当前位置： 马达 >> 马达市场 >> 如何根据直流电机的特性曲线来选择适合应用
给定电机的特性曲线是图表，它使我们能够确定特定速度下的扭矩输出，常规（有刷）直流电机和无刷电机之间有区别，当我们读取刷直流电机的特性曲线时，对于任何给定的转矩，这些曲线显示了相应的转速，从中我们可以特性曲线确定瞬时电流消耗。
直流电机特性曲线最主要的参数为电源输入电压V、电流i以及动能输出的转矩T与转速ω，共四项。下面为一常见的电机特性曲线图，其中有在X轴部分为转速Speed(RPM)，在Y轴部分则有电流Current(A)、输入功率InputPower(W)、转矩Torque(N-m)、输出功率OutputPower(W)及效率Efficiency(%)，后面括号内为单位符号。
电机特性曲线图为了说明，对于上边的电机，传递10Nm的扭矩，相应的转速为转/分，在此转速下，电机消耗大约12A的电流。这张图表还告诉我们，这种转矩、速度和功率不是这种类型的电机的最佳值。这是因为当电机以或多或少的最大效率运行时，标称（即最佳）值适用。由于在实际操作中，电机的工作点并不总是与这些值一致，因此效率会降低，因此在实际操作中，电机的运行温度往往会高于预期。
直流电机需特別注意，电机输入电源分为电压及电流两部分，但在上图当中没有电压信息表示，因为电压一般皆为固定值，不会特別变动。在实际使用上，可能因为电源不稳定，会产生输入电压压降，若没将电压信息一同列入图表中，将造成输入功率及效率运算错误的情况。
电机特性量测数上表则将电源电压信息一一列出，且还加入了功率因数PF的检测，观察表格中的转矩信息可发现其使用的单位为Kg-cm公制格式，与图1所采用的N-m不同，但皆为常见的转矩单位，其换算单位如下式所示。
1(N-m)=10.(kg-cm)
在一般的量测系统使用中，电机输入电压、电流、输出转矩及转速信息依靠量测设备直接取得，电气参数可使用电力分析仪，机械参数则依靠转矩及转速计获得，其余参数，如输入、输出功率、效率及功因则为数学计算所得。
电机输入功率InputPower(W)
已知正常使用下输入电压为固定值，则常见的电机输入电流与转速变化关系如下所示
其中：最大电流值为imax或称堵转电流，数学方程式如下
堵转电流其中：R0为电机电阻值，而输入电流最小值imin，或称无载电流值，其位置对应到无载转速处，表示公式如下
无载电流其中ke为反电动势常数。
电机输入功率即为输入电压及电流之乘积，已知电机输入电压为固定值，因此输入功率值将随电流变化，其曲线图亦为一条斜直线，其计算公式如下，
电机输入功率将此数学关系式绘制永磁电机输入功率与转速关系示意图。
电机输入功率与转速关系示意图电机输出功率OutputPower(W)
将电机输出转矩及转速关系取出，则如下面(本图系以永磁电机作为说明例)所示。其中，当转矩接近零时，电机输入能量完全转换为转速输出，称之为无载转速，当电机转速趋近于零时，输入能量则完全提供为转矩输出，称为堵转转矩。
获得电机转矩与转速信息后，将转矩乘上转速即为电机输出功率，如下式
输出功率其中Pout为永磁电机输出功率。
注意单位关系，输出功率的单位为(W)，则此处计算的输入转矩单位应为(kg-cm)，而转速信息的单位应为角速度(rad/sec)。将此数学关系式绘制永磁电机输出功率与转速关系示意图。
电机输出功率与转速关系示意图电机效率Efficiency(%)
获得电机输入功率及输出功率后，将输出功率除以输入功率即为电机转换效率，其计算公式如下
电机效率将此数学关系式绘制永磁电机效率与转速关系示意图
电机效率与转速关系示意图有了以上的计算结果，故可知电机特性曲线图一般会提供下列类型之电机参数关系图：电流-转速、输入功率-转速、转矩-转速、输出功率-转速及效率-转速关系图，以转矩作为X轴的表示设定。
结论
电机制造商的产品目录通常是电机特性的“理想化”表示，意识到这一点不会冒险太接近下限和上限。
无刷类型的电机的电流是电子控制的，它能提供了在“超速”状态下短时间运行电动机的能力，提供更高的电流，有时超过额定电流的三倍，这会产生更多的热量。在其工作周期内经常以“超速”运行的任何电机也具有更短的允许运行时间。在极低的速度下，马达控制器不能很好地工作，特别是在极数较少的电机中，低速时每转的转矩波动非常剧烈，使电动机无法平稳运动。这些电机的下限约为额定转速的1/8，如果需要更低的速度，解决方案是使用变速箱。
