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本篇主題：想問一個關於電機效率的問題
在鐵氧體永磁電機中，電機效率能否達到95%？不是說馬達的平均效率，是說在某一個負載點的效率。

本話題由 李玄 於2004-12-12 00:00:00 發表 
目前共有29人回覆，最後回覆時間： 2004-12-15 14:18:00

 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-12 13:26:47
如果馬達的平均效率不講，只說在某一點的負載效率。這有用嗎?

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 想問一個關於電機效率的問題　 王培仁　 2004-12-12 15:13:39
有趣的問題，大家值得討論一番。先從電機效率的基本觀念說起： 輸入功率是電能，通常以仟瓦代表之，輸出是機械能，通常以扭矩乘以轉速代表之。 運轉損失包含銅損、鐵損、風阻損、軸承摩擦損等。 銅損又可以包含與頻率無關之電阻損即與頻率有關之集膚效應之額外損失。 鐵損包含激磁損與交流激磁所形成之磁滯損，另外加上鐵芯因為導電之感應渦流損。風阻損則是由轉子摩擦空氣及強制風冷所攪動空氣之損失。一般軸承有兩個或是兩個以上，所形成之旋轉摩擦損失就是軸承損。 鐵粉磁石因為磁激能不高（相較於釹鐵硼稀土磁石差好幾十倍），所以鐵芯必須用的多（故尺寸較大），方有可能產生較大功率輸出，所以鐵損就大。 若是銅線因為工作電壓關係必須使用圈數多又電流大，因為磁通密度過低，銅損就無法降低。 工作頻率越高相對同一材料就損失越大，所以工作頻率會限制使用材料種類。 總而言之，電機設計還是一門工藝（工程與藝術的結合），經驗加上材料科技再加工程分析是基本入門要求。 好像沒回答問題，答案是針對功率、負載條件、工作電壓、冷卻方式等，效率到95％是可能的，但是經驗會告訴你以上條件決定後，是否可以用現有技術生產之。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-12 16:32:40
我認為無刷馬達效率要達到95%根本不可能，因為我測試電動機車的無刷馬達，電壓48V，最大負載的電流為66A，消耗功率為3168W，但它所標示的瓦特數為580W，580W/3168W=0.183，效率為18.3%，但它標榜為95%，請問他們是如何的算法?

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 想問一個關於電機效率的問題　 王培仁　 2004-12-12 19:24:39
根據經驗，電動機車之無刷馬達規格大約是如下： 4500-6000RMP，580-650Watt，55VoltDC， 20ADC。所以大約是60%-65%效率左右。 因為電壓低，且轉速低的緣故。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-12 23:46:53
請問meglev fan . 4500-6000rpm，580-650Wat，55Volt DC，負載多少?電流為20A DC，如果是空轉的話效率實在太差了吧。

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 想問一個關於電機效率的問題　 王培仁　 2004-12-13 09:11:45
任何馬達都不會以空載標定規格，尚請賜教在哪裡看見過？哪一家廠牌。 48VDC是指鉛酸電池，如果是鋰離子那可能就不一樣了，一定十14串。

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 想問一個關於電機效率的問題　 羅志忠　 2004-12-13 09:39:04
一般日本電動機車的馬達標的是額定輸出馬力，而abc的輸入又用最大的功率，當然會對不上。以我的情況，44V的3kW馬達，馬達加控制器得到的最大效率達85%。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-13 09:57:19
因為看它的耗電量就知道是空轉，實際路況測試看它的耗電量就知道了，不管它是用什麼電池耗電量多是一樣的，關於我提的馬達是那一家就不說了，因那家已經不做了。 現在電動機車會死的那麼慘，不是電池的問題，是馬達的問題。因為如Maglev Fan所說的4500-6000rpm耗電量只有20A，以最高時速來算55公里，50A的鉛酸電池，打個80%來計算.也可跑了110公里了，為什麼現今的電動機車在測試只可跑50-65公里呢?何況有的還是鋰電池呢?

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 想問一個關於電機效率的問題　 王培仁　 2004-12-13 10:17:39
如果是如mark所言，該馬達已達一般設計水準以上。 電動機車因為操作特性，使得加速時損耗功率太大，又在穩定速度時因為車行風阻太大，通常超過45kph時風阻已達400watt以上，所以消耗能量很大。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-13 10:56:15
請問各位先進，最大效率是否為輸出馬力除以電源所耗費的總功率呢?我在工研院研討會問過上課的教授，它說不是.那是如何計算呢? 還有一般電動機車的最大馬力都說有3KW，電動機車的齒輪比最大比為1:11，那3KW*11=33000W，33000W/750W=44HP，請問各位先進一台電動機車需要44HP的馬力嗎?因一台1200CC的汽車也不過如此而以.

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 想問一個關於電機效率的問題　 王培仁　 2004-12-13 12:16:42
先釐清問題，最佳效率通常指將馬達輸出扭矩當縱軸，轉速當橫軸，再將馬達以不同轉速下之不同負載測試，並量測當時輸入電功率，可將馬達效率計算出後重疊繪製於扭矩轉速曲線。 此時將等馬力曲線會出後就可判斷馬達設計之好壞。 馬達特性好的會有較大之高效率工作區塊，同時額定輸出也會落該區塊間。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-13 13:15:57
如果都以實驗室的數據來標示.那消費者就會對此產品失去信心.應以實際路況為主.

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 想問一個關於電機效率的問題　 王培仁　 2004-12-13 13:32:47
實際路測誤差會更大，因為胎壓及試車手之習慣，加上當天路面狀況，測試數據會產生相當之變異量。 個人經驗發現，通常機車廠商進行路試有多項目地操控性與穩定性等常會比省油要重要。 所以一般車廠都會以標準模式在實驗室進行測試為主，汽車為例就是highway mileage及city mileage兩類。測試結果也是僅供參考。 要省油就胎壓打高，選用路阻低的胎，加上穿皮衣帶頭盔，映該會省一些油或是電吧。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-13 13:56:44
設計的話當然以實驗室為準，才能比較，但是無刷馬達所設計出來的效率也不至於那麼差吧。依我個人實際測試無刷馬達效率不到20%。

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 想問一個關於電機效率的問題　 羅志忠　 2004-12-13 17:05:56
你那是什麼馬達？如何測試？數據如何？如何計算？

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-13 19:38:06
1.市售電動機車之無刷馬達。 2.實際路況測試。 3.電壓為48V。電流為66A。馬達標示580W(一般廠商均標示最佳值) 4.48V*66A=3168W，580W/3168W=0.183，百分比為18.3%不足20%。

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 想問一個關於電機效率的問題　 羅志忠　 2004-12-14 11:58:11
所以，你沒有測試嘛！一般日本電動機車的馬達標的是額定輸出馬力，而abc的輸入又用最大的功率，當然會對不上。建議你實際上Dyno測試，你就會瞭解！

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-14 14:13:35
設計是應該以儀器為準，但是也不會與實際差那麼多，就以電動機車為例.最大齒輪比為1:11 無刷馬達以一馬力為例，先不考慮多少效率.750w*11=8250w，8250w/750w=11hp，扣掉路阻、風阻、機械阻等等，以50%也有5.5馬力.電動機車應該夠了，750w/48v=15.625A，電池50A打個80%也應該有40A.40A/15.625A=2.56小時.定速55公里來算. 55*2.56=140.8公里.但實際測試結果只有50-65公里.這樣的電機效率說能達到95%。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃正毅　 2004-12-14 19:29:22
利用齒輪的轉速比可以放大功率???我只知道可以改變輸出轉矩和轉速，而且轉矩和轉速是一個增另一個就減，第一次看到功率不減反增的，沒有實際量輸出轉矩和轉速，用人家的額定功率來算人家效率....不公平...(觀念有問題)，你66A下的輸出功率應該不只580W，這時都超出額定功率很多了。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-14 20:41:23
對不起各位先進.本人因不懂馬達.所以問題特別多.把一般問題找出來.再來解決問題.如馬達因負載加重轉速變低時.電流變得非常大.這是一般常見的問題.但本人已經研發出來.再負載變大時.電流為持不變.這樣才會省電.

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 想問一個關於電機效率的問題　 蔣孟君　 2004-12-15 00:15:43
當馬達軸端負載變大時一般正常情況應是產生較高轉差及耗電,abc研發出"負載變大而電流維持不變"，是否為外加減速機或無段調速裝置使換算至馬達軸端之負載不變情況下定義之；如果不是這樣,可否請abc再詳述...謝謝..

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-15 08:25:17
本人是將驅動的方式完全的改變，調整速度也不是PWM的方式，其他沒有改變.，就能把馬達在運轉時加重負載到馬達完全停止，。也不會使所負載的電流變大.

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 想問一個關於電機效率的問題　 羅志忠　 2004-12-15 14:12:25
建議你先將功率與能量的區別、定義及觀念釐清，否則像你這用瞎子摸象的方式是很難解決問題的也很辛苦，畢竟大象的鼻子與大水管是不同的。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-15 15:21:45
謝謝mark的建議.確實是很辛苦，為了這顆電動機車的無刷馬達，確實發了我很多時間。終於接近完成階段了，只剩MOSFET與DRIVERS IC的耐久測試與耐溫測試就可完成了，在爬坡全速時馬達轉速有下降但負載電流卻沒有上昇，溫度也沒有上昇，這樣是否馬達完成呢?

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 想問一個關於電機效率的問題　 羅志忠　 2004-12-15 15:53:01
你的機車重量多少？爬坡是幾度坡？速度是多少？你所謂的全速是多少?你的電池電壓是多少，負載電流是多少？你用的電池是多少Amp-hr的？在負載電流的情況下是多少Amp-hr？這些清楚了，你的電動機車的性能大致就決定了，剩下的就是耐久／量產／成本降低及infrastructure的問題啦！

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 想問一個關於電機效率的問題　 徐正恆　 2004-12-15 16:07:46
http://www.vectrixusa.com/

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-15 16:27:19
1.機車重量135KG。2.爬坡角度25度。3.速度45公里。.4.油門加到底。.5.電池電壓48V。.6.負載電流量為33A。.7. 33A矽鹽電池四顆.這樣的數據是否可以了.

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 想問一個關於電機效率的問題　 羅志忠　 2004-12-15 16:49:15
你給的數據也太離譜了，在爬坡角度25度@45kph，135kg加駕駛者60kg的情況下，路阻功為177.8W，風阻功711.3W，爬坡功8291.8W，總需求為9180.9W。而你的輸入只有1584W？？？？？？？？ 還是建議你定義及觀念要釐清，不要用瞎子摸象的方式難解決問題。

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 想問一個關於電機效率的問題　 黃金棟　 2004-12-15 17:25:24
這是實際路況所測試出來的數據，我說過這不是一般PWM馬達.是我亂?出來的。裡面用的釹鐵錋磁鐵就要價2000元台幣，MOSFET要價6000元台幣，其他就不用說了，實在是用瞎子摸象摸出來的，用了34年的電子經驗，學了六期的電腦補助設計.組裝.模凝、分析共3年，每年均到工研院研習。

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