本篇文章將深入探討如何提升電機(jī)的效率。由前篇關(guān)于電機(jī)特性曲線的討論中，我們得知電機(jī)效率的數(shù)學(xué)定義為輸出功率除以輸入功率。因此，為了提高電機(jī)效率，我們將逐一檢視電機(jī)從輸入到輸出的各個(gè)階段。

電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的裝置，其中還涉及到磁能的轉(zhuǎn)換，所以完整的能量形態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程包括電能、磁能以及動(dòng)能三個(gè)階段。在能量的傳輸與轉(zhuǎn)換過(guò)程中，無(wú)可避免地會(huì)有能量損耗。只有當(dāng)我們能夠分析出哪一個(gè)階段的損耗最大，我們才能針對(duì)該階段進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，進(jìn)而提高電機(jī)效率。

提高電壓

電機(jī)能量轉(zhuǎn)換形態(tài)中，電能的損耗表現(xiàn)為銅損，其影響因素包括電流與電阻。如果設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)銅損過(guò)大，最簡(jiǎn)單的解決方案就是提高工作電壓。例如，對(duì)于一顆輸入功率為500W的電機(jī)，若其工作電壓為10V，則代表電流必須為50A，因?yàn)檩斎牍β适请妷汉碗娏鞯某朔e。然而，如果我們將電壓提高到100V，則電流僅需5A。由于銅損與電流的關(guān)系是二次方的，因此，升壓后，銅損將會(huì)降低100倍。這也解釋了為何近期電動(dòng)車的工作電壓趨于發(fā)展到800V。

提高****槽滿率

對(duì)于無(wú)法升壓的情況，我們常常需要尋找降低電阻值的方式。最直接的策略是增大導(dǎo)電體的截面積。在電機(jī)領(lǐng)域，這引發(fā)了如何提升槽填充率的討論，并引出了平角線等新型的漆包線技術(shù)，以達(dá)到提高電機(jī)效率的目標(biāo)。

增大****電機(jī)尺

然而，當(dāng)我們無(wú)法透過(guò)生產(chǎn)技術(shù)增加槽填充率時(shí)，我們可能會(huì)選擇放大電機(jī)的尺寸作為一種策略。這不僅可以獲得更大的槽空間來(lái)放置漆包線圈，同時(shí)從電機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式我們知道，轉(zhuǎn)子直徑和轉(zhuǎn)矩之間是平方關(guān)系。例如，若轉(zhuǎn)子直徑從50增加到60，雖然直徑只增加了1.2倍，但轉(zhuǎn)矩會(huì)增加1.44倍。若我們維持相同的轉(zhuǎn)矩，這意味著我們可以降低1.44倍的電流，從而降低銅損。因此，放大電機(jī)的尺寸對(duì)效率提升具有相當(dāng)大的幫助。然而，這也意味著會(huì)增加材料成本和儲(chǔ)運(yùn)成本，這在商品化過(guò)程中可能不是最佳選擇。

優(yōu)化散熱

我們還有另一種降低電阻的方式，那就是透過(guò)改善電機(jī)的散熱能力。實(shí)際上，電阻會(huì)受到溫度的影響，溫度越低，電阻值就越低。因此，對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)，良好的散熱能力意味著更高的效率。此一思維引出了兩種發(fā)展方向：一是利用外部低溫環(huán)境來(lái)創(chuàng)造超高效率的超導(dǎo)電機(jī)；二是強(qiáng)化電機(jī)散熱能力，將電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱快速排除，這就是導(dǎo)熱漆包線的發(fā)展背景。

理論上，我們也可以選擇換用更優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)電材料來(lái)降低電阻，但這往往由于成本過(guò)高而不太實(shí)際。重點(diǎn)整理：

電機(jī)四大提高效率方法：一降損耗，二降電流，三降電阻，四降溫度。

圖（四）