如何調整AC馬達轉速？

馬姐。我想確認一下，降低施加於AC馬達的電壓也會使速度下降對吧？
是來自客戶的洽詢嗎？
是的，客戶詢問是否可用變壓器調整速度。客戶說想節省時間，所以正在尋找輕鬆的方法，希望不用從設備拆下使用中的馬達。
你問我「會使速度下降對吧？」是因為你認為會下降嗎？
沒錯！我記得小學時做過馬達的實驗，串連2顆乾電池比1顆的時候轉得快。我想這就代表馬達速度會隨著施加電壓變化。
很厲害喔，達弟。看來你小時候很熱衷於學習呢。但是，我想那個應該是DC馬達的實驗。AC馬達不會得到一樣的結果。
咦？是這樣嗎？
你看看下面的特性圖。這是不同施加電壓下的轉速-轉矩特性加上負載轉矩T_L線的資料。AC馬達會在與負載取得平衡的點上運轉，因此T_L與各曲線的交點即為轉速。這樣的話會如何？

轉速 - 轉矩特性
由於從100 V降到90 V，轉矩變小了。但是，轉速並未下降那麼多。大概80 r/min左右吧。
沒錯。AC馬達會因為電壓改變而使轉矩變化，因此速度也會改變，但是能藉此進行的速度調整空間很小。而且，如果電壓降得太低，會因為轉矩太小而無法運轉。
我一直以為是和DC馬達一樣的變化。原來AC馬達完全不同啊。也就是說，無法單獨調整馬達，那就要連同控制回路一起介紹給客戶了。
說到控制回路，你知道單相馬達不能使用變頻器吧？
我知道，變頻器是三相馬達用的。那我會回答不建議使用變壓器調整速度，然後介紹東方馬達的調速馬達。
達弟。調速馬達有2個種類，你能一一說明嗎？
嗯……我有點不確定，等我確認之後再聯絡客戶。

達弟，你參考這個比較表。這是之前製作的各項特徵統整表。

比較項目

比較項目	調速馬達		變頻器
比較項目	AC調速馬達	無刷馬達	變頻器
運用上的提示	希望降低成本並簡單使用（不需速度調整以外功能）希望負載變化時，也能以相對安定的速度運轉	希望從低速到高速都能調節希望負載變化時，也能以安定的速度運轉	希望不必變更使用中的馬達，並能調整速度（僅限使用三相感應馬達時）希望使用1台變頻器能運轉多台馬達（僅限V/F控制）
電源輸入	單相電源	三相電源／單相電源／DC電源	三相電源／單相電源（透過變頻器）
馬達輸出	6~90 W	15~400 W	30~200 W
構成	單相感應馬達搭載轉速發電機 + 速度控制器	DC馬達搭載霍爾IC （部分機種搭載編碼器） + 驅動器	三相感應馬達 + 變頻器
構成
控制對象	速度	速度（部分可控制轉矩、位置）	速度
轉速^* （速度比）	50 Hz 90~1400 r/min (1:15) 60 Hz 90~1600 r/min (1:18)	80~4000 r/min (1:50)	90~3600 r/min (1:40)
相對負載的速度變動率^*	±1 % （參考值）	±0.2 %	-5.5 % （參考值）
轉矩特性

* 以下產品僅列舉示例。
交流調速馬達：US2系列
無刷馬達：BMU系列
變頻器：KIIS系列 + 一般變頻器

怎麼會有這個，這真是簡單易懂啊！也請給我一份！
新進員工訓練時應該也給過你，你弄丟了嗎？
不……我有留著，應該有……
…。那你振作點。特性和功能方面有很多不同之處，我來簡單說明代表性的使用區分要點吧。
首先是AC調速馬達，它的魅力在於可輕鬆使用又平價。尤其US2系列為簡單的配線，可以立刻使其運轉。你看看這支影片。

調速馬達US2系列簡單配線
真的很簡單呢。我也很推薦單相110V用附送附插頭的電源電纜線這點。希望插電後立刻使用的客戶都給予了好評。
但是，必須注意特性面，達弟。從轉速-轉矩特性也可知道，AC調速馬達在低速領域的連續運轉領域很小。短時間運轉是沒問題，但是連續使用時就必須注意馬達的發熱問題。
雖然AC調速馬達有輕鬆使用的優點，但在介紹時必須告知這個注意事項喔。
我會記得告知這點的。
那麼，接下來是無刷馬達。無刷馬達的特色是可以從高速調整到低速，而且速度變動率小。你還記得對負載速度變動率嗎？
以前在「無刷馬達即使施加負載，速度也不會降低嗎？」有學過，所以我記得。簡單來說，這個數值越小，越能如實依照設定值運轉是吧？
是啊。推薦使用於即使負載發生變化，也希望保持一定轉速的時候。
舉例來說，什麼樣的用途會講求對負載速度變動率呢？
有很多，像是2列式輸送帶、研磨機，還有攪拌機也符合。
- 2列式輸送帶
- 研磨、去毛邊機
- 攪拌機
因為2列式輸送帶需要2台馬達以相同速度運轉，而研磨機即使因磨刀石與工件摩擦使負載增加，也會希望以相同速度運轉對吧。但是，為什麼攪拌機講求對負載速度變動率呢？
攪拌機主要用於攪拌混合食品或藥品等目的，不只是原先的黏度各自不同，有些在攪拌混合的過程中也會變化。即使黏度變化，也希望以一定速度攪拌混合，因此使用攪拌機會希望對負載速度變動率越小越好。
原來如此。那確實是無刷馬達最適合。
然後還有一點，剛才也提到，另外有使用變頻器的方法。三相馬達只要事後安裝，可以輕鬆進行速度控制。使用1台變頻器可控制（複數軸控制）多台馬達，這也是AC調速馬達和無刷馬達沒有的特徵。

複數軸控制的例子（輸送帶）
要讓多台馬達以相同速度運轉很方便很好。但是，為什麼可以控制呢？
因為和其他2種不同，並未監視馬達狀態（開回路），所以可以控制。但是，複數軸控制因變頻器的功能而異，選用時必須確認。另外，也必須注意依據變頻器與三相馬達的組合不同，特性也會不同。KIIS系列在網站上已公布組合特性資料，也要介紹給客戶喔。我想可以減少客戶設計時的負擔。啊，達弟，你差不多該回答客戶了。
是的，那麼我會向客戶確認現在使用的馬達和使用方法，然後介紹「AC調速馬達」、「無刷馬達」、「變頻器+三相馬達」。
關於各自的構造、動作原理的差異，在網站上技術情報誌的「令人大開眼界的馬達速度控制」有詳細說明，你也一併介紹吧。
好的，我也會事先閱讀。
也要找出我說的比較表複習喔。
……是。