填入

第二步則是填入希望變更的馬達目標最高轉速,但需要注意,此轉速為所謂的馬達無載轉速而非工作點的轉速,也非最高效率點的轉速,僅是馬達沒有安裝任何負載的情況之下,所能達到的最高轉速值;甚至絕大部分的馬達,其實也都達不到這無載轉速目標,因為馬達本體結構上具有軸承及流體等等的一些機械結構的損失,也就等同掛上了一些基本負載阻力,導致實際可觀測到的馬達轉速降低。

填入馬達無載最高轉速

填入馬達無載最高轉速

後續Excel就會自行演算出兩分馬達特性數據表,如下圖所示;左側為原始舊資料的馬達數據表,右側為更改轉速後的馬達輸出特性表,可以從轉速欄看出明顯的差異。

馬達特性數據表

馬達特性數據表

此外,還會將兩份數據資料繪製成馬達特性曲線圖,如下圖所示,為馬達轉矩T-轉速N圖,紅色實線段為原始馬達的資料繪圖,而藍色虛線段則為更改目標轉速後的結果。

馬達轉矩T-轉速N圖

馬達轉矩T-轉速N圖

實際演算上僅是假設馬達在功率特性維持一致的情況下,則轉矩與轉速之間具備相依的比例關係,也就是轉速增加一倍的情況下,那轉矩則會降為一半,才能維持既有輸出功率的結果。故當轉速目標有所變化時,僅需要計算求出與原始馬達的差異比例值,則轉速是乘上比例值,而轉矩則是除以比例值,就可以求得轉速更動後,馬達輸出特性的變化情況。

但此等計算模式是有其限制條件的,且與現實物理變化的差異較大,失真率較高,過往僅是筆者作為快速評估的偷懶技巧,往往在後續還有許多的補償手段及生產對應措施,才可以逼近理想的目標值,使用時請謹慎評估。

檔案連結如下,請自行取用:

更改轉速目標後的馬達特性


#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。



留言
avatar-img
馬達技術傳承計畫
320會員
409內容數
歡迎贊助或是多點廣告,謝謝 可擔任業界顧問、講師
2025/03/17
最近遇到較多客戶在詢問採用內轉子馬達較為適當,抑或是外轉子馬達才是最優解的問題,雖然筆者在過往的文章內有約略介紹到內、外轉馬達各自的優缺點,但並沒有使用數理性的解析,僅作了些主觀的文字描述而已,因此才想要另行文章來補足內、外轉子馬達差異的理論基礎,以利馬達設計時的選擇參考依據。 首先,比較上要有個
Thumbnail
2025/03/17
最近遇到較多客戶在詢問採用內轉子馬達較為適當,抑或是外轉子馬達才是最優解的問題,雖然筆者在過往的文章內有約略介紹到內、外轉馬達各自的優缺點,但並沒有使用數理性的解析,僅作了些主觀的文字描述而已,因此才想要另行文章來補足內、外轉子馬達差異的理論基礎,以利馬達設計時的選擇參考依據。 首先,比較上要有個
Thumbnail
2025/01/16
上一篇說明了對應槽極配後,繞線法則的均分磁場電氣角的概念,本文將針對滿足規則後,基於特定條件而採用不同繞線規則的影響;本此將改採用8極12齒的配置,以展示不同案例作為參考。 同樣優先計算齒均分電氣角度,即可獲得(180*8)/12=120度,將其乘上對應齒數後列表如下,並將其超過360度的部分化簡
Thumbnail
2025/01/16
上一篇說明了對應槽極配後,繞線法則的均分磁場電氣角的概念,本文將針對滿足規則後,基於特定條件而採用不同繞線規則的影響;本此將改採用8極12齒的配置,以展示不同案例作為參考。 同樣優先計算齒均分電氣角度,即可獲得(180*8)/12=120度,將其乘上對應齒數後列表如下,並將其超過360度的部分化簡
Thumbnail
2025/01/16
本文是要詳細介紹面對不同槽極配的馬達時,集中繞(Connected Winding)的繞線方法會有甚麼變化;其中包括了繞線的順序規則改動、每槽對應的順時針或是逆時針的繞向法則以及不同繞法對於繞線因素的衰減比例關係計算。倘若繞線順序或是方向錯誤時,輕則是繞線因素(Winding Factor)偏低,影
Thumbnail
2025/01/16
本文是要詳細介紹面對不同槽極配的馬達時,集中繞(Connected Winding)的繞線方法會有甚麼變化;其中包括了繞線的順序規則改動、每槽對應的順時針或是逆時針的繞向法則以及不同繞法對於繞線因素的衰減比例關係計算。倘若繞線順序或是方向錯誤時,輕則是繞線因素(Winding Factor)偏低,影
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
5 月將於臺北表演藝術中心映演的「2026 北藝嚴選」《海妲・蓋柏樂》,由臺灣劇團「晃晃跨幅町」製作,本文將以從舞台符號、聲音與表演調度切入,討論海妲・蓋柏樂在父權社會結構下的困境,並結合榮格心理學與馮.法蘭茲對「阿尼姆斯」與「永恆少年」原型的分析,理解女人何以走向精神性的操控、毀滅與死亡。
Thumbnail
5 月將於臺北表演藝術中心映演的「2026 北藝嚴選」《海妲・蓋柏樂》,由臺灣劇團「晃晃跨幅町」製作,本文將以從舞台符號、聲音與表演調度切入,討論海妲・蓋柏樂在父權社會結構下的困境,並結合榮格心理學與馮.法蘭茲對「阿尼姆斯」與「永恆少年」原型的分析,理解女人何以走向精神性的操控、毀滅與死亡。
Thumbnail
本文分析導演巴里・柯斯基(Barrie Kosky)如何運用極簡的舞臺配置,將布萊希特(Bertolt Brecht)的「疏離效果」轉化為視覺奇觀與黑色幽默,探討《三便士歌劇》在當代劇場中的新詮釋,並藉由舞臺、燈光、服裝、音樂等多方面,分析該作如何在保留批判核心的同時,觸及觀眾的觀看位置與人性幽微。
Thumbnail
本文分析導演巴里・柯斯基(Barrie Kosky)如何運用極簡的舞臺配置,將布萊希特(Bertolt Brecht)的「疏離效果」轉化為視覺奇觀與黑色幽默,探討《三便士歌劇》在當代劇場中的新詮釋,並藉由舞臺、燈光、服裝、音樂等多方面,分析該作如何在保留批判核心的同時,觸及觀眾的觀看位置與人性幽微。
Thumbnail
這是一場修復文化與重建精神的儀式,觀眾不需要完全看懂《遊林驚夢:巧遇Hagay》,但你能感受心與土地團聚的渴望,也不急著在此處釐清或定義什麼,但你的在場感受,就是一條線索,關於如何找著自己的路徑、自己的聲音。
Thumbnail
這是一場修復文化與重建精神的儀式,觀眾不需要完全看懂《遊林驚夢:巧遇Hagay》,但你能感受心與土地團聚的渴望,也不急著在此處釐清或定義什麼,但你的在場感受,就是一條線索,關於如何找著自己的路徑、自己的聲音。
Thumbnail
《轉轉生》(Re:INCARNATION)為奈及利亞編舞家庫德斯.奧尼奎庫與 Q 舞團創作的當代舞蹈作品,結合拉各斯街頭節奏、Afrobeat/Afrobeats、以及約魯巴宇宙觀的非線性時間,建構出關於輪迴的「誕生—死亡—重生」儀式結構。本文將從約魯巴哲學概念出發,解析其去殖民的身體政治。
Thumbnail
《轉轉生》(Re:INCARNATION)為奈及利亞編舞家庫德斯.奧尼奎庫與 Q 舞團創作的當代舞蹈作品,結合拉各斯街頭節奏、Afrobeat/Afrobeats、以及約魯巴宇宙觀的非線性時間,建構出關於輪迴的「誕生—死亡—重生」儀式結構。本文將從約魯巴哲學概念出發,解析其去殖民的身體政治。
Thumbnail
對筆者而言,這套計算工具是一種無可奈何的產物,既認為它並不正確,但在缺乏詳細資訊的情況,也僅能以此推估馬達特性。主要是因馬達產品的規格,部分廠商僅提供了功率數據,但更為直接的轉矩及轉速則不一定有;其中轉速較為容易使用轉速計獲取,但轉矩值的量測,除了要使用更為昂貴的轉矩計之外,還須將馬達拆卸為獨立個體
Thumbnail
對筆者而言,這套計算工具是一種無可奈何的產物,既認為它並不正確,但在缺乏詳細資訊的情況,也僅能以此推估馬達特性。主要是因馬達產品的規格,部分廠商僅提供了功率數據,但更為直接的轉矩及轉速則不一定有;其中轉速較為容易使用轉速計獲取,但轉矩值的量測,除了要使用更為昂貴的轉矩計之外,還須將馬達拆卸為獨立個體
Thumbnail
傳統馬達會利用調整電阻值的大小,來直接限制馬達輸入電流的上限;但電阻值的增加也會導致銅損值上升,是種如同雙面刃的技法。所幸隨著電控技術的進步,馬達電流的限制工作可以轉交給驅動電路掌控,馬達僅需要盡可能地降低電阻值即可;更直白的說就是漆包線徑越粗越好,暨可以降低馬達電阻,還同時強化散熱能力,以得到更優
Thumbnail
傳統馬達會利用調整電阻值的大小,來直接限制馬達輸入電流的上限;但電阻值的增加也會導致銅損值上升,是種如同雙面刃的技法。所幸隨著電控技術的進步,馬達電流的限制工作可以轉交給驅動電路掌控,馬達僅需要盡可能地降低電阻值即可;更直白的說就是漆包線徑越粗越好,暨可以降低馬達電阻,還同時強化散熱能力,以得到更優
Thumbnail
對筆者而言,這就是基於現實比小說更荒誕的情況下,會使用的轉換工具。本計算程式是基於已知當下的馬達繞線條件,包括漆包線徑及圈數後,計算出導體面積,之後在依照設計需求改換不同線徑時,可自動計算出圈數的變化;或是變動馬達設計圈數時,計算獲取新的漆包線徑值。由此可知,本工具是在固定槽滿率的條件之下,進行漆包
Thumbnail
對筆者而言,這就是基於現實比小說更荒誕的情況下,會使用的轉換工具。本計算程式是基於已知當下的馬達繞線條件,包括漆包線徑及圈數後,計算出導體面積,之後在依照設計需求改換不同線徑時,可自動計算出圈數的變化;或是變動馬達設計圈數時,計算獲取新的漆包線徑值。由此可知,本工具是在固定槽滿率的條件之下,進行漆包
Thumbnail
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
Thumbnail
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
Thumbnail
馬達(也稱為電動機)是將電能轉換為機械能的重要裝置,廣泛應用於各種工業和日常生活中。馬達根據工作需求、應用場合的不同而分為多種類型。接下來本文將介紹幾種常見的馬達類型及其應用。
Thumbnail
馬達(也稱為電動機)是將電能轉換為機械能的重要裝置,廣泛應用於各種工業和日常生活中。馬達根據工作需求、應用場合的不同而分為多種類型。接下來本文將介紹幾種常見的馬達類型及其應用。
Thumbnail
解決了馬達設計上的難題,下一步就是馬達生產上的困擾,以下分為不同的部分一一說明之。 一、繞法變化 平角線若採用傳統馬達繞線法,首先會遇到進出口線的空間問題,導致平角線無法使用傳統馬達線圈的堆疊方式;如下圖所示,會有起繞線堆疊在線圈最內側,需要有額外的空間讓線材跑出來,但平角線缺乏任意成形的自由度
Thumbnail
解決了馬達設計上的難題,下一步就是馬達生產上的困擾,以下分為不同的部分一一說明之。 一、繞法變化 平角線若採用傳統馬達繞線法,首先會遇到進出口線的空間問題,導致平角線無法使用傳統馬達線圈的堆疊方式;如下圖所示,會有起繞線堆疊在線圈最內側,需要有額外的空間讓線材跑出來,但平角線缺乏任意成形的自由度
Thumbnail
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
Thumbnail
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
Thumbnail
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
Thumbnail
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
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