一维、二维、三维电机的性能分析_技术

平常我们在做电机试验时，往往会通过测试设备获取电机的曲线图表来进行分析。但这曲线图表也有不同的种类，分别适用于不同的场合。

根据电机试验项目的不同，一般会获得不同的测试结果图表。这些图表可以根据涉及的电机参数变量，简单划分为三种：“一维”/“二维”/“三维”图。

“一维”的数据实时显示曲线图

在电机测试中使用比较常见的，就是数据实时显示曲线图。该图显示的，是电机的某一参数量（常见的是转速、扭矩或电流），与时间轴之间的关系，代表随着时间变化，电机参数的变化情况。过去主要用在电机在测试过程中的监控及数据记录。

电机转速、扭矩与时间之间的关系曲线

但随着对电机试验的要求越来越高，测试过程中实时性的要求也越来越高。过去的测试只关注单一参数与时间之间的关系，而当下用户往往更关注在同一时间点下，多个电机参数之间的关系或变化。像转速、扭矩的控制响应，波动情况等，都是属于电机数据实时显示曲线的拓展应用，对电机的测试设备提出了高采样率、实时同步性高的要求。

电机扭矩波动曲线

“二维”的电机特性曲线图

电机特性曲线图是最经典的电机性能分析工具，它是由任意两个电机参数变量之间关系所勾勒出的函数曲线图表。一般电机的“五轴图”就是指这电机特性曲线图，工程师可以通过电机转速与转矩、电流、功率、效率、转差率之间的这五根函数曲线，分析电机的性能。

电机特性曲线

“三维”的电机特性分布图

过去的电机大部分是异步电机或直流电机，其性能差异主要取决于负载的大小，即负载扭矩的大小。但随着技术发展，像现在非常常用的变频电机、无刷电机等，其运行工况不但取决于负载扭矩的大小，还取决于其自身控制的转速。故对于支持主动控制的电机，像电动汽车电机、伺服电机、变频风机等，在分析其性能时，要同时考虑负载和转速控制的情况，往往需要绘制三维的坐标分布图。例如效率测试，就要做效率MAP图的绘制，实现对电机转速、扭矩、效率之间的三元函数关系分析，获取电机在不同转速控制下，加载不同负载扭矩时的高效区分布情况。同类型的图表还有像电机转矩常数与电机温度、输出电流之间的变化图等。