电机达人浅谈电动车无刷电机的额定效率与最高效率的简便计算方法

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无刷永磁电机的额定效率和最高效率的简便计算方法

（撰写人：电机达人）

先普及一下电动机的基本计算公式：
电动机的效率η=（1-∑P）×100%
式中∑P为电机总损耗，∑P=（PFe（铁损）+PFw（机械阻力损耗）+PCul（额定铜损）+PCu2（最大铜损）+PS（无功损耗））/P1；P1为电机输入功率。

电压、电流参数和功率、效率的计算：
1.首先测量出电机在最高速空转时标准的电流。电机空转10分钟后的测得的电流为准，因为电机在进行一定时间的空转后温度会有所上升，油封和轴承在温度升高后的滚动摩擦阻力将趋于稳定而达到最小值，冬季的空转运行时间还要适当加长。（注意：首先确定电机控制器非矢量控制模式，如：矢量控制模式的正弦波电机控制器的空转电流将加大不少。常规方波控制模式，在没有打开弱磁提速下测量的空转电流视为标准空载电流）。

2.计算出电机的空载损耗，空载损耗主要是由定子铁损、电磁杂散损耗、轴承和油封的机械阻力、轮毂内部和外部的空气摩擦阻力构成。公式为：PW=UI= PFe+PFw+PCul+PS。即：空载损耗的功率=电源电压×空转电流。

3.测量出无刷电机绕组直流内阻。采用微电阻仪或者自制分压法即可很快测量出电机的绕组直流内阻值，一般以欧姆或者毫欧姆为单位。

4.计算出电机额定输出时的绕组损耗（即：铜损）。额定输出一般指的是车辆在最高速匀速行驶时电机的输入电流。公式为：PW=I∧2R。即：铜损的功率=额定电流的2次方×绕组内阻。

5.计算电机在额定输出时的工作效率。公式为：η=（1-∑P）×100%
即：将电机的空载损耗功率加上绕组损耗功率再除以输入功率再乘以100%，即可得出电机的工作效率。

举例一：
计算威力达55磁钢15RV优异型单线电机在72V 80公里/小时匀速行驶时的额定工作效率。
1.已知空转电流在72V时为3.2A，那么：空转损耗功率为：72V×3.2A=230.4W；

2.已知电机绕组内阻为0.022欧姆，假定极速在80公里/小时的行驶电流为50A，那么：此时的绕组损耗为：50A×50A×0.022Ω=55W；

3.已知输入电压和行驶电流，那么：电机的输入总功率为：72V×50=3600W；

4.求电机的工作效率，根据电机的效率公式η=（1-Pout）/Pin×100% 或η=（1-∑P）×100%，即：输出功率/输入功率=工作效率，那么：

η=【1-（230.4+55）/3600】×100%=92.07%。

举例二：
计算威力达55磁钢15RV优异型单线电机在96V 100公里/小时匀速行驶时的额定工作效率。
1.已知空转电流在96V时为3.8A，那么：空转损耗功率为：96V×3.8A=364.8W；

2.已知电机绕组内阻为0.022欧姆，假定极速在100公里/小时的行驶电流为80A，那么：此时的绕组损耗为：80A×80A×0.022Ω=140.8W；

3.已知输入电压和行驶电流，那么：电机的输入总功率为：96V×80=7680W；

4.求电机的工作效率，根据电机的效率公式η=（1-Pout）/Pin×100% 或η=（1-∑P）×100%，即：输出功率/输入功率=工作效率，那么：

η=【1-（364.8+140.8）/7680】×100%=93.42%。

举例三：
计算威力达55磁钢15RV优异型单线电机在96V 100公里/小时匀速负重2-3人行驶或者单人
爬坡时的最高工作效率。
1.已知空转电流在96V时为3.8A，那么：空转损耗功率为：96V×3.8A=364.8W；

2．已知电机绕组内阻为0.022欧姆，假定在爬坡时的行驶电流为120A， 那么：此时的绕组损耗为：120A×120A×0.022Ω=316.8W；

3. 已知输入电压和行驶电流，那么：电机的输入总功率为：96V×120=11520W；

4. 求电机的工作效率，根据电机的效率公式η=（1-Pout）/Pin×100% 或η=（1-∑P）×100%，即：输出功率/输入功率=工作效率，那么：

η=【1-（364.8+316.8）/11520】×100%=94.08%。

结论：

通过以上计算，我们可以得知：

1.无刷电机在工作电流恒定时随着输入电压的提高，其工作效率也会有所提升；

2.额定功率下的效率为最高值的电机不一定是好电机，比如绕组内阻越低的电机，可承载的工作电流更强，功率余量更大，因此在大功率输出时的工作效率更高。由于电机的工作效率平台加宽了许多，电机在单位电流下的低速输出扭矩会更大，因此同样的输入功率下，车辆的加速度更快，爬坡能力更强，电机自然更加省电。


电机达人于浙江台州路桥

(原)Amin

感觉楼上很厉害的样子，虽然我怎么也看不明白说了些什么！

(原)llj19891209

技术好帖，顶一个

(原)电机-达人

感觉楼上很厉害的样子，虽然我怎么也看不明白说了些什么！
Amin 发表于 2013-8-20 19:44

Amin兄看不懂的文章还有谁能看的懂？！

(原)sniq405

现在流行装纯洁吗？


你们看不懂。我更看不懂了。

不过，楼主写的挺有营养的。

收藏了。

(原)张小白

路过看看

(原)店鸡达人

不懂帮顶了！真正的电机达人啊！

(原)锂电试试

电机匀速运行时相电流是线电流的１／３吗？

(原)电机-达人

电机匀速运行时相电流是线电流的１／３吗？
锂电试试 发表于 2013-8-20 20:14

不是的，三相无刷电机在极速匀速时的的相电流略低于控制器的母线电流，原因是因为控制器换向元件有一定的死区时间。目前的三相六拍控制的三相无刷电机始终是一相换向，两相工作，如果电子换向元件没有死区时间，完全可以近似的看做是两相绕组一直在工作。

(原)donglang

这个帖子值得细看。。。因为我就有你文章里所说的机机，55 15的，，单线。