馬達小教室：特性曲線圖 ( II )

本文的目的在教導如何產生馬達特性曲線圖。

實際上，在馬達特性量測的設備上，僅有電力分析儀來獲得電壓(V)及電流(i)兩項電力資訊，再使用轉矩計來獲得轉矩(T)及轉速(N、RPM)，總共四項資訊是量測而來的，其它都是後續透過軟體演算而得。

首先將轉矩(T)及轉速(N)的量測結果，繪製為曲線圖，即為表示馬達輸出特性最為重要的TN曲線圖。當有此曲線後，將馬達接上負載後，觀察其轉速，就可對照出此負載的轉矩值。其中轉矩最大處，其轉速會為0，因此稱為堵轉轉矩；而最高轉速處，其轉矩值為0，因此稱為無載轉速。

TN曲線圖

之後會使用轉矩及轉速資訊，進行相乘後，就可得到輸出功率(Pout、W)。但要注意，計算輸出功率，是使用轉矩及角速度，需將轉速(N、RPM)轉為角速度(ω、rad/s)，詳細計算式可參考功率篇。

輸出功率

將計算所得的輸出功率，再對應轉速，繪製出完整的輸出功率與轉速曲線圖。同樣的，透過此圖，再量測馬達工作轉速，就可獲得對應的輸出功率值。但比較特別要注意的，除了會有一個最大輸出功率值之外，其它的輸出功率值，都會對應到兩個轉速。以輸出功率值為0時，其實就會對應到TN曲線圖的兩端，也就是馬達無載轉速及堵轉轉矩處。

輸出功率與轉速曲線圖

由於輸入電壓(V)為固定值，就不特別標示繪圖。將電流與轉速繪製為電流與轉速曲線圖；對應到TN曲線圖，同樣的將轉速值為0的位置，標為堵轉電流，最大轉速處，稱為無載電流。

電流與轉速曲線圖

使用電壓及電流資訊，進行相乘後，就可得到輸入功率(Pin、W)。

輸入功率

將計算所得的輸出功率，再對應轉速，繪製出完整的輸入功率與轉速曲線圖。有了此圖後，量測馬達工作轉速，就可獲得對應的輸入功率值。但與輸出功率不同的，一個轉速僅對應到一個輸入功率。

輸入功率與轉速曲線圖

有了輸入功率及輸出功率後，將兩者相除，即可得到效率值。

效率

將計算所得的效率，再對應轉速，就可繪製出完整的效率與轉速曲線圖。

效率與轉速曲線圖

由上述可知，一共會獲得5條曲線圖，分別如下

1.TN曲線圖
2.輸出功率與轉速曲線圖
3.電流與轉速曲線圖
4.輸入功率與轉速曲線圖
5.效率與轉速曲線圖

但要注意，有的馬達特性曲線讀，不是以轉速作為統一的對比軸，也有以轉矩作為對比軸的曲線圖。

重點整理：
其實只有電壓、電流、轉矩及轉速是量測值。
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