伺服电机的N- T曲线、额定功率、额定功率的确定、伺服电机的效率等基本概念提供给大家进行讨论，欢迎大家参加讨论。

1    转速－转矩（N-T）曲线

转速－转矩（N-T）曲线是描述伺服电机性能的重要曲线。金线系列M-205电机的N-T曲线如下图所示：

N-T曲线有两个运行区：连续运行区和断续运行区。

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连续运行区的边界（称为连续运行曲线）描述电机允许输出的最大连续转矩与转速的关系，其中静止（零速）时的连续转矩Tc在电机技术数据中给出。由于电机的铁损和风阻麽檫机械损失随着转速的升高而增加，使电机允许输出的最大连续转矩下降。当铁损和机械损失可以忽略不计时，曲线形状为矩形。铁心材料越好，曲线形状越接近矩形。

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断续运行区的边界（称为断续运行曲线）描述电机允许输出的最大（峰值）转矩与转速的关系，其中静止（零速）时的峰值转矩Tp在电机技术数据中给出。同样，由于电机的铁损和风阻麽檫机械损失随着转速的升高而增加，使电机允许输出的最大（峰值）转矩下降。为了改善高速运行时的动态性能使用提前角控制技术（弱磁反应），进一步降低了高速时的峰值转矩。

2    伺服电机的额定功率

普通电机通常长期在效率最高的状态下运行，称为电机的额定运行状态。在额定运行状态下，电动机允许连续输出的最大转矩称为额定转矩，电动机的转速称为额定转速，电动机的电流称为额定电流，电动机的电压称为额定电压，电动机的效率称为额定效率。

伺服电机与普通电机不同，不是长期在一种状态下运行，而是快速跟踪指令值的变化，要求的是电机的功率变化率，而不是稳定输出的功率。通常，输出功率不是伺服电机的主要指标，主要指标是反应电机加速能力的转矩（连续转矩，过载能力），转矩/惯量比，功率变化率。

伺服电机的额定功率是电机连续输出的最大功率。

3    伺服电机额定功率的确定

伺服电机输出的机械功率P：

P(w)=T(Nm)·ω(1/sec)

    = T(Nm)·N(r/min) / 9.55

电机的转速高，输出转矩低；电机的转速低，输出转矩高。因此伺服电机存在一个最大输出功率。因伺服电机的N-T曲线不能用标准函数来描述，因此无法用极值定理求出极值（最大功率），只能用图解方法：

伺服电机输出的机械功率P在N-T平面上是一族双曲线，功率越大，对应的功率曲线越向外。如果某功率曲线与电机的连续运行曲线相切（只有一个交点），则该点称为伺服电机的额定工作点。该功率曲线对应的功率称为伺服电机的额定功率Tc（最大连续输出功率）。额定工作点对应的转速称为伺服电机的额定转速Nr，对应的转矩称为伺服电机的额定转矩Tcr。

4    伺服电机的效率

电机的效率指的是电机工作在额定状态时的效率：输出的机械功率与输入电功率之比。

对伺服电机而言，是在额定工作点的额定输出功率Pc与电机输入电功率Pin之比。

输入电功率Pin的计算：

如前所述，如果伺服电机的铁损和机械损失为零，则电机的N-T曲线为矩形曲线，电机在额定转速的最大输出功率Pmax：

    Pmax=Tc·Nr / 9.55

Tc是电机静止时（只有铜损，没有铁损和机械损失）连续输出的最大转矩。

伺服电机的输入电功率应为伺服电机没有铁损和机械损失时的最大输出功率Pmax与连续电流时的铜损Pcu之和：

Pin – Pcu=Pmax

Pin=Pmax + Pcu

   = Tc·Nr / 9.55 + 3·Ic²·(R_L-L/2)

伺服电机的效率η：

    η= Pc / Pin

   = Pc / [Tc·Nr / 9.55 + 3/2·Ic²·R_L-L]

效率对于应用在航空、航空领域的伺服电机非常重要：电机效率高，能量消耗小，意味着同样的燃料消耗可获得更大的航程。