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弱磁控制會對電機的效率產生怎樣的影響？（FJH）

1. 輕載時的效率變化

• 在輕載情況下，適當的弱磁控制可以使電機在較高轉速下運行。當電機轉速升高時，電機的銅損（，其中是電流，是繞組電阻）可能會降低。因為在輕載時，隨著轉速的升高，電流有減小的趨勢，所以銅損會減小。

• 例如，對于一些小型風機電機，在通風要求不高（輕載）的情況下，采用弱磁控制提升轉速。此時，由于電流減小，電機繞組的銅損降低，從而有可能提高電機的效率。

• 同時，在輕載和弱磁狀態下，鐵損（包括磁滯損耗和渦流損耗）也可能會因為磁通密度的降低而有所減小。磁滯損耗與磁通密度的平方成正比，渦流損耗與磁通密度的平方和頻率的平方成正比。弱磁時磁通密度減小，這部分損耗也會相應降低。

2. 重載時的效率變化

• 在重載情況下，弱磁會使電機的轉矩下降。為了維持輸出功率，電樞電流可能會增大。根據銅損公式，電流增大導致銅損增加。

• 例如，在電動汽車爬坡（重載）過程中，如果采用弱磁控制，電機為了克服重力產生的大轉矩，需要增加電流來維持動力，這就會使銅損大幅增加。

• 而且，弱磁后磁通密度降低，雖然鐵損中的磁滯損耗和渦流損耗理論上會降低，但是由于電機需要輸出更大的電流來維持功率，磁場的變化和電流的增加會使電機的鐵心飽和程度等情況發生變化，鐵損的變化情況變得復雜。總體而言，在重載情況下，弱磁控制可能會導致電機效率降低。

3. 寬調速范圍下的效率特性

• 在電機需要在較寬的調速范圍內運行時，弱磁控制在不同的速度區間對效率的影響不同。在中低速區域，通常不采用弱磁控制，電機可以在較高效率的狀態下運行。

• 當電機進入高速區域需要弱磁升速時，在高速輕載的初期階段，效率可能會有所提高。但隨著速度進一步升高或者負載變化，特別是進入高速重載階段，效率會逐漸降低。這是因為電機的損耗（銅損和鐵損）在高速重載情況下會隨著弱磁控制而快速增加。

• 例如，在工業機床的主軸電機調速過程中，從低速加工到高速加工，在弱磁控制下，電機在高速輕載加工階段效率可能維持較好，但在高速重載加工（如強力切削）階段效率會下降。