步進馬達為何沒有輸出功率 ( W 數 ) 的表示?

教教我吧!馬姐
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  • 馬姐

    達弟,你死盯著目錄在發什麼呆啊?

  • 達弟

    有客戶問我「為什麼步進馬達沒有輸出功率(W 數)的表示?」,所以我正在查目錄啊!

  • 馬姐

    哦!要問之前會自己先查資料,看來達弟真的有進步哦!

  • 達弟

    可是…查了半天也沒有頭緒。馬姐,還是快教教我吧!

  • 馬姐

    好吧!筆記本準備好了沒?簡單地用一句話來說明,步進馬達沒有輸出功率(W 數)表示的理由是因為在步進馬達裡本來就沒有「額定轉速」的概念。AC馬達、伺服馬達的輸出功率(W 數)是指按照額定轉速運轉時所輸出的功率大小,叫做「額定輸出」。輸出功率本身是可以用計算公式來算出來的,所以從理論上來講,步進馬達的輸出功率(W 數)同樣可以透過計算公式計算出來。可是,因為步進馬達本來就不存在「額定轉速」的概念,所以無法以「額定輸出」表示,即不能表示輸出功率 (W 數)。

  • 達弟

    那麼,那個計算公式又是什麼東西呢?

  • 馬姐

    輸出功率(W 數)=轉速×轉矩×常數,即:

    輸出[W]=0.1047×T×N
    0.1047:常數
    T[N・m]:轉矩
    N[r/min]:轉速

    至於此處所提到的「轉速」和「轉矩」

    轉速:某個時間點的運轉數
    轉矩:於某個時間點的運轉數下產生的轉矩

    是這樣的意思喔。
    所以,假如代入的「轉速」值不一樣的話,算出的輸出功率(W 數) 也就不同。讓我們以 5 相步進馬達組合 RK 系列的 RK566AAE 為例, 參照其「轉速-轉矩特性圖」來算一下吧。(參照下頁特性圖)

    1. 按照轉速為 1000r/min、轉矩為 0.5N‧m ※來計算的話,
      0.1047×0.5×1000=52.3W
    2. 按照轉速為 3000r/min、轉矩為 0.2N‧m ※來計算的話,
      0.1047×0.2×3000=62.8W
    • ※係在考量大約 2 倍的安全係數的前提下所使用的轉矩。
    ●RKS566AA的轉速-轉矩特性
  • 達弟

    欸?…那麼說的話,即使對於具有平坦轉矩特性的馬達,例如無刷馬達或伺服馬達,如果要替換的轉速的數值不同,輸出(W數)也會發生變化?

  • 馬姐

    是啊!達弟你再來看一下BXⅡ系列BXM230-A2(馬達)和BXSD30-A2(回路)。綜合目錄上記載的額定輸出功率為 30W,而從“轉速-轉矩特性圖”來看的話,轉速為 1000r / min 時也好、3000r/min 也好,轉矩都是 0.1N‧m 吧!(參考下圖)

    ●BXM230-A2+BXSD30-A2的轉速-轉矩特性
    1. 按照轉速為 1000r/min 來計算的話,0.1047×0.1×1000≒10W,
      也就是說不到 30W。
    2. 但按照轉速為 3000r/min 來計算的話,0.1047×0.1×3000≒30W,
      也就是達到了 30W。
  • 達弟

    為什麼具平穩轉矩的馬達會因為速度不同而輸出功率不一樣呢?真叫人越來越糊塗了…

  • 馬姐

    這就取決於代入的轉速值啊!所以關鍵就在於所謂的「額定轉速」。AC 小型標準馬達以及 DC 無刷馬達、AC 伺服馬達對「額定轉速」都有明確的規定。例如:

    • AC馬達(5IK40GV-JA):50Hz時為1300r/min,60Hz時為1550r/min
    • 無刷馬達:3000 r/min(部分產品有所不同)
    • 伺服馬達:3000 r/min

    目錄上標示的規格是將這些馬達在「額定轉速」時產生的轉矩代入計算公式,然後算出輸出功率,最後就是你在目錄上看到的額定輸出功率(W 數)。

  • 達弟

    原來是這樣考量的啊!

  • 馬姐

    是啊。所以假如碰到「想知道步進馬達輸出功率(W 數)」的客戶,就以客戶實際使用的轉速來計算輸出功率(W 數)並向客戶介紹此一計算公式。但是, 即使算出了輸出功率(W 數),若再碰到客戶提出「想把 ○○W 的伺服馬達改成使用輸出功率相同的步進馬達」的話,此時則要向客戶說明不能光拿輸出功率(W 數)來進行比較,因為伺服馬達與DC無刷馬達有步進馬達沒有的「瞬間最大轉矩」,此點需要特別注意。

  • 達弟

    我懂了,碰到這種情況時,我會先向客戶介紹選用服務。因為要讓客戶長期、安心地使用我們的產品啊。

  • 馬姐

    對啊,達弟你一定要加油!向客戶介紹最合適的產品!

  • 2020年4月13日 已更新於最新資訊。

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