对电机转矩的另一点疑惑

沙漠之城

看了《电机电磁转矩产生原理的一点疑惑》这个帖子，想起一个一直没有搞明白的问题，写出来看有没有人给答疑一下，先行谢过。
对于一个做好的永磁电机，如果电源给驱动器的电压不变（例如24V DC），驱动器给电机输入的电流恒定（例如1A），电机转速恒定（例如100转/分钟），此条件下电机输出1N.m的力矩。
如果电机带上负载时候输入是这样的，不带负载的时候电机输入也是同样的。电源输出可以通过观察直流电源的输出显示得到，电机电流可以通过驱动器直接设置和示波器观察证实电流没变化。显然电机负载和空载状态的输入是一致的，但是输出是差别很大。
我的问题是：与负载相比，空载时候多输入的这些功率显然是没有输出去，它跑哪儿去了？
说的有点绕，不知道说清楚没有

top10li

空载电流为什么还是1A？

heguojia

请把问题描述清楚。

5月13日

如何负载电流1A，空载就不会是1A呀；你的假设压根就不能成立；

听风入耳行于心

有点迷糊，Mark一下，回来再看看

remyy

请问电机负载运行的电流和空载电流是一样的么？     不一样吧，你那个假设都不成立了

沙漠之城

一起回复一下，不用怀疑问题描述不对，也不用怀疑空载的时候和负载时候的电流不一样，这种电机和这种驱动方式应用非常普遍，说具体一些就是步进电机+恒流驱动

沙漠之城

heguojia 发表于 2021-7-1 19:32
请把问题描述清楚。

我自认为已经说清楚了，你是哪儿没清楚，指出来我再说明一下

小菜鸟123

楼主的意思应该是电机出力只跟控制有关   我给24VDC   1A    100转     电机就要出1Nm    不管负载还是空载   但是忽略了能量守恒定律    我的理解是电压肯定是确定的  在100转时  电流1A也可能，输出扭矩就不一定是1NM    像直流无刷电机负载越大转速越小（没超负载情况下），一般也有做限速处理的软件应用    这样针对同一个输入  但是不同的输出（负载不同），电流扭矩是有区别的，假设一个人能拉100公斤的东西速度1m/s 那他拉50公斤的东西更轻松也能达到1m/s   但是人更轻松   不知道 我理解的对不对

沙漠之城

以上大家回复的认为假设不成立，认为负载和空载电流不同，这是基于绝大多数的电机而言驱动的时候电压不变而电流随着负载在变化，平常见到的比方说无刷直流电机或者伺服电机确实是这样的。但是对步进电机而言确有电流不变的驱动方式，而且这种驱动方式已经有三四十年的市场应用了。也有问过一些高水平的人，说是转化成热损失掉了，这个说法个人感觉有点不大说得过去，我是没有搞清楚这个问题

小皮卡

恒压恒流下，即输入功率是不变的；有效输出功率由表达式T=9550P/n，P=T*n/9550,转速不变，空载输出转矩低，即输出有效功率较低，效率降低了，那么损失的这部分效率，应该是转化成了热损失掉了

沙漠之城

小皮卡 发表于 2021-7-2 10:23
恒压恒流下，即输入功率是不变的；有效输出功率由表达式T=9550P/n，P=T*n/9550,转速不变，空载输出转矩低， ...

电流没有变化，绕组的铜损应该是不变的；电流频率没有变化，转子（含永磁体）转速也没有变化，铁损应该也不大会变化吧。这是我的想法。
你认为它变成热损失掉了是有什么依据吗

沙漠之城

期望论坛里面的高手不要一直潜水，适当的浮出水面解答一下，谢谢

南遇北秋

电机转速以下横扭矩，转速以上横功率。由P=Tn/9550，空载状态，转速大于基速，故是在横功率下运动，而n=60f/p可知，频率不变，转速也就不变，这样看扭矩也就为恒值。而空载状态下的转矩都是用来做了转子的摩擦损耗、风摩损耗，即变成热能，当转矩增加1N.m时，此时就变成了在负载状态下，它和空载状态下的1N.m是叠加关系，不是重合关系。

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Vistay

没有理解什么意思，我想你的观点可能是错误认为电流是给定的了，电流是根据负载决定的，不是设定好的就会不动。电压是可以设定的。

zengxiaodong

电流1A具体是什么意思？瞬时值、最大值、有效值、平均值......

给出电压、电流的完整波形图一切就大白于天下了。步进电机是属于磁阻类型的定子侧励磁电机，其功率因数有可能是很低的，与其说是转化为热能了，不如说是能量回馈给电源了！

标准答案

1 你说的“显然电机负载和空载状态的输入是一致的”依据何在？直流侧电压相同，交流侧电流相同，就是输入一致吗？这两个参数能说明什么呢？
2 如果说输入，应该是直流侧电压乘以直流侧电流才是输入到系统的功率(包括了控制器的损耗)，空载和负载时直流电压相同，但直流侧电流是不同的，你可以测一下两种状态的直流电流，空载时直流电流的平均值应该几乎为0(由于空载的损耗和控制器的损耗存在直流电流应该略大于0)，而负载时的直流电流却远大于0(负载电流大小取决于负载大小)。
3 从交流侧(机侧)来看，输入到电机的有功功率应该是相数乘以交流侧电压再乘以交流测电流再乘以功率因数。空载和负载时交流侧电流虽然相同，但交流侧电压和功率因数却截然不同，你可以测一下交流侧的电压和功率因数。通常在Id=0恒流控制时，负载时的交流侧电压和功率因数都比空载时大。当然如果采用其他控制策略恒流控制时，也可能负载时交流电压小于空载时的交流侧电压，但功率因数绝对是负载时比空载时高很多，空载时功率因数几乎为0。
4 综上所述，并非是空载和负载时输入一致！而是负载时输入的功率远比空载时大！更不是“空载时多输入的功率都变成了热”！而是空载根本就没有输入功率(或输入了很少的功率以补充损耗)。

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沙漠之城

南遇北秋 发表于 2021-7-7 00:11
电机转速以下横扭矩，转速以上横功率。由P=Tn/9550，空载状态，转速大于基速，故是在横功率下运动，而n=60f ...

平常看到的无刷直流电机或者伺服电机确实是你说的这样，但是步进电机确实不同

沙漠之城

Vistay 发表于 2021-7-7 08:07
没有理解什么意思，我想你的观点可能是错误认为电流是给定的了，电流是根据负载决定的，不是设定好的就会不 ...

你可能不大了解步进电机，在三十年前可能驱动方式和现在的无刷直流电机类似。但是后来发展的恒流斩波驱动方式是直接给电机恒电流，

沙漠之城

zengxiaodong 发表于 2021-7-7 08:10
电流1A具体是什么意思？瞬时值、最大值、有效值、平均值......

给出电压、电流的完整波形图一切就大白于 ...

由于步进电机是用的脉冲电流，所以行业内一般说步进电机电流都是指脉冲电流的峰值。
回头我把相关的波形拍一下贴上来。