《电机功率因素和效率【最新5篇】》

三相电机的功率计算 篇1

三相电机的功率计算

1、力辉三相电机的功率计算： I=P/（U×cosφ×η）。(P额定功率kw。U额定电压0.22v。cosφ为功率因素。η为效率。当铭牌上未提供cosφ和η时，均可按0.75估算）。效率是什么？效率：是指电动机输出功率与输入功率之比的百分数。电动机在运转中因本身导电回路电阻发热，铁芯磁路有涡流损耗、磁滞损耗，还有机械磨损等。均为电动机内部的功率损耗，所以输出的机械功率总是小于输入的电功率。效率η一般在电动机的铭牌上都有标注。

2、三相对称负载的有功功率，可以计算1相负载的有功功率，再乘以3：

3、P=3×U 相×I 相×cosφ相 可是我们往往知道的是电机的线电压U线，线电流I 线，而且也不知道三相电机绕组是什么接法，怎么办？

4、不要紧，我们先假设，电机是Y接的： U相=1/√3 U线，I 相=I 线，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3×（1/√3 U线）×I 线×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

5、不要紧，我们再假设，电机是△接的： U相=U线，I 相=1/√3 I 线，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3× U线×（1/√3I 线）×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

6、从4、5知道，三相对称负载的有功功率，不管是什么接法，只要用线电压、线电流，就是一个公式：

P=√3 ×U线×I 线×cosφ相

7、这个证明的关键是：

1）Y接时，U相=1/√3 U线，I 相=I 线 ； 2）△接时，U相=U线，I 相=1/√3 I 线；

8、如果你不清楚，请看图：

电动自行车电机效率和功率 篇2

电动自行车电机效率和功率

长期以来，电动自行车电机的效率和功率成为“说不清”的问题，无论是有关标准的叙述，还是商品的样本、铭牌标注；无论是专业人员还是销售、采购人员，电动自行车电机的效率和功率始终没有一个公认和明确的定义。所以重新讨论电动自行车电机的效率和功率问题是十分必要的。

工业标准电机的设计，大体上有2类原则：

1、发热原则：

电机的绕组、永磁材料或导电部分，主要的结构部分（如轴承）在经济使用寿命期（工业电机为15-20年，电刷允许定期更换）内允许安全运行的极限温度。一般对于上述部位分别有明确的温度（或温升）限制，不同的材料也有不同的允许极限温度。例如以聚酯薄膜聚酯纤维纸为槽绝缘和高强度聚酯漆包线组成的电气系 统为B级绝缘。连续运行时允许的绕组温升极限为80K（用电阻法检测）。

2、性能原则：

性能原则包括电气性能，机械性能和其它性能等。电气性能通常指力能指标（如效率、功率因数），转速，转速变化率，转矩，短时过载能力，换向等。机械性能 一般有外形和安装尺寸限制（如在轴向或径向尺寸上有所限制），转动惯量，材质，极限转速等。其它性能一般有噪声，振动，可靠性，性能/价格比，特殊环境用途等。

根据用途，电机大体可以分为2类。一类为驱动用，另一类为控制用。很显然，电动自行车用的电机，应当归为驱动用电机。在长期的实践中，工业驱动用的电机 标准，巧妙地将上述2个原则融汇成一个整体。如交流电机的温升和效率实际上都非常接近标准的上限，你很难说它属于“发热原则”设计还是“性能原则”设计。温升和效率同时满足标准上限的电机通常效率值并不算高。还有一种“高效率”电机，通常比普通电机效率高4-7%（与功率、转速等有关），它的温升就非常 低，属于“性能原则”设计。对于短时使用的（如阀门电机，有时几天，甚至一年才能运行一次）电机，通常没有考虑效率的必要，在保证基本性能要求的条件下，应当用“发热原则”设计。反之我们也可以说，一台电机的额定功率是不确定的，按照“发热”或“性能”来确定，同一台电机的额定功率在相当大的范围内是变 值。

电动自行车由于它的能源的特殊性，电机设计应当采用“性能原则”设计，即尽可能将电机效率设计得高一些。通常高效率电机的温升不会发生问题。

相信很多人会说：“那我们就把电机效率设计的高高的，不就成了吗？”。不成！因为提高效率是以有效材料（铜线、导磁材料，永磁材料）的付出为代价，即效率 越高，材料消耗越多，成本越高，电机也越重。传统的电机设计有一种经典理论，即效率提高1%，有效材料要多消耗10%。对于电动自行车电机来说，想要大幅 度提高效率不仅仅是单纯的材料成本问题，整车重量和体积恐怕都是不允许的。

上面我们说过，电动自行车电机设计应当采用“性能原则”设计，那么如何确定一个标准性能呢？

电动自行车的车体状态参数（轮胎花纹，规格，充气状态），和骑行状态参数（骑行速度，路面状况）复杂，还无法用用一个标准的参数去描述骑行状态。一般来说，在以20Km/h的速度恒速平地骑行、标准负载质量（75千克）和无风的条件下，电 动自行车消耗的功率为95-115W，平均功率为105W，我们可以认为这就是电动自行车“标准骑行状态”时的电机功率。考虑到在有弱风和非连续性的小的 坡度下也能骑行（允许速度有所降低），而且要有一定的动态性能（加速度），电机的功率150-180W也足够了。电动自行车在城市骑行经常运行于起动-加 速-恒速-减速-制动状态，恒速状态常常是十分短暂的。在加速过程中，电机的极限输出转矩或功率（更准确的说应当是转矩，因为功率还与转速有关）取决于控制器的 限流。3倍额定电流（标准骑行状态105W时电流，36V时大约为3.6-4.0A，与电机效率有关）为12A（24V为18A），可以获得大约3倍的额 定转矩。如果要想获得更好的动态性能和爬坡性能，就要求电机的额定功率达到200 W以上，此时电机在“标准骑行状态” 运行，可能并不是最省电的。

大量的计算和实践表明，对于电动自行车电机，其性能差异主要是电机的转速，而不是有刷或无刷电机。对中、高速电机带2-3级减速机构（俗称有齿电机）和低 速不带减速机构的直接驱动电机（俗称无齿电机）进行比较，并用一个统计的曲线（20km/h，610mm电动自行车）来描述（图1）。

由曲线可以看到，低速电机（无齿电动轮毂）在A区和B区附近有较高的效率，一般可以达到82-73%。在C区（加速运行状态）效率表现较差。减速电动机则 有相反的表现，即在B区（标准骑行状态）效率逐渐呈现上升的趋势，总体平均值比低速电机低一些，一般在72-78%之间（与减速器有关）。在加速区表现比 低速电机好，效率的最大值发生在C区甚至D区。在D区，低速电机的表现比减速电动机差很多，不过限流区是非工作区，所以没有实际意义。单就效率指标而言，低速电动轮毂和减速电动机相比，都没有压倒优势，可以说各有优缺点，目前不可能排斥掉任何一方。

由于电动自行车运行的特殊性，用单一的“标准骑行状态”也不是完全合理的。如果用一个统计的加权系数来修正效率曲线，并取A，B，C三个实际运行区间曲线 下所包络的面积来确定“等效”的效率，是比较客观的，不过这样会使数据的处理变的特别复杂，难以操作，尤其在电动自行车这个行业。所以我们还是认为引入 “标准骑行状态”是必要的。

具体来说“标准骑行状态”就是

功率P2=105W（可以通过进一步认证确定更合适的数值）

车速V=20km/h

V=π*D*N*60*10-6 =1.885*N*D*10-4

km/h

D——计算轮径，mm（实际骑行时车胎直径会比空载时车胎直径小一些）

N——转速， r/min

以610mm电动自行车为例，电动轮毂的转速是

N=106103.3/D=106103.3/610=174 r/min

转矩M=9.55*P2/N=9.55*105/174=5.76 Nm

之所以引入功率概念而不是转矩，是因为在一定的车速下，不同的轮径转矩不同，而功率基本相同。

P2=M*N/9.55=D/2*F*N/9.55=K*F*V=常数（V一定时）

F——电动自行车驱动力（水平分量）

M=D/2*F

如果标准中同时规定在“标准骑行状态”105W和C区的中间点，约150-180W两种状态下的效率（或效率平均值）就可以规范电动自行车的实际运行性能。105W 时功率称为“标准骑行功率”；150-180W的输出功率可以规定为“额定功率”。

目前有许多企业用效率曲线的最高点作为产品的“额定”状态是错误的。因为无论是低速电动轮毂还是减速电动机，其“工作点”都不在效率曲线的最高点。再者，电动自行车运行是一个区段而不是一个点。

另一误区是商家竭力把自己的产品功率标注得很大，有时甚至超过了电机可能达到的最大功率（也许功率也与销售价格成正比吧！）。

由于电机输出功率

P2=M*N/9.55

随着转矩M的增加（电流成比例增加），而转速N却在减少，所以P2有一个最大值，当电机的转矩小于负载转矩时，电机就制动了（N=0），此时电机的转矩最大（电流也达到最大，称为短路），而输出功率P2=0。

对于低速电动轮毂来说，最大功率一般做不大。例如额定转速为180 r/min的电机，最大功率达到210W就不错了。转速越高，最大功率也越大。额定转速2000 r/min以上的电机，最大功率达到400W就不足为奇了。

就电机的额定功率问题。YAMAHA认为他们将电机的额定功率定在235W（我们国家标准定在240W是否参考了日本技术条件，不知道），是因为他们的电 动自行车可能运行在日本的丘陵地带，这是他们的国情。YAMAHA的电动机毫无例外的采用高速电机（有刷无刷均如此）235W的额定功率并不难达到。我们 国内的中轴驱动用的电机（转速约2000r/min）也能达到这个水平，甚至力能指标还比日本高一些。应当指出高速电机（4000r/min左右）可能要 用到3级齿轮减速或2级摩擦减速（YAMAHA和国内有一家企业生产的迷你轮毂曾经用过），电机空载电流较大，效率的最高点有可能超出实际运行区，而进入 限流区，电动自行车实际耗电较大，并不一定节能。

骑将电机拆卸内部图

好久没在这个版块发帖子了 自从我第一个发出骑将电机测试报告以后，得到了一些网友的肯定和善意的评价，同时招来了一些鸟人JJWW说三道四 搞得我跟厂家的托一样。所以搞得我后面的测试懒得再发了，今天发一些骑将电机内部构造图，给大家欣赏下，给后面需要购买或者已经购买了电机的朋友一些参考。但是不我欢迎自以为是的所谓“高手”指手画脚！毕竟我花了整整一天时间拆卸电机，请尊重他人的劳动成果！

我的电机是今年2月6号装车的10月份发回厂家返修过一次，第一台电机是第一代骑将500W的，由于电机漏油 所以跟厂家联系以后，发回从新给我换了个800W2代电机，一代和2代区别 是2代油是密封在单独的波箱里面，除非波箱漏油，基本杜绝了电机渗油的现象，2代到手以后也用了2个月了 但是从拿回来以后 就发现电机老是有“答答”的声音 转到特定的位置就会发出，一直百思不得其解，其实并不影响骑行，只是我个人追求完美，听不得这种声音，也跟厂家联系过，厂家意思又要我发回去 但是我觉得太麻烦了 花费金钱不说，还要忍受 很长一段时间没有车子骑的痛苦，骑惯了有齿电机，享受到那种暴力推背感，再也不想骑 无刷无齿的普通电机了，而且我想，电机迟早是要过保修期的，迟早会要自己去修，与其过了在动，还不如现在试试，不行还可以发回去保修，所以我自己跟厂家联 系决定还是自己拆开看看 自己能搞定就搞，搞不好再发回去，这就是我为什么会选择拆卸这个电机的原因，说了一大堆废话，不说了 开始上图，拆卸电机首先是从靠鼓刹这边把轮毂上的那些螺丝拧下，然后用起子 慢慢翘起盖子，均衡受力两边都要塞撬棍类东西 吧盖子翘起，如果还是打不开只能翘起用 铜棒一类的东西敲击轴，（千万不要用铁一类的东西敲打，很容易把轴打坏！到时候别怪我没提醒你）让里面的轴承和边盖脱离，打开以后就是这个样子

然后直接把整个电机波箱连接电机一起拔出来，注意换挡这边有个轴套和O型圈 别掉了，拿出电机这一坨就是这个样子

波箱侧面

然后把波箱打开 松开第二张图上的6个螺丝

用橡皮锤轻轻敲打两边 把盖子震松 把波箱盖打开就现出庐山真面目了

一个主动斜面齿右上角这个就是电机出来的 主动齿轮，边上这个是两个塔形齿轮 最左边这个就是两个齿轮 上下各一个一个内齿一个外齿

波箱盖的另一侧，最左边这个齿轮就是套在棘爪变速轴上的，里面有棘爪，按住棘爪把齿轮拿出来，边上两个齿轮都是直接套在轴承里面的，也是直接拿出来，我大拇指恰住的位置就是棘爪 上下都有 两个齿轮依次掐住拿出，把这就是拿出来的齿轮细节照 用游标卡尺都量一下

记下数据以后 为以后维修留下必要的数据，还有很多照片没发，自己留个底，把所有的齿轮放到煤油里面清洗，波箱里面也用抹布抹干净，依次装回，安装齿轮要注意就是齿轮两面都有倒角的！倒角大的朝棘爪方向，作用是缓冲减少对齿轮的冲击，当然你不管正反也没关系，齿轮相对没那么经搞！安装的时候一定要非常的细心、认真！盖上波箱边盖，用橡皮锤敲紧四周

最后上螺丝，当然我还自己做了个改动，当初这个电机没有注油孔只有一个排油孔，于是就自己钻眼攻丝装了一个上注油孔，照片忘记拍了 不过买过骑将2代电机的朋友应该可以从第一张图看出我的电机与他们的有什么不同了，通过拆波箱自己分析发出“答答”声的原因是因为 装上平叉拧螺丝的顺序问题，我平常都是先拧紧靠鼓刹这边，然后再拧靠挂档杆这边 由于是棘爪变档 里面的棘爪轴被拉到靠右边棘爪就会与内齿边缘挂碰发出“答答”的声音 如果先拧紧靠挂档这边轴固定死了 就不会被右边的螺丝背过去，我装好以后试车一天再也没有令人心烦的答答声了，换了美孚的齿轮油以后 电机感觉都舒服很多，电流下降了一些，从电压表压降可以看出来，另外关于加油的问题，我个人认为加夏天加齿轮油冬天加高抗磨液压油比较合适，根据波箱大小合适的容量大概是200-250ML为宜 加多了反而不好内阻力反而大了。

结束语：通过拆卸电机，可以看出骑将电机的设计思路还是不错的，齿轮硬度不错，光轴承就用了6种有6004、6003、6201、6808、6809、6002，其中6004在鼓刹盖这边外面有骨架密封圈和O型圈加轴套套在轴上，左边换挡这边是6201其他四种都在波箱里面，这次换油根本就没看到有铁屑状的东西，但是齿轮加工精度和，一些内部设计存在问题，比如换油不方便，非要打开边盖才能换油，电机霍尔部分裸露在外，万一波 箱漏油很容易再次渗油进入电机，如果再加个密封垫护罩可能会更好保护电机，总而言之一个产品的成熟时需要不断完善的！作为消费者来说，就看你的出发点和取 舍，如果像我一样追求大扭矩 需要经常带人 带货上坡 骑将是不错的选择，但是需要自己有足够的动手能力作为后盾，如果只是尝鲜 建议不要使用 还是无刷无齿好！有齿电机毕竟是需要人来维护的！辛辛苦苦写了这么多 希望能给朋友们一点帮助。

最好的电动车电机是哪种？恳请电机高手赐教，谢谢。[b][color=Red][size=7]真正的高手大侠请直接看第三页，新概念的电机[/size][/color][/b]

请教：无刷有齿电机优点多多，也不贵，为什么不太流行呢？

无刷有齿电机的缺点是什么呢？是不是齿轮寿命的问题？那么齿轮的寿命现实究竟如何呢？

铁鹰，八通，新大洋哪个好呢？

=================================== 我们这里是“典型的丘陵地带”，本地目前销售的车绝大多数采用的是“无刷无耻”电机，实际应用中变现很不好，电机寿命倒是没事，可是上坡慢的象“蜗牛”，电池的寿命象“卫生纸” 这才是我来求助的原因

[b]寻找“上坡表现好”“电池寿命长”的电机解决方案。[/b]~~~“无刷有齿”是我现在最看重的电机解决方案。那位大侠熟悉电机质量，推荐几个品牌。

[[i] 本帖最后由 seesm 于 2009-1-4 00:56 编辑 [/i]]

seesm 发表于 2008-12-21 03:40 这是铁鹰公司的部分宣传资料

我不太了解电机，转过来作为背景资料 我不是托，所以删除了铁硬的电话

真心求教，求各位大侠帮忙解惑

=========================== V8超强核磁动力机热销中！

浙江省台州市中南铁鹰电机厂

铁鹰电机全体技术人员，在经过无数次的破坏性测试后，终于研制出目前电动车行业

中最流行V8超强核磁动力机。其特点：全钢齿减速结构，寿命老化经过六万公里疲劳测试，齿轮零磨损。此电机结合了目前所有无刷电机的优点，真正做到“滑行王、爬坡王、长跑王

”三核动力。具体分析如下：

滑行——离合器经过重新设计，采用中心离心力打开，零阻力滑行。

爬坡——电机中心转子高转速经过7：1变速产生转矩的工作原理，体现出电机小功率

大扭矩、在爬坡中发挥后劲力量的特点，使得爬坡轻松自如。

长跑——电机中心转子高转速经过7：1变速产生转矩，在骑行过程中是中心小电机小

功率在工作，能使行驶电流减少，增加里程。

-----------------------铁鹰电机技术部全体科研人员，在原有号称“省电爬坡王”的电摩电机的基础上，集合目前所有

无刷电机的众多优点，经过无数次的破坏性路试后，终于研制出目前电机行业中最具卖点，独

一无二的内置离合器的电摩电机，其特点：行星齿轮减速结构，寿命老化经过六万公里疲劳测

试，齿轮零磨损。真正做到“滑行、爬坡、长跑”三核动力。具体分析如下：

滑行——离合器的设计应用，零阻力滑行，采用6.3：1的行星齿轮减速，有效的降低

中心齿轮承载冲击。选用强韧性复合材料作为行星轮料基，降低齿轮啮合噪音。配合齿面高

强度复合材料，增加齿轮的啮合精度和耐磨性。

爬坡——电机中心转子高转速经过6.3：1变速产生转矩的工作原理，大变位特种齿形 的优质钢材冷挤压成型后的内齿圈，能使齿轮咬合齿面更加宽广、齿轮传动更加轻快更加高

效。体现出电机小功率大扭矩、在爬坡中发挥后劲力量的特点，使得爬坡轻松自如。

长跑——电机中心转子高转速经过6.3：1变速产生转矩，在骑行过程中是中心小电机

小功率在工作，能使行驶电流减少，增加里程。----------------

无刷有齿迷你小电机成功上市！

浙江省台州市中南铁鹰电机厂

发表时间:2007-11-27 8:38:03

本公司技术部全体工作人员，针对目前电动车行业电机爬坡、电耗及续行里程的实际情况，同时结合电动车新国标的要求，新开发一款无刷有齿迷你小电机，其特点如下： 价格 ：整

机价格同行业国内最低。滑行 ：内置超越离合器，独特的完美设计，有效延长续行里程，给经销商增加卖点。力量 ：高转速的内置机芯，经行星齿轮减速所带来的澎湃动力，给用户上下班载人解决了问

题。

里程 ：低电流的行驶，有效缓解电流对电池的冲击，从而延长电池使用寿命，减少用户使用

成本。

外型 ：外型直径125。小巧玲珑，外观高雅。重量 ：总重量3.5公斤，适合新国标车型。

结构 ：完美的内部结构设计理念，全新展现节能高速电机与众不同特特点。

规格型号：12寸

16寸

18寸

辐条轮

20寸

22寸

24寸

无刷有齿高速小电机特点！

浙江省台州市中南铁鹰电机厂

发表时间:2008-6-25 9:17:15

本公司最新研发出一种（内转子）无刷有齿高速小电机（重量适合新国标车型，最大功率

能做到400W，产品已申请国家专利，专利号为：ZL2006.20108810.X），正常行驶里程比普通

电机（48V10AH 16寸的电动车）增加20公里左右！！力量增加了30%，实现了小电流大扭矩，大大延长了电池的使用寿命，而价格与普通电机一样！！现已投放市场。我公司真诚希

望各电池厂家多推广，共同发展电动车事业，为电动车行业作出贡献！

现已有部分合作单位：绿源、上海立马、上海王派、上海凤凰、赛克、福象、万德工贸等

seesm 发表于 2008-12-21 03:49 转载：[url] 发表于 2008-12-21 09:14 错了，相同功率，成本最高的是有刷无齿轮毂，跑圈里程也是无齿电机长。

实际使用中有齿电机寿命远远不如无齿，所谓N万KM试验是在室内测试架子上旋转2个月的结果。实际使用中有风雨泥沙冰，上坡载人载货过载，路面颠簸，频繁启动刹车冲击，各种方向的撞击

cccc 发表于 2008-12-21 09:47 是啊

成本最高的是有刷无齿轮毂

成本最低的是有刷有齿盘式印刷线圈电机

前者基本被淘汰

后者是性价比最高的电机

也是运行最可靠的常用于精密设备中和电动车上

缺点是现在功率没有做大

电动车上多用于简易款

控制器123 发表于 2008-12-21 10:13 关键是生产质量不过关

97 发表于 2008-12-21 10:20 seesm引用的是一些枪手数据（相关厂家枪手）实际上很久以前有过“比赛”，有刷低速电机跑圈里程领先许多，这是因为直驱电机占据了最高效率点，而齿轮减速电机特性硬，效率平台宽，但最高效率不如直驱，齿轮减速电机只有在丘陵地带，交通繁忙的城市，频繁开开停停的场合，或常常载货载人时才占效率优势，加上可靠性的软肋，导致宣扬了这么多年，电动车市场还是直驱电机的天下！

seesm 发表于 2008-12-21 12:02 我们这里是“典型的丘陵地带”，本地目前销售的车绝大多数采用的是“无刷无耻”电机，实际应用中变现很不好，电机寿命倒是没事，可是上坡慢的象“蜗牛”，电池的寿命象“卫生纸” 这才是我来求助的原因

寻找“上坡表现好”“电池寿命长”的电机解决方案。~~~“无刷有齿”是我现在最看重的电机解决方案。那位大侠熟悉电机质量，推荐几个品牌。:victory:

真诚到永远 发表于 2008-12-22 11:55 好像铁鹰还可以

seesm 发表于 2008-12-24 09:44 电动机模块真冷清啊！

比电池模块的人气差远了~

大侠这么多，怎么都不发言呢？

del1999 发表于 2008-12-24 11:12 因为说了很多人也不懂。.。所以大侠们懒得说了。.。.seesm 发表于 2008-12-24 18:34 广告多，技术少（指文章）�

jcq 发表于 2008-12-25 12:26 影响技术普及的障碍是成本，推动技术革新的也是成本！厂家就是要价格最低，利润最高，也就导致短命的电池，多病的控制器，无力的电机，拼凑的整车，迷人的广告„„„„

归去来兮 发表于 2008-12-25 15:51 “有齿”电机的最大问题就是齿轮，受国内材料技术和加工工艺限制，小型高功率密度齿轮传动电机的齿轮磨损问题很难解决，时间稍长，噪音急剧增大，时间再长就可能滑齿断齿需要更换齿轮了。

df_lanya 发表于 2009-1-2 19:04 “有齿”电机，常州速派奇用的是新大洋的电机，16A的控制器，爬坡能力就很不错乐，我这也是丘岭地带，车子很省电，而且很受欢迎

seesm 发表于 2009-1-2 23:52 铁鹰，新大洋电机好像都挺不错的。

有没有说坏话的，想听一下�

seesm 发表于 2009-1-2 23:56 无锡“新大陆”“麦德发”就有采用几款“新大洋”的电机造的整车（轻便型自行车款，我试过了，确实很轻快）。

我去过，他们的经理告诉我，新大洋早几年出口日本很多，因为齿轮的问题出过一次普遍的质量问题，爬坡受冲击断齿轮（尼龙齿）很多，不过现在已经解决了。

具体怎么解决的？

他就没说了。我也一直疑惑着呢。

[[i] 本帖最后由 seesm 于 2009-1-2 23:58 编辑 [/i]]

电机功率因素和效率 篇3

1、效率低涉及：铜耗、铁耗

定子绕组铜耗大、转子导体铜损耗大、定子铁耗大、机械耗大、谐波分量损耗大

a、定子绕组铜耗大：缩短端部降低漏抗（加大启动电流），增大导线面积降低匝数，磁密、Tmax上升和功率因数下降

b、转子导体铜损耗大：加大转子槽面积，导致齿部和轭部磁密上升和功率因数下降

或加厚端环，或转子槽型深窄化提高漏抗，使得功率因数和Tmax均下降

c、定子铁耗大：减小定子内径引起转子磁密提高，增加铁心长度增加定子绕组匝数，使定子电阻损耗增大， 漏抗增大，减少定、转子槽口宽度和采用磁性槽楔，以减少旋转铁耗漏抗增大，使Tmax降低

d、机械耗大：在满足风量下，尽量缩小风扇直径，注意倾角改善风阻，装配精度降低轴系磨耗

e、谐波分量损耗大：选择恰当槽配合，降低5、7、11、13次谐波幅值，在无法改变槽配合的时候

可以适当加大气隙，以削弱非基次谐波幅值，以减少损耗，但加大加大气隙的结果就是励磁电流加大，功增加功率因数下降，基波幅值下降因此基本Tmax下降

2、功率因数低涉及：励磁电抗、总漏抗 磁化电流大、电抗电流大

a、磁化电流大：增加定子绕组匝数，以降低磁密，定子电阻增大，使效率降低，漏抗增大， Tmax下降。

或适当减少气隙，降低励磁电流，如果槽配合不当会提高谐波幅值，最大转矩稍微提高，使得效率下降，电磁噪音或震动增加，温升增加，同时造成装配困难增加。

使谐波漏抗增大，增加铁心长度以降低磁密，调整槽形尺寸，使齿部和轭部磁密分配合理。

b、电抗电流大:电抗电流大，由于漏抗大所致，可以改变槽形尺寸，加大槽宽，减小槽高，增大槽口

如此，漏抗减小， 启动电流增大，同时缩短绕组端部长度以减少端部漏抗，但嵌线困难

随写几种，其实，许多是相互制约的，一般优先考虑Tmax、效率、启动电流，其次再考虑功率因数，必将两全齐美很难，这个就要看客户的要求，来分配铜耗与铁耗、励磁电抗与漏抗的关系。

电机铭牌功率解释 篇4

电机铭牌上的功率是额定轴输出功率，是有功功率。

三相异步电动机铭牌上的 额定电流=额定功率÷1.732÷额定电压÷功率因数÷效率，举例说明：Y90S-4电机，额定功率1.1kW，额定电压380V，效率75%，功率因数0.77，额定电流=1100÷1.732÷380÷0.75÷0.77=2.89A，此时100%负载时输入功率=1.1÷0.75÷0.77=1.9kW。

出于安全考虑，绝大部分 电机不会工作在额定状态——而是80%负载左右，所以电机实际耗电量可以通过下述方法测得：

1、三相异步电动机，用钳形电流表测得输入端三相电流平均值，耗电量（单位:度）=1.732×三相电流平均值（单位:A）×电压（电压:V）×时间（单位：h）÷1000；

2、单相异步电动机，耗电量=单相电流×电压×时间÷1000。

电机铬牌中的功率是指电机的额定输出机械功率，铭牌功率除以效率是有功功率，有功功率除以功率因数是视在功率（发电机总功率），即额定功率=视在功率*功率因数*效率。

电动自行车电机效率和功率 篇5

电动自行车电机效率和功率

长期以来，电动自行车电机的效率和功率成为“说不清”的问题，无论是有关标准的叙述，还是商品的样本、铭牌标注；无论是专业人员还是销售、采购人员，电动自行车电机的效率和功率始终没有一个公认和明确的定义。所以重新讨论电动自行车电机的效率和功率问题是十分必要的。工业标准电机的设计，大体上有2类原则： 1.发热原则：

电机的绕组、永磁材料或导电部分，主要的结构部分（如轴承）在经济使用寿命期（工业电机为15-20年，电刷允许定期更换）内允许安全运行的极限温度。一般对于上述部位分别有明确的温度（或温升）限制，不同的材料也有不同的允许极限温度。例如以聚酯薄膜聚酯纤维纸为槽绝缘和高强度聚酯漆包线组成的电气系统为B级绝缘。连续运行时允许的绕组温升极限为80K（用电阻法检测）。2.性能原则：

性能原则包括电气性能，机械性能和其它性能等。电气性能通常指力能指标（如效率、功率因数），转速，转速变化率，转矩，短时过载能力，换向等。机械性能一般有外形和安装尺寸限制（如在轴向或径向尺寸上有所限制），转动惯量，材质，极限转速等。其它性能一般有噪声，振动，可靠性，性能/价格比，特殊环境用途等。

根据用途，电机大体可以分为2类。一类为驱动用，另一类为控制用。很显然，电动自行车用的电机，应当归为驱动用电机。在长期的实践中，工业驱动用的电机标准，巧妙地将上述2个原则融汇成一个整体。如交流电机的温升和效率实际上都非常接近标准的上限，你很难说它属于“发热原则”设计还是“性能原则”设计。温升和效率同时满足标准上限的电机通常效率值并不算高。还有一种“高效率”电机，通常比普通电机效率高4-7%（与功率、转速等有关），它的温升就非常低，属于“性能原则”设计。对于短时使用的（如阀门电机，有时几天，甚至一年才能运行一次）电机，通常没有考虑效率的必要，在保证基本性能要求的条件下，应当用“发热原则”设计。反之我们也可以说，一台电机的额定功率是不确定的，按照“发热”或“性能”来确定，同一台电机的额定功率在相当大的范围内是变值。电动自行车由于它的能源的特殊性，电机设计应当采用“性能原则”设计，即尽可能将电机效率设计得高一些。通常高效率电机的温升不会发生问题。

相信很多人会说：“那我们就把电机效率设计的高高的，不就成了吗？”。不成！因为提高效率是以有效材料（铜线、导磁材料，永磁材料）的付出为代价，即效率越高，材料消耗越多，成本越高，电机也越重。传统的电机设计有一种经典理论，即效率提高1%，有效材料要多消耗10%。对于电动自行车电机来说，想要大幅度提高效率不仅仅是单纯的材料成本问题，整车重量和体积恐怕都是不允许的。上面我们说过，电动自行车电机设计应当采用“性能原则”设计，那么如何确定一个标准性能呢？ 电动自行车的车体状态参数（轮胎花纹，规格，充气状态），和骑行状态参数（骑行速度，路面状况）复杂，还无法用用一个标准的参数去描述骑行状态。一般来说，在以20Km/h的速度恒速平地骑行、标准负载质量（75千克）和无风的条件下，电动自行车消耗的功率为95-115W，平均功率为105W，我们可以认为这就是电动自行车“标准骑行状态”时的电机功率。考虑到在有弱风和非连续性的小的坡度下也能骑行（允许速度有所降低），而且要有一定的动态性能（加速度），电机的功率150-180W也足够了。电动自行车在城市骑行经常运行于起动-加速-恒速-减速-制动状态，恒速状态常常是十分短暂的。在加速过程中，电机的极限输出转矩或功率（更准确的说应当是转矩，因为功率还与转速有关）取决于控制器的限流。3倍额定电流（标准骑行状态105W时电流，36V时大约为3.6-4.0A，与电机效率有关）为12A（24V为18A），可以获得大约3倍的额定转矩。如果要想获得更好的动态性能和爬坡性能，就要求电机的额定功率达到200 W以上，此时电机在“标准骑行状态” 运行，可能并不是最省电的。大量的计算和实践表明，对于电动自行车电机，其性能差异主要是电机的转速，而不是有刷或无刷电机。对中、高速电机带2-3级减速机构（俗称有齿电机）和低速不带减速机构的直接驱动电机（俗称无齿电机）进行比较，并用一个统计的曲线（20km/h，610mm电动自行车）来描述（图1）。

由曲线可以看到，低速电机（无齿电动轮毂）在A区和B区附近有较高的效率，一般可以达到82-73%。在C区（加速运行状态）效率表现较差。减速电动机则有相反的表现，即在B区（标准骑行状态）效率逐渐呈现上升的趋势，总体平均值比低速电机低一些，一般在72-78%之间（与减速器有关）。在加速区表现比低速电机好，效率的最大值发生在C区甚至D区。在D区，低速电机的表现比减速电动机差很多，不过限流区是非工作区，所以没有实际意义。单就效率指标而言，低速电动轮毂和减速电动机相比，都没有压倒优势，可以说各有优缺点，目前不可能排斥掉任何一方。由于电动自行车运行的特殊性，用单一的“标准骑行状态”也不是完全合理的。如果用一个统计的加权系数来修正效率曲线，并取A，B，C三个实际运行区间曲线下所包络的面积来确定“等效”的效率，是比较客观的，不过这样会使数据的处理变的特别复杂，难以操作，尤其在电动自行车这个行业。所以我们还是认为引入“标准骑行状态”是必要的。具体来说“标准骑行状态”就是

功率P2=105W（可以通过进一步认证确定更合适的数值）车速V=20km/h V=π*D*N*60*10-6 =1.885*N*D*10-4 km/h D——计算轮径，mm（实际骑行时车胎直径会比空载时车胎直径小一些）N——转速， r/min 以610mm电动自行车为例，电动轮毂的转速是 N=106103.3/D=106103.3/610=174 r/min 转矩M=9.55*P2/N=9.55*105/174=5.76 Nm 之所以引入功率概念而不是转矩，是因为在一定的车速下，不同的轮径转矩不同，而功率基本相同。P2=M*N/9.55=D/2*F*N/9.55=K*F*V=常数（V一定时）F——电动自行车驱动力（水平分量）M=D/2*F 如果标准中同时规定在“标准骑行状态”105W和C区的中间点，约150-180W两种状态下的效率（或效率平均值）就可以规范电动自行车的实际运行性能。105W 时功率称为“标准骑行功率”；150-180W的输出功率可以规定为“额定功率”。

目前有许多企业用效率曲线的最高点作为产品的“额定”状态是错误的。因为无论是低速电动轮毂还是减速电动机，其“工作点”都不在效率曲线的最高点。再者，电动自行车运行是一个区段而不是一个点。

另一误区是商家竭力把自己的产品功率标注得很大，有时甚至超过了电机可能达到的最大功率（也许功率也与销售价格成正比吧！）。由于电机输出功率 P2=M*N/9.55 随着转矩M的增加（电流成比例增加），而转速N却在减少，所以P2有一个最大值，当电机的转矩小于负载转矩时，电机就制动了（N=0），此时电机的转矩最大（电流也达到最大，称为短路），而输出功率P2=0。

对于低速电动轮毂来说，最大功率一般做不大。例如额定转速为180 r/min的电机，最大功率达到210W就不错了。转速越高，最大功率也越大。额定转速2000 r/min以上的电机，最大功率达到400W就不足为奇了。

就电机的额定功率问题。YAMAHA认为他们将电机的额定功率定在235W（我们国家标准定在240W是否参考了日本技术条件，不知道），是因为他们的电动自行车可能运行在日本的丘陵地带，这是他们的国情。YAMAHA的电动机毫无例外的采用高速电机（有刷无刷均如此）235W的额定功率并不难达到。我们国内的中轴驱动用的电机（转速约2000r/min）也能达到这个水平，甚至力能指标还比日本高一些。应当指出高速电机（4000r/min左右）可能要用到3级齿轮减速或2级摩擦减速（YAMAHA和国内有一家企业生产的迷你轮毂曾经用过），电机空载电流较大，效率的最高点有可能超出实际运行区，而进入限流区，电动自行车实际耗电较大，并不一定节能。