[笔记] 电机工作制以及软硬特性的本质推导

原始资料来源：某电机厂商

1.电机非常规操作术语和许可次数

1.1 电机操作术语

1. 点动：通电后立即关停，最终速度不到额定转速的1/4
2. 电制动：制动到额定转速的1/3
3. 逆转：也就是打反车，不等停车，立即翻转。

这些操作对电机的主要影响是过流和温升。

1.2 电机启停许可次数阈值

2.电机常用工作制式说明

简要起来说：

S2电机几乎从来没有过热的危险。

S3可能加有软启动器。

S4是大多数起升电机的工作模式。机械刹车片。

S5相对S4会涉及电制动。

S3~S5细分型号会涉及带载运行时间的比例。

附录A 全国目前的起重机械产业聚集区域

• 河南北部的蓝星对应长垣
• 山东？
• 山东南部似乎是安徽？
• 然后是上海可能还有苏州，两家
• 台湾相邻的是福建
• 福建北部的那个蓝点是浙江

附录B 由工作制S3-FC参数引发的关于电机设计的讨论

结论参见文末

》》电机工作制式的FC是什么意思？

"FC"在电机工作制式中也可以表示"Full Load Cycle"（满负荷循环）。这个术语通常用来描述电机在不同负荷下的工作循环特性。

Full Load Cycle（FC）的特点：

1. 定义：

   • Full Load Cycle 指电机在不同负荷下的工作周期，包括不同负荷状态（如40%、60%、100%等）下的运行时间和间隔时间。

2. 工作模式：

   • 40%：指电机在额定负荷的40%下工作。
   • 60%：指电机在额定负荷的60%下工作。
   • 100%：指电机在额定负荷的100%下工作。

3. 目的：

   • 这种工作制式用于评估电机在不同负荷条件下的性能、热特性和耐用性。
   • 帮助确定电机在实际应用中的表现，确保其能够在各种工作条件下可靠运行。

4. 应用：

   • 用于电机的设计、测试和规格说明中，以提供有关电机如何在不同负荷下工作的详细信息。
   • 对于需要频繁变化负荷的应用场景，这种模式特别重要。

这种情况下，Full Load Cycle 的信息帮助用户了解电机在不同负荷下的运行情况，以便做出合适的选择和安排。

》》我在产品页面上看到，同一个型号的电机，不同的工作模式，额定转速不同，这是为啥？

同一型号电机在不同工作模式下额定转速不同，可能由以下几个因素导致：

1. 冷却方式的不同：

• 不同工作模式下，电机可能采用不同的冷却方式。例如，有些模式可能使用风冷，而有些模式可能使用液冷或其他冷却技术。冷却方式不同会影响电机的最大允许转速，因为冷却效果影响电机的热管理和性能稳定性。

2. 负荷条件的不同：

• 在不同的工作模式下，电机可能设计为处理不同的负荷情况。在较高负荷模式下，电机的额定转速可能较低，以确保电机在较高负荷下的稳定性和可靠性。相反，在较低负荷模式下，电机可以承受更高的转速。

3. 温度管理：

• 不同工作模式下的额定转速可能与电机的温升有关。例如，在高温环境下运行时，为了避免过热，电机的额定转速可能会降低。

4. 效率和寿命的考虑：

• 不同工作模式下，电机的设计可能会优化不同的性能指标，如效率或寿命。在某些模式下，为了提高效率或延长寿命，可能会选择降低转速。

5. 应用需求：

• 针对不同的应用场景或需求，电机可能需要调整转速以适应具体的工作要求。例如，在高精度应用中，较低的转速可能更有利于精确控制，而在高功率应用中，可能需要较高的转速来提高功率输出。

6. 保护机制：

• 某些电机在不同工作模式下可能会有不同的保护机制，如过载保护、过热保护等。这些保护机制可能会限制电机在某些模式下的最高转速，以保护电机免受损害。

总结

因此，电机在不同工作模式下的额定转速不同是为了适应不同的工作条件、负荷要求和冷却需求，以确保电机在各种情况下都能稳定可靠地运行。这种设计有助于提升电机的性能、效率和使用寿命。

》》这些是不同的电机，还是相同电机？

这些是相同型号的电机。在产品页面上看到同一型号电机在不同工作模式下有不同的额定转速，说明这个型号的电机有多个工作模式或者变体，每种模式下的设计参数和性能指标可能会有所不同。

可能原因包括：

1. 不同工作模式的设计：

   • 电机可能在设计时考虑了不同的工作模式（如高负荷、低负荷等），以适应不同的应用需求。每种模式下的转速、功率和冷却方式可能不同，因此在相同型号的电机下，不同模式的额定转速也会有所不同。

2. 负荷和运行条件的变化：

   • 根据电机运行的负荷情况，电机的转速可能会有所调整。例如，在满负荷下，电机可能会以较低的转速运行，以提高可靠性和效率，而在部分负荷下，电机可以运行在更高的转速。

3. 冷却方式的变化：

   • 不同的工作模式可能使用不同的冷却方式（如风冷、液冷等），这会影响电机的最高安全转速。在某些模式下，可能会使用更高效的冷却系统，允许更高的转速。

4. 应用场景的不同：

   • 电机的不同工作模式可能是为了满足不同的应用场景或工作环境需求。例如，某些模式可能适合高转速、高功率的应用，而其他模式可能适合低转速、高扭矩的应用。

总结

即使是相同型号的电机，不同的工作模式可能会有不同的额定转速。这种设计使得电机可以在不同的工作条件和应用环境下提供最佳性能。对于具体的使用情况，用户可以根据实际需求选择合适的工作模式。

》》我的意思是，我买了一台电机，它既可以用作FC30%，也可以用在FC60%的场景？这怎么可能，它的额定转速不是满量程的转速吗？

理解你的意思了。如果你买了一台电机，它可以在不同的工作模式（如FC30%、FC60%）下使用，这种情况通常是电机设计的灵活性和适应性的体现。尽管电机的额定转速是满量程下的转速，但实际应用中，电机的转速和性能可以根据不同的工作模式进行调整。以下是一些可能的解释：

1. 多种工作模式的支持

电机可能设计为支持多种工作模式，每种模式下的额定转速和性能参数可能有所不同。例如：

• FC30%：电机在30%负荷下的工作模式，这通常意味着电机在较低的负荷下运行，可能会有较高的额定转速。

• FC60%：电机在60%负荷下的工作模式，电机的转速可能会有所调整以适应中等负荷条件。

2. 动态调节转速

现代电机和驱动系统通常配备有变频器或调速器，可以根据需要动态调整电机的转速。这使得同一电机可以在不同的负荷条件下运行，而不会固定在一个单一的额定转速上。例如：

• 电机的控制系统可以根据负荷条件自动调整转速，以实现最佳性能和效率。

3. 额定转速的定义

• 额定转速 通常指的是电机在额定负荷下的最大稳定运行转速。虽然这是一个标准的参数，但电机在不同的负荷下可以表现出不同的转速和功率输出。

• 在不同负荷下，电机可能会有不同的转速范围，但不会超过其设计的最大额定转速。

4. 冷却和保护机制

• 不同的工作模式下，电机的冷却方式和保护机制可能会有所不同。例如，某些模式下可能需要更强的冷却措施来支持较高的转速，而其他模式下可能会限制转速以保护电机。

5. 应用场景的适应性

• 电机可能被设计为在不同的应用场景中提供灵活的性能。例如，电机可以在不同的工作模式下调整转速，以适应特定的操作需求或工作环境。

总结

虽然电机的额定转速是指其在满负荷情况下的最大稳定转速，但现代电机可以根据不同的工作模式和负荷条件调整实际运行转速。这种灵活性允许电机在不同的应用场景下提供最佳的性能。你可以参考电机的技术文档或咨询供应商，以了解如何在不同工作模式下优化电机的使用。

》》电机铭牌上会给出FC参数吗？

电机铭牌上通常不会直接给出"FC"参数（如FC30%、FC60%等）。铭牌上的信息一般包括以下内容：

1. 额定电压：电机的工作电压。

2. 额定电流：电机在额定负荷下的工作电流。

3. 额定功率：电机的功率输出。

4. 额定转速：电机在额定负荷下的转速。

5. 频率：电机的工作频率（如50Hz或60Hz）。

6. 绝缘等级：电机绝缘材料的耐温等级。

7. 温升：电机在额定条件下的温升等级。

8. 保护等级：电机的防护等级，如IP55等。

9. 工作模式：例如连续工作（S1）、间歇工作（S2）、短时工作（S3）等。

10. 制造商信息：包括生产厂家、型号、生产日期等。

FC参数的表示

"FC"参数通常指的是"Full Load Cycle"（满负荷循环）或"Full Load Duty Cycle"（满负荷工作周期），这些信息可能会在电机的技术规格表、产品手册或说明书中提供，而不是铭牌上。铭牌主要集中在电机的基本运行参数和安全信息。

如何获取FC参数

1. 技术手册：电机的技术手册或用户手册通常会详细说明电机在不同工作模式下的性能参数，包括不同的FC工作模式。

2. 制造商网站：制造商的网站上可能有详细的产品规格和应用指南，包括各种工作模式下的参数。

3. 直接咨询制造商或供应商：如果需要详细的工作模式信息，可以直接联系电机的制造商或供应商，获取具体的技术资料。

总结

虽然电机铭牌上不会直接给出"FC"参数，但你可以通过查阅电机的技术手册或联系供应商获取这些信息，以了解电机在不同工作模式下的性能。

》》我如果指定不同的FC参数，我实际上买到的是不同的电机？虽然型号可能相同？

如果你指定不同的FC（Full Load Cycle）参数，实际上买到的可能是具有不同设计或配置的电机，即使型号相同。这是因为不同的FC参数涉及到电机的工作周期和负荷条件，这可能需要对电机进行不同的设计调整或配置。以下是一些可能的情况：

1. 电机设计的调整

• 不同的工作模式：电机可能有多种工作模式（如S1连续运行、S2间歇运行等），每种模式下电机的设计参数（如冷却方式、转速、负荷能力）可能有所不同。不同的FC参数可能对应不同的工作模式。

• 冷却系统：在不同的FC工作模式下，电机可能需要不同的冷却系统。为了适应不同的负荷条件和工作周期，电机可能采用不同的冷却方案。

2. 额外的配置或选件

• 额外的组件：某些电机可能需要额外的组件或附件（如风扇、散热器）来支持特定的FC参数。这些组件可能会影响电机的整体设计和成本。

• 性能优化：为了满足不同的FC要求，电机的性能可能会经过不同的优化。例如，针对高负荷应用，电机可能会使用更高耐温等级的材料或进行特别的设计改进。

3. 定制化生产

• 定制化选项：有些制造商可能会根据客户的要求提供定制化的电机解决方案，即使型号相同，但配置和性能特征可能会有所不同。这种定制化可能包括不同的FC参数。

4. 相同型号但不同配置

• 型号的适应性：虽然型号相同，但同一型号的电机可能会有不同的配置版本来适应不同的FC参数。这些配置版本可能在性能、负荷能力或运行特性上有所区别。

总结

指定不同的FC参数可能会影响你购买的电机的具体配置或设计，即使它们的型号相同。为了确保你获得符合需求的电机，建议在购买之前与供应商或制造商详细讨论你的工作条件和需求，了解电机在不同FC参数下的具体配置和性能差异。这样可以确保你获得的电机能够满足你的实际应用需求。

》》FC参数对应了不同的软硬度？因为电源频率是固定的，型号相同，空载转速不可能有差别.

理解你的观点。确实，对于电机而言，空载转速通常是由电源频率决定的，而与电机的FC（Full Load Cycle）参数直接相关的通常是负荷、工作周期和热管理等因素。在这种情况下，FC参数可能不会直接影响电机的空载转速，但会影响其他方面的电机性能和设计。以下是一些相关的要点：

1. FC参数与电机设计

• 负荷和工作周期：FC参数描述了电机在特定负荷下的工作周期。例如，FC30%可能表示电机在额定负荷的30%下运行，而FC60%则表示在60%负荷下运行。这影响了电机在实际应用中的表现，但不直接影响空载转速。

• 热管理：不同的工作负荷和周期会影响电机的发热情况。因此，电机的冷却设计可能会根据FC参数进行调整，以确保电机在指定负荷下的可靠运行。电机可能会有不同的散热设计或绝缘等级来适应不同的FC要求。

2. 硬件和配置差异

• 冷却和绝缘：为了适应不同的FC参数，电机可能会有不同的冷却系统或绝缘材料。例如，在高负荷应用中，电机可能需要更好的冷却和更高的绝缘等级。

• 机械设计：电机的机械部分（如轴承、转子等）可能会根据不同的负荷要求进行不同的设计或选材，以确保在指定负荷下的可靠性和耐用性。

3. 电机型号与实际应用

• 型号相同但配置不同：虽然型号相同，但不同的FC参数可能对应着电机在特定负荷和工作条件下的优化设计。这意味着你可能会购买到相同型号但具有不同设计特征的电机，以适应不同的应用需求。

• 性能优化：在实际应用中，制造商可能会提供不同的配置选项来满足不同的工作负荷和周期要求，这些配置选项可能影响电机的耐用性、效率和其他性能特征，但不改变电机的空载转速。

4. 空载转速的稳定性

• 电源频率固定：由于电源频率是固定的，电机的空载转速不会因FC参数的不同而改变。空载转速主要取决于电机的设计、极对数和电源频率。

总结

FC参数主要影响电机在不同负荷和工作周期下的性能表现，而对空载转速的影响有限。不同的FC参数可能导致电机在负荷能力、热管理和其他配置方面有所不同。为了满足特定的应用需求，建议与制造商或供应商详细讨论你的工作条件，以确保选择合适的电机配置。

》》还不对劲，我能明显看到不同的电机，它的额定负载的转速不同。这些电机的软硬度一定不一样，对不对？

你提到的"额定负载的转速不同"可能确实涉及到电机设计中的一些差异，这可能与电机的"软硬度"或设计配置有关。这里的"软硬度"可以理解为电机在负载下的表现特性。以下是一些相关的解释：

1. 额定负载转速的不同

• 设计差异：不同电机型号或配置可能会有不同的额定负载转速。这通常是由于电机的设计参数（如极对数、转子结构、绕组配置等）不同。不同的设计可能使得电机在相同的负载条件下有不同的转速表现。

• 负载特性：电机在额定负载下的转速可能会受到负载特性、机械设计和其他因素的影响。如果电机的转速在额定负载下不同，这通常意味着这些电机在设计上有差异，以满足不同的应用需求。

2. 电机的"软硬度"

• 软硬度解释：在电机设计中，"软硬度"可以理解为电机的负载能力、转速稳定性和响应特性。不同的设计和配置可能导致电机在负载下表现出不同的软硬度特性。

• 设计影响：电机的"软硬度"可能由多个因素决定，包括绕组的类型、材料的选择、磁路设计等。电机的额定负载转速不同可能意味着它们在这些方面的设计有所不同，以满足不同的负载需求或应用场景。

3. 负载与转速的关系

• 负载特性：电机在不同的负载下可能表现出不同的转速特性。负载越高，电机可能会出现转速下降的现象，这种现象与电机的设计和负载能力有关。

• 转速调整：一些电机可能通过调速器或变频器来调整转速，以适应不同的负载条件。即使是相同型号的电机，如果负载和控制方式不同，实际运行中的转速也可能有所不同。

4. 设计与应用

• 电机型号：即使电机型号相同，实际应用中的转速表现可能会因设计配置不同而有所变化。例如，电机可能会在不同的工作条件下优化其性能，以满足特定的应用需求。

• 配置差异：不同电机可能在设计和配置上有所不同，例如不同的绕组设计、冷却方式、机械结构等。这些差异会影响电机在额定负载下的转速表现。

总结

电机的额定负载转速的不同确实可能反映了电机在设计上的差异，这包括电机的"软硬度"或负载特性。不同的电机设计可以导致在相同负载条件下表现出不同的转速特性。为了确保选择适合的电机，建议在购买时详细了解电机的设计参数、负载特性和应用需求。

》》再所缩小一下范围，这些不同FC电机，不同额定转速的电机，它的极对数相同，但是额定转速在相同空载转速的基础上有些微的差异，它是怎么做到的？

如果不同FC（Full Load Cycle）电机或具有不同额定转速的电机在极对数相同的情况下，额定转速却有些微的差异，这种现象可以通过以下几个方面来解释：

1. 负载特性和转速调节

• 负载条件：虽然空载转速由电源频率和极对数决定，但在额定负载下，电机的实际转速可能会略有变化。负载特性可能会影响电机的转速，尤其是在不同的负载和工作周期条件下。不同的FC参数可能会导致电机在负载下的转速有细微差异。

• 转速调节：一些电机设计允许在额定负载下进行微调，以适应不同的应用需求。这种调节可能涉及到转子绕组的调整或其他设计特征，以确保电机能够在不同的负载条件下达到指定的转速。

2. 电机设计的精细调整

• 绕组设计：即使极对数相同，电机的绕组设计（包括绕组的匝数和排列）可以影响电机在负载下的性能。通过精细调整绕组的设计，可以实现额定转速的微调。

• 磁场设计：电机的磁场设计（包括定子和转子的磁路设计）也会对电机的运行特性产生影响。不同的磁场设计可能会导致电机在额定负载下表现出细微的转速差异。

3. 电机的制造公差

• 制造公差：电机的制造过程中存在一定的公差，这些公差可能导致电机在实际运行中的额定转速出现细微的差异。尽管极对数和空载转速相同，但生产过程中可能会有轻微的偏差。

• 材料和组件差异：不同电机的材料或组件（如绕组、铁心、轴承等）可能会导致电机在负载下的转速有轻微的差异。这些差异可能源于制造过程中的变异或设计上的细微调整。

4. 运行条件的影响

• 温度和环境：电机在不同的环境温度或操作条件下，可能会表现出不同的转速特性。高温环境可能导致电机的性能略有变化，从而影响额定转速。

• 电源电压波动：电源电压的微小波动也可能导致电机在额定负载下的转速出现细微差异。

总结

尽管电机的极对数相同，但在额定转速上出现细微差异的情况，可能是由于负载特性、设计精细调整、制造公差以及运行条件等因素造成的。这些细微的调整和变化可能会影响电机在实际负载下的转速表现。

》》我现在需要让一台比较硬的电机，变软，我需要怎么做？

要使一台"比较硬"的电机变"软"，可以理解为需要调整电机的负载特性或改变电机在负载下的表现，使其在负载下更为柔和或适应不同的工作条件。以下是几种可能的方法来实现这一目标：

1. 调整电机控制系统

• 使用变频器（VFD）：变频器可以调节电机的运行速度和扭矩特性，从而实现更平滑的运行。通过调整变频器的设置，可以使电机在不同负载下的表现更加柔和。

• 增加软启动装置：软启动装置可以在电机启动时逐渐增加电流，减少启动时的冲击力，从而使电机在启动和负载变化时更加平稳。

2. 修改负载特性

• 降低负载：如果电机在当前负载下表现得较"硬"，可以尝试降低负载，从而使电机在工作时更为柔和。适当减少负载可以减少电机的负担，使其运行更加稳定。

• 增加缓冲装置：在电机和负载之间加入缓冲装置（如弹簧或减震器）可以减少冲击，改善电机在负载变化时的表现，使其运行更为平稳。

3. 改变电机设计和配置

• 调整绕组或极对数：如果电机的设计允许，可以通过改变绕组配置或极对数来调整电机的负载特性。例如，更改绕组的匝数或增加不同类型的绕组可以影响电机的扭矩特性和运行平稳性。

• 使用不同类型的电机：如果可能，选择具有不同负载特性或扭矩特性的电机。某些电机设计具有更柔和的负载特性，适合于需要较高平稳性的应用。

4. 优化电机的冷却和绝缘

• 改善冷却系统：确保电机的冷却系统工作正常，以避免因过热而导致电机运行不稳定。良好的冷却可以使电机在负载下表现得更加平稳。

• 升级绝缘等级：提高电机的绝缘等级可以增强其耐受负载的能力，使电机在不同负载下表现更加稳定。

5. 进行维护和校准

• 定期维护：定期检查和维护电机，确保其各个部件（如轴承、绕组等）处于良好状态。磨损或损坏的部件可能导致电机在负载下表现不稳定。

• 校准电机：对电机进行专业的校准，确保其在负载下的表现符合预期。校准可以帮助优化电机的运行特性，使其更适合特定的应用需求。

总结

使电机在负载下变得更"软"或平稳可以通过多种方法来实现，包括调整控制系统、修改负载特性、改变电机设计、优化冷却和绝缘、以及进行维护和校准。具体的方法应根据电机的类型、应用场景以及实际需求来选择和实施。如果不确定如何操作，建议咨询电机制造商或专业技术人员，以获得最适合的解决方案。

》》硬是指电机机械输出特性曲线。如果要让一台比较硬的电机变软，最有效的方式是什么？

要让一台机械输出特性曲线较"硬"的电机变"软"，即让电机的输出转矩更好地适应负载的变化，以下是一些最有效的方式：

1. 使用变频器（VFD）：

   • 变频器能够调整电机的频率和电压，从而改变电机的转速和输出转矩。

   • 通过精确控制变频器的输出，可以实现电机输出特性曲线的平滑调整，使电机在不同负载下都能保持稳定的输出。

   • 这种方式适用于需要精确控制电机输出的情况，且效果显著。

2. 增加软启动装置：

   • 软启动装置可以在电机启动时逐渐增加电压和电流，减少启动时的冲击。

   • 在负载变化时，软启动装置也能快速调整电机的输出转矩，以适应负载的变化。

   • 这种方式能够有效地使电机的输出特性变软，提高电机的启动平稳性和负载适应性。

3. 调整电机绕组或设计：

   • 在电机设计阶段，可以通过调整绕组的匝数、线径等参数，或者改变电机的磁路设计，来影响电机的输出特性。

   • 这种方式需要从电机设计层面入手，适用于定制电机或在新产品设计阶段进行考虑。

4. 使用PWM调制（针对直流电动机）：

   • PWM（脉冲宽度调制）是一种通过调整占空比来调整电机输出转矩的方法。

   • 在负载变化时，PWM调制可以迅速调整占空比，使电机的输出转矩与负载相匹配。

   • 这种方式适用于直流电动机，且能够实现高精度的控制。

5. 安装磁场调制器（针对某些类型电机）：

   • 在电机转子上安装磁场调制器，通过改变磁场的大小和方向来调整电机的输出转矩。

   • 这种方法能够精确地控制电机的输出特性，使其更加适应负载的变化。

需要注意的是，具体选择哪种方式应根据电机的类型、应用场景、成本预算以及实际控制需求来决定。在实际操作中，可能还需要结合多种方法来实现最佳的软化效果。同时，对于任何涉及电机控制和调整的操作，都应确保由专业人员进行，以确保安全并达到预期效果。

》》请详细说明一下电机绕组的调整，实现电机的输出负载曲线由硬变软的方法

要通过调整电机绕组来实现电机输出负载曲线的"软化"（即让电机在负载变化时表现得更平稳），可以从以下几个方面进行调整：

1. 改变绕组的匝数

• 降低绕组匝数：

  • 效果：降低绕组的匝数可以减少电机的感抗，从而增加电机的起始转矩和负载适应能力。这种调整有助于减轻电机在负载变化时的"硬"特性，使电机的输出特性变得更加柔和。

  • 操作：可以在电机设计阶段，通过减少绕组的匝数来实现。需要重新设计电机的绕组配置，并在制造过程中进行相应的调整。

• 增加绕组匝数：

  • 效果：增加绕组的匝数会提高电机的感抗，从而减小电机的启动电流，降低电机在负载变化时的转矩波动。适当增加匝数可以使电机在负载变化时更平稳。

  • 操作：这种调整通常需要修改绕组的设计，增加绕组的匝数，并可能需要调整电机的其它设计参数以匹配新的绕组配置。

2. 调整绕组的线径

• 使用较粗的绕组线径：

  • 效果：较粗的绕组线径可以降低电机的电阻，使电机在负载下能够提供更稳定的转矩。这种调整可以帮助减轻电机在负载变化时的"硬"特性，使电机在运行时更加平稳。

  • 操作：在电机设计阶段，可以选择适当的导线线径来优化绕组的电阻特性。实际操作中可能需要重新绕制电机的线圈。

• 使用较细的绕组线径：

  • 效果：较细的绕组线径会增加电机的电阻，从而在负载变化时提供更平稳的转矩输出。这种调整适用于需要降低电机启动电流并提高负载适应性的情况。

  • 操作：类似地，需要在电机设计阶段选择合适的线径，并在制造过程中进行调整。

3. 改变绕组的配置

• 调整绕组的排列方式：

  • 效果：通过改变绕组的排列方式（例如改变绕组的分布或绕制角度），可以影响电机的磁场分布和转矩特性，从而使电机在负载变化时表现得更加平稳。

  • 操作：这通常涉及电机的设计和制造过程，需要重新设计绕组的排列方式，并进行相应的调整。

• 使用不同类型的绕组：

  • 效果：例如，可以使用不同类型的绕组（如不同绝缘材料或绕组形状）来优化电机的负载特性。这种调整可以影响电机的感抗和电阻，从而改变电机的输出负载特性。

  • 操作：需要在电机设计阶段进行选择和调整，以匹配电机的应用需求。

4. 优化绕组的材料和绝缘

• 选择适合的绕组材料：

  • 效果：高质量的绕组材料可以改善电机的导电性和散热性能，从而在负载变化时提供更稳定的转矩输出。

  • 操作：选择具有优良导电性和散热性能的绕组材料，并在制造过程中应用。

• 优化绝缘材料：

  • 效果：使用更高等级的绝缘材料可以提高电机的耐受能力，减少由于负载变化引起的过热和性能波动，从而使电机的输出特性更加平稳。

  • 操作：在电机制造过程中，选择适当的绝缘材料并进行相关处理。

5. 结合电机设计调整

• 磁路设计：

  • 效果：优化电机的磁路设计（如改进磁铁的排布或提高磁性材料的质量）可以改善电机的转矩特性，使其在负载变化时表现得更平稳。

  • 操作：需要在设计阶段进行详细的磁路分析和优化。

• 增加电机的绕组冷却：

  • 效果：改善绕组的冷却性能可以减少因过热引起的性能波动，从而使电机在负载变化时保持更加平稳的输出。

  • 操作：可以在电机设计中加入更高效的冷却系统，如风扇或液冷装置。

总结

通过调整电机绕组的匝数、线径、配置及材料等参数，可以有效地使电机的输出负载曲线由"硬"变"软"。这些调整通常需要在电机设计阶段进行，涉及到电机的绕组设计、材料选择和制造工艺。建议在实际操作中，与电机设计专家合作，以确保这些调整能够满足特定应用的需求，并实现期望的性能改进。

》》硬的电机需要更多的资源投入，还是反之？

硬电机通常指的是输出特性较"硬"的电机，这种电机在负载变化时可能表现出较大的转矩波动或启动时的冲击力。要使电机的输出特性变"软"，通常需要更多的资源投入。以下是一些需要考虑的资源投入和因素：

1. 设计和工程资源

• 复杂的设计：使电机的输出特性变软通常需要对电机进行详细的设计和优化，包括调整绕组的匝数、线径、配置等。这需要较高的工程设计能力和技术水平。

• 计算和仿真：为了优化电机的特性，可能需要进行详细的计算和仿真，以确保设计的有效性。这些计算和仿真工作需要专业的软件和工程师的投入。

2. 材料和制造成本

• 高质量材料：为了实现平稳的输出特性，可能需要使用更高质量的绕组材料、绝缘材料和磁性材料。这些高质量材料通常成本较高。

• 复杂的制造工艺：调整电机绕组设计和增加额外的冷却或优化措施可能需要更复杂的制造工艺，增加了制造成本。

3. 测试和验证

• 测试设备：对调整后的电机进行性能测试和验证需要专用的测试设备和工具。这些设备的采购和维护也需要额外的投入。

• 实验和调整：进行实际的实验和调整以验证设计效果，可能需要较多的时间和资源。

4. 控制系统的投入

• 控制器和变频器：如果使用变频器或软启动装置来实现电机的"软化"，需要额外投入这些控制设备的成本。这些设备的购买和配置也需要额外的资源。

5. 维护和操作

• 维护成本：调整后的电机可能需要更多的维护和校准，以确保其在实际运行中的平稳性。这可能会增加长期的维护成本。

• 操作培训：对于新设计的电机或控制系统，操作人员可能需要额外的培训，以确保能够正确使用和维护电机。

总结

要使电机的输出特性变软，通常需要投入更多的资源，包括设计和工程资源、材料和制造成本、测试和验证、控制系统的投入以及维护和操作成本。这些投入主要集中在优化设计、提升材料质量、改进制造工艺和增加控制系统方面。虽然这些投入可能会增加初期成本，但可以显著提高电机的运行平稳性和适应性，从而在长远的使用中带来更好的性能和效益。

》》输出特性曲线更软的电机更贵？

输出特性曲线更软的电机通常会更贵，主要原因如下：

1. 设计复杂性

• 优化设计：为了实现更平稳的输出特性，电机在设计时可能需要采用更复杂的结构设计，如改变绕组配置、使用更高质量的材料等。这些设计需要更高的工程技术投入。

• 分析和仿真：软特性电机的设计通常需要进行更多的计算和仿真分析，以确保设计的有效性和可靠性。这也增加了设计成本。

2. 材料成本

• 高质量材料：软特性电机往往使用更高质量的材料，如改进的磁性材料、优质的绝缘材料和更高导电性能的导线。这些材料的成本往往较高。

• 定制材料：在某些情况下，可能需要使用特殊的定制材料，这进一步增加了成本。

3. 制造工艺

• 更先进的制造技术：实现软输出特性的电机可能需要采用更多的高端制造技术，如精密绕线、改进的焊接和组装工艺。这些工艺要求更高的设备投资和生产管理。

• 生产过程中的严格控制：为确保电机在负载下的平稳表现，生产过程中需要更多的质量控制和检测措施，这也会提高制造成本。

4. 控制和驱动系统

• 高性能控制器：这些电机通常需要配备高性能的控制器（如变频器或软启动器）以实现平滑的运行和负载适应性。这些设备的价格通常比基本控制系统高。

• 额外电子设备：可能需要增加额外的传感器和反馈系统，以精确监控和调节电机的输出特性，这也会增加整体费用。

5. 研发和测试成本

• 更多的研发投入：为了实现更软的输出特性，通常需要进行更多的研发，例如原型测试、性能调优等，研发过程中的实验和测试成本也较高。

• 验证过程：软特性电机需要经过严格的性能验证和测试，以确保其在各种操作条件下的性能稳定，测试过程也会产生额外的费用。

6. 维护和使用成本

• 长期维护：尽管在某些情况下软特性电机可能在使用过程中表现更好、维护更少，但初期的高成本可能影响选择。同时，也很可能需要额外的维护计划或备用零件准备。

• 操作培训：新设计电机及其控制系统可能需要对操作人员进行额外的培训，这也增加了初期投入成本。

总结

输出特性曲线更软的电机由于其设计、材料、制造工艺、控制系统以及研发和测试等多个方面的复杂性，通常会导致更高的成本。因此，虽然这样的电机在平稳性和负载适应性上具有优势，但其价格往往高于输出特性"硬"的电机。消费者在选择电机时需要根据具体的应用需求和预算进行权衡。

》》软的电机其实最大力矩处的电流都会更小。对吧？

通常情况下，具有"软"输出特性的电机在最大转矩处的电流会较小。这主要是因为电机的"软化"设计旨在改善其在不同负载条件下的运行平稳性，而不是单纯追求最大转矩。以下是一些具体原因和解释：

1. 软化特性的电机设计

• 减少转矩波动：软特性电机的设计通常包括优化绕组、使用高质量材料和改进的磁路设计，这些措施可以减少电机在负载变化时的转矩波动。这种设计优化可以使电机在达到最大转矩时，所需的电流相对较小。

• 平稳性设计：为了提高运行的平稳性和减少负载变化的影响，电机可能会调整其最大转矩点，采用更平滑的转矩输出特性。因此，在最大转矩点时的电流会较低。

2. 材料和制造工艺

• 高效材料：使用高质量的磁性材料和导电材料可以提高电机的效率，从而在最大转矩点时降低电流。高效材料的使用减少了能量损耗，使电机能够以较小的电流产生相同的转矩。

• 优化制造工艺：改进的制造工艺（如更精密的绕组工艺）可以提高电机的整体效率，减少最大转矩点的电流需求。

3. 控制系统的影响

• 先进控制技术：现代电机控制系统（如变频器和智能控制器）能够优化电机的运行，使其在负载变化时能够以较小的电流保持稳定的转矩输出。这些控制系统通过精准调节电流和电压，降低了在最大转矩点时的电流需求。

• 软启动和调节：软启动技术可以在电机启动和负载变化时逐步增加电流，从而减少瞬间电流的需求，使最大转矩点的电流较低。

4. 电机效率

• 高效设计：软特性电机往往采用更高效的设计和材料，从而提高了整体效率。在达到最大转矩时，电机能够以较低的电流实现较高的效率，这使得在最大转矩点的电流相对较小。

总结

具有软输出特性的电机通常在最大转矩点的电流较小。这是因为电机的设计、材料、制造工艺和控制系统都经过优化，以提高电机在各种负载条件下的平稳性和效率。这种优化可以减少在达到最大转矩时的电流需求，从而使电机在运行时更加高效和稳定。

》》等等，你的意思是软性电机需要更强的导磁材料？

实际上，"软"特性电机并不一定意味着需要更强的导磁材料，而是需要更合适的材料和设计来实现平稳的转矩输出。以下是一些相关的解释：

1. 材料选择

• 高导磁材料：

  • 优势：高导磁材料（如高性能硅钢片）可以降低电机的磁路损耗，提高电机的效率。这种材料通常用于电机设计中，以改善电机的整体性能和效率。

  • 应用：对于需要高转矩密度和高效率的电机，高导磁材料是有益的，但不一定是"软"特性电机所必须的。

• 磁性材料优化：

  • 设计需求：对于"软"特性电机，重点是优化电机的磁路设计，以确保电机在不同负载条件下能提供平稳的转矩输出。这可能涉及对磁性材料的精确选择和使用，以提高电机的负载适应性和平稳性，而不是单纯追求更强的导磁能力。

2. 绕组设计

• 优化绕组：

  • 效果：通过优化绕组的配置、匝数和线径等，可以改善电机的转矩特性，使其在负载变化时更平稳。这种设计优化可能不依赖于导磁材料的强度，而是通过改变绕组特性来实现。

3. 控制技术

• 先进控制系统：

  • 作用：现代电机控制系统（如变频器、智能控制器）能够精确调节电机的运行状态，使其在不同负载下平稳运行。这些控制技术能够在不依赖于更强的导磁材料的情况下，优化电机的性能。

4. 材料和效率

• 高效率材料：

  • 特性：高效电机材料（如改进的绝缘材料和导电材料）能够降低电流损耗，提高电机的整体效率。在"软"特性电机中使用这些材料，可以提高电机在负载变化时的稳定性，但并不一定需要更强的导磁材料。

5. 磁路设计

• 磁路优化：

  • 方法：优化电机的磁路设计（例如，调整磁极形状和排列）可以改善电机的性能，使其在负载变化时提供更平稳的转矩。这种优化主要关注磁路设计，而不是单纯的导磁材料强度。

总结

"软"特性电机的设计重点在于优化电机的绕组、控制系统和磁路设计，以实现平稳的转矩输出和负载适应性。虽然高导磁材料可以提升电机的效率和性能，但"软"特性电机并不一定需要更强的导磁材料，而是需要更精确的设计和材料选择来实现预期的性能特点。

》》软性电机的定子是不是线圈会更密，因为它要提供在更大转差率下的力矩稳定输出能力，所以，定子的开槽数不得不提高？

您提到的关于"软性"电机定子设计的观点是有道理的。为了实现更平稳的转矩输出，尤其是在更大转差率下，电机的设计确实可能会有所不同。以下是一些具体的解释：

1. 定子绕组设计

• 更密的绕组：

  • 优化：为了提供在不同负载条件下更稳定的转矩输出，定子的绕组可能会设计得更密。这意味着绕组的匝数可能会增加，从而提高定子的电感量和功率密度。

  • 结果：更密的绕组可以帮助减少转矩波动，特别是在负载变化较大的情况下，能提供更平稳的转矩输出。

• 开槽数增加：

  • 开槽数的影响：增加定子的开槽数可以改善绕组的布置，使得磁场分布更均匀，从而提高电机的性能和效率。更多的槽数可以使得绕组更均匀地分布，减少磁通密度的不均匀，降低转矩波动。

  • 设计考量：虽然增加开槽数有助于实现更平稳的转矩输出，但也会增加制造复杂性和成本。设计时需要在性能提升和制造成本之间找到平衡。

2. 转矩稳定性

• 大转差率下的稳定性：

  • 作用：在较大的转差率下，电机的转矩可能会受到负载变化的影响。通过优化定子的设计，特别是增加开槽数和提高绕组密度，可以提高电机在这种条件下的稳定性。

  • 性能：这种设计可以有效地降低转矩波动，使电机在不同工作条件下保持平稳的输出性能。

3. 材料和制造工艺

• 材料选择：

  • 高效材料：为了实现更高的转矩密度和稳定性，可能需要使用更高效的磁性材料和绝缘材料。这些材料可以提高电机的整体性能和效率。

• 制造工艺：

  • 精密制造：增加开槽数和提高绕组密度也要求更精密的制造工艺。这可能涉及更复杂的绕线和组装工艺，以确保电机的性能和可靠性。

4. 控制系统的作用

• 先进控制：

  • 控制策略：除了硬件设计，现代电机的控制系统（如变频器和智能控制器）也可以优化电机在不同负载条件下的性能。这些控制系统可以进一步平衡电机的运行，减少负载变化带来的影响。

总结

为了实现更平稳的转矩输出，尤其是在较大的转差率下，电机的定子设计确实可能需要更密的绕组和增加开槽数。这种设计可以提高电机的性能和稳定性，但也会增加制造复杂性和成本。在实际应用中，设计师需要综合考虑电机的性能需求、成本和制造工艺，找到最佳的设计方案。

》》开槽数量更多，但是这些电感线圈实际上是并联的。电感并联时，感抗似乎会降低？

是的，您的理解是正确的。当电感线圈并联时，总的感抗会降低。这是因为并联电感的总感抗（或称等效感抗）与单个电感的感抗不同。具体来说，电感并联的等效感抗可以通过以下公式计算：

电感并联的感抗计算

对于两个并联电感 L1L1​ 和 L2L2​，总的等效感抗 LeqLeq​ 可以通过以下公式计算：

1Leq=1L1+1L2Leq​1​=L1​1​+L2​1​

如果有更多的电感 L3,L4,...,LnL3​,L4​,...,Ln​ 并联，总的等效感抗 LeqLeq​ 可以扩展为：

1Leq=1L1+1L2+1L3+⋯+1LnLeq​1​=L1​1​+L2​1​+L3​1​+⋯+Ln​1​

感抗降低的影响

• 总感抗降低：并联的电感线圈感抗较低，使得整体电感的感抗减少。这意味着在电流通过这些电感时，总的电抗降低，电流的相对变化会更加平滑。

• 影响稳定性：对于电机的定子绕组来说，增加开槽数和并联线圈可以使电机的磁场分布更加均匀，从而提高电机在不同负载条件下的平稳性。较低的感抗有助于降低转矩波动，提高电机的性能稳定性。

• 提高电机效率：并联线圈可以降低总电阻（在实际应用中，电感和电阻经常一起考虑），从而减少能量损耗，提高电机的效率。

实际设计中的考虑

• 绕组布置：在实际电机设计中，增加开槽数并通过并联绕组来提高电机的性能，可能会涉及到复杂的绕组布置和精细的设计考虑，以确保最佳的性能和稳定性。

• 成本与复杂性：增加开槽数和并联绕组设计可能会增加电机的制造成本和复杂性，因此在设计时需要权衡这些因素，以达到预期的性能目标。

总结

当电感线圈并联时，总的感抗会降低。这种设计可以使电机的磁场分布更加均匀，提高电机在不同负载条件下的稳定性和效率。虽然并联电感可以改善性能，但也可能增加制造成本和复杂性。因此，在电机设计中需要综合考虑性能需求和成本因素。

》》已知变压器初级线圈电感L1和次级线圈电感L2，互感抗是怎么计算的？

互感抗（也称互感）的计算涉及到两个电感线圈之间的相互作用。对于变压器来说，互感抗的计算公式如下：

互感抗计算公式

对于变压器的初级线圈电感 L1L1​ 和次级线圈电感 L2L2​，以及它们之间的互感 MM，互感抗可以通过以下步骤计算：

1. 定义电感和互感：

   • 初级线圈电感 L1L1​

   • 次级线圈电感 L2L2​

   • 互感 MM

2. 电感的互感抗计算：

   • 互感抗指的是由互感 MM 引起的感抗，它是互感的值的函数。互感抗的计算可以使用下列公式：

XM=ωMrad/sXM​=rad/sωM​

其中，ωω 是角频率（ω=2πfω=2πf），ff 是频率（Hz），MM 是互感（H）。

互感的计算

在实际应用中，互感 MM 通常通过试验或计算得到。计算互感时，通常需要了解电感线圈的几何布局、材料和相对位置。互感的计算公式一般为：

M=kL1L2M=kL1​L2​​

其中：

• kk 是耦合系数（0≤k≤10≤k≤1），它表示两个线圈之间的磁耦合程度。对于理想变压器，kk 的值为 1。

• L1L1​ 和 L2L2​ 分别是初级和次级线圈的电感。

互感的影响

• 耦合系数 kk 影响互感的大小。耦合系数为 1 表示线圈完全耦合，而小于 1 的值表示部分耦合。

• 磁通密度：较高的耦合系数和优化的线圈设计可以提高互感，从而提高变压器的效率和性能。

实际计算步骤

1. 测量或计算电感：确定初级线圈 L1L1​ 和次级线圈 L2L2​ 的电感。

2. 确定耦合系数：测量或估算耦合系数 kk。

3. 计算互感：使用公式 M=kL1L2M=kL1​L2​​ 计算互感。

4. 计算互感抗：使用公式 XM=ωMrad/sXM​=rad/sωM​ 计算互感抗。

总结

互感抗是基于互感 MM 和频率的。计算互感需要了解初级和次级线圈的电感，以及它们之间的耦合系数。互感抗的计算公式为 XM=ωMrad/sXM​=rad/sωM​。在实际应用中，准确测量和优化电感线圈的设计可以提高变压器的性能和效率。

》》软的电机，初级线圈因为开槽数增大，Lm下降，但是互感抗此时，相较而言是更大还是更小？

在讨论"软"电机时，增加定子的开槽数会影响到电机的磁性能。具体来说，初级线圈电感 L1L1​ 的变化以及互感抗的变化可以从以下几个方面来分析：

1. 初级线圈电感的变化

• 开槽数增多：当定子的开槽数增加时，初级线圈的电感 L1L1​ 通常会降低。这是因为开槽增加了磁路的复杂性和不均匀性，磁通分布可能变得不如预期那样集中，从而导致电感的降低。

2. 互感抗的计算

互感抗是由互感 MM 决定的，而互感 MM 又与电感 L1L1​ 和 L2L2​ 以及它们之间的耦合系数 kk 相关。互感 MM 的计算公式为：

M=kL1L2M=kL1​L2​​

其中：

• kk 是耦合系数，表示两个线圈的磁耦合程度。

• L1L1​ 是初级线圈的电感。

• L2L2​ 是次级线圈的电感。

互感抗 XMXM​ 的计算公式为：

XM=ωMrad/sXM​=rad/sωM​

3. 影响分析

• 初级电感 L1L1​ 降低：当初级线圈的电感 L1L1​ 下降时，互感 MM 也会下降，因为互感 MM 与 L1L1​ 的平方根成正比。具体来说：

M=kL1L2M=kL1​L2​​

如果 L1L1​ 减小，而 L2L2​ 保持不变，则 MM 会降低。

• 互感抗 XMXM​ 变化：由于互感 MM 降低，相应地互感抗 XMXM​ 也会降低。因为互感抗与互感 MM 成正比：

XM=ωMrad/sXM​=rad/sωM​

如果互感 MM 减少，那么互感抗 XMXM​ 也会减少。

总结

当增加定子的开槽数导致初级线圈电感 L1L1​ 下降时，相应的互感 MM 会减少，因为互感 MM 与初级线圈电感 L1L1​ 的平方根成正比。由于互感抗 XMXM​ 与互感 MM 成正比，互感抗 XMXM​ 也会相应地减少。因此，在这种情况下，互感抗相较而言是更小的。

附录C 猜测-关于软硬电机的线电流特性

未经验证，答案大概率是错的。

1. 电机随着S3制式间歇性工作循环中常用负载的力矩逐渐提升。同型号，同功率电机在额定功率时的转差率逐渐减小，意味着，电机的输出特性曲线，会变得越来越硬。
2. 这里面的主要因素是什么呢？是在低负载条件下，要求电机的输出力矩需要输出。
3. 此时定子线圈绕组沿圆周必须加密，才能保证在额定负载到来时，更高转差率，更低转速条件下的仍能保持输出力矩相对稳定。
4. 此时因为加密后本身磁通量就在减小，但是电感间互相串联，会增大（下面的讨论中AI的反馈是错的），所以，定子绕组整体电感Lm提升，导致更软的电机空载电流下降更多。
5. 同理，此时转子上切割的独立磁路，对应的互感抗也在提升，这就意味着，电机在达到额定功率时，矢量三角形中，90度感性电流在减小，阻性电流不变，所以，此时电机的cos会更倾斜。如下图所示：
   
6. 更软的电机，空载电流与额定电流比较会显得更小，上面图其实画的有问题，红绿三角形的斜边应该近似相等（对于功率相同，只有软硬不同的电机，他们的效率相似，额定电流是差不多一致的）