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作為從事電機行業二十多年的銷售, 與客戶了解技術要求時, 我們都希望能掌握電機性能曲線中 的四個重要性能點,
包括 1.空載(Free Load); 2.最大效率(Max. Efficiency); 3.最大輸出功率(Max. Output Power) 和 4.堵轉扭矩(Stall Torque), 性能曲線對電機設計是非常重要, 能反映出電機在 不同負載點的性能變化之外, 在電機選型時可以用來評估是否能滿足客戶使用, 以及在設計線規 時需要達到怎樣的性能和是否有余量通過安規測試, 下面簡單介紹這四個性能點的不同之處。
1. 空載點(Free Load Point): 從電機通電瞬間啟動運轉，此刻尚未有加載, 轉速處于最高點, 電 機的輸入電流/功率/輸出功率/扭矩是最低值, 好比人在跑步時剛起跑, 從靜態進入動態, 身 體還沒有熱身(Warm Up), 人體的機能和肌肉力量發揮尚未進入狀態。在批量生產的電機, 由 于制造公差, 空載轉速的范圍會較大, 有些客戶會非常關注空載起動電流是否太高影響到控 制板, 空載轉速是否太高影響噪音過大, 又或者起動扭矩太低, 帶負載起動困難等等。
2. 最高效率點(Max. Efficiency Point): 從空載逐步加載到電機最高效率時, 整個電機的發熱和 機械損耗不斷增加, 輸入更多的電流, 轉速相反在逐步下降, 電機的輸出功率在迅速上升, 但過了此點后輸出功率的增長率會減慢。一般建議客戶設計的負載在最高效率點之前, 因為 輸入電機的能量能達到最大化用在轉子的驅動, 也最為安全的使用范圍, 好比人在跑步經過 充分的熱身已進入狀態, 還沒有疲憊感, 是比較適合連續使用而不會發生過早失效的風險。
3. 最大輸出功率點(Max. Output Power Point): 從最高效率點到最大輸出功率點, 不建議長時 間在這個范圍連續使用, 間歇性和短時間運轉, 加上良好的風導對流, 電機則比較安全, 如 果離最高效率點越遠, 輸入電流則越大, 過早失效的機會率也會跟隨增加, 要避免電機由于 長時間在此點工作, 溫度不斷累積會加速絕緣物料老化。如果電機連續工作較長時間使用后 發現太大的異味或輕微冒煙時便要注意了, 不能再加載接近此負載點, 好比跑步到中后段時 乏力, 肌肉酸痛, 感覺很吃力了。
4. 堵轉扭矩點(Stall Torque Point): 是指電機由于負載不斷增加到堵轉狀態, 扭矩和輸入電流 到最大值, 但轉速降到零, 不能轉動了。由最大輸出功率點到堵轉, 此為危險區域, 強烈反對 電機在該點通電操作, 如溫度保護器還沒有提前跳開斷電, 電機帶電部分的溫度超過絕緣物 料最高耐熱溫度值時會熔掉短路, 還有可能著火燒壞電機線圈、換和器、碳刷等零件, 好比 跑步到身體機能到達極限崩潰, 已經無法跑動而倒地。有些客戶會比較關注堵轉扭矩, 用來 對比整體電機性能強弱。
這四個電機性能點對于電機設計非常重要, 工程師需要根據具體應用的需求和工作條件來選擇 合適的電機平臺，以確保電機可以在正常負載情況下實現高效率、高輸出功率和穩定運轉, 而這 些性能點的考慮可以指引工程師設計適合的外型尺寸、電機參數和控制方案，以實現最佳的性能 和能效, 如果客戶也能讀懂性能曲線, 對自己的產品性能表現有更深入的了解, 在產品推出市場 前可以做更多的模擬用家超載使用, 或者長時間連續使用等測試, 改良電機提高質量, 降低市場 退貨率。
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