What is the difference between a T-N curve and a torque-speed characteristic?

They are the same thing — "T-N curve" is the common Chinese engineering term (T for torque/转矩, N for speed/转速), while "torque-speed characteristic" or "torque-speed curve" is the more common English terminology. Both describe the relationship between output torque and rotational speed across the motor's operating range.

Why does the continuous T-N curve droop at very low speeds?

At very low speeds (below 5–10% of rated speed), some servo motors show a slight torque droop due to increased friction at low speed, cogging torque interference, and reduced inverter current control accuracy at very low electrical frequencies. This low-speed droop is normal for most motors and does not affect applications operating above 10% of rated speed.

How long does T-N curve testing take?

A continuous T-N curve sweep with adequate stabilization time at each point takes 2–4 hours for a servo motor in the 1–30 kW range. The peak torque curve adds another 1–2 hours. Automated test software can run these tests overnight with no operator supervision required.

Can the T-N curve be used for motor sizing?

Yes — the T-N curve is the primary tool for motor sizing in servo applications. The operating cycle (torque vs. time profile) of the application is plotted on the motor's T-N curve. If all operating points fall within the continuous duty zone, the motor is correctly sized. If some points fall in the peak zone, the RMS torque must be calculated to verify the motor won't overheat over a complete cycle.

What is the effect of ambient temperature on the T-N curve?

Higher ambient temperature reduces the motor's continuous torque capability (the continuous T-N curve shifts downward) because the thermal budget for winding heating is reduced. Most manufacturers specify T-N curves at 25°C or 40°C ambient. For installations in hot environments (Middle East, tropical markets), derating factors must be applied.

Come leggere la curva T-N di un servomotore: Metodi di prova e interpretazione

Che cos'è una curva TN e perché è importante?

La velocità di coppia (T-N) La curva è la specifica prestazionale più importante per un servomotore. Definisce il campo operativo completo (ogni combinazione di coppia e velocità che il motore può sostenere) e determina se un motore è adatto per una determinata applicazione senza sovraccarico o surriscaldamento.

Eppure, nonostante la sua importanza, molti ingegneri selezionano i servomotori basandosi esclusivamente sulla coppia nominale e sulla velocità nominale, ignorando la forma della curva tra questi due punti. Questa guida spiega come viene generata la curva T-N su un banco di prova, cosa significa ciascuna regione della curva, e come individuare i problemi di qualità solo dalla forma della curva.

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Diagramma della curva TN pulito con tre regioni etichettate: Zona di servizio continuo (coppia piatta), Regione di indebolimento del campo (declino iperbolico), e zona di coppia di picco (linea tratteggiata sopra continua)

Regioni della curva T-N del servomotore: comprendere ciascuna zona è essenziale per la corretta selezione del motore.

Le tre regioni della curva T-N di un servomotore

Regione 1: Zona di coppia costante (0 alla velocità base)

Dalla velocità zero fino alla velocità base del motore (chiamata anche velocità nominale o velocità angolare), un servomotore ben progettato fornisce una coppia nominale costante. In questa regione:

Coppia in uscita = coppia nominale (Piatto, linea orizzontale sulla curva)
La potenza in uscita aumenta linearmente con la velocità
Il motore funziona entro il limite di corrente
L'orientamento del campo è completamente ottimizzato: non viene applicato alcun indebolimento del flusso

La planarità di questa regione è un indicatore di qualità. Una curva che si abbassa prima della velocità base indica una limitazione di corrente dell'inverter, limitazioni termiche a velocità inferiori, o interferenza della coppia di cogging.

Regione 2: Zona di indebolimento del campo (Dalla velocità base alla velocità massima)

Al di sopra della velocità base, la forza controelettromotrice del motore raggiunge il limite di tensione dell'inverter. L'inverter non può più fornire la corrente completa, quindi riduce l'eccitazione (flusso) per consentire una velocità più elevata, al costo di una coppia ridotta. Nella zona di indebolimento del campo:

La coppia in uscita diminuisce all'aumentare della velocità (curva iperbolica)
La potenza di uscita rimane approssimativamente costante (regione a potenza costante)
Il rapporto tra la velocità massima e la velocità base è chiamato rapporto di velocità o intervallo di indebolimento del flusso

Un tipico servomotore ad alte prestazioni raggiunge un rapporto di velocità di 3:1 A 5:1 (PER ESEMPIO., velocità di base 3,000 giri/min, velocità massima 9.000–15.000 giri al minuto). Una curva di indebolimento di campo ben modellata dovrebbe essere liscia e iperbolica, non a gradini o irregolare.

Regione 3: Zona di coppia di picco (Linea tratteggiata sopra continua)

Sopra la linea continua della coppia, il motore può fornire una coppia più elevata per brevi periodi, in genere 10-30 secondi, prima che vengano raggiunti i limiti termici. La zona della coppia di picco è delimitata da:

Coppia massima a velocità zero (tipicamente 2–3 volte la coppia nominale per i servomotori a magneti permanenti)
Una curva tratteggiata sopra la curva TN continua che si estende alla massima velocità

Il rapporto tra la coppia di picco e la coppia continua (rapporto picco-continuo o fattore di sovraccarico) è fondamentale per le applicazioni con carichi ad alta inerzia, carico impulsivo, o frequenti cicli di accelerazione-decelerazione.

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Due curve TN sovrapposte: una con indebolimento di campo pulito, uno con indebolimento di campo irregolare/graduale, che evidenzia la differenza di qualità

Liscio vs. curva di indebolimento di campo irregolare: la curva irregolare indica problemi di regolazione dell'inverter o problemi di progettazione degli avvolgimenti.

Come vengono generate le curve TN su un banco di prova

Prova di configurazione

La generazione di una curva T-N richiede un banco prova servo a quattro quadranti con la seguente configurazione:

Motore in prova (MUT) accoppiato al banco dinamometrico tramite sensore coppia-velocità e giunto elastico
Dinamometro di carico funzionando in modalità di controllo della velocità: imposta e mantiene la velocità dell'albero mentre il MUT produce coppia
Sensore di velocità di coppia tra MUT e banco prova: misura la coppia di uscita e la velocità effettive in tempo reale
Analizzatore di potenza sui terminali elettrici MUT: misura simultaneamente la potenza in ingresso
Provare il software - comanda al banco prova di passare attraverso i punti di velocità 0 al massimo numero di giri

Esecuzione della prova: Metodo di scansione veloce

Il metodo più comune per la generazione della curva TN è lo speed sweep:

Impostare l'azionamento MUT sulla corrente nominale (coppia) limite
Comanda il banco di prova per far salire la velocità da quasi zero alla velocità massima a una velocità controllata (tipicamente 20–100 giri/min/s)
Registrare la coppia, velocità, voltaggio, attuale, e potenza ad ogni passo
Il software traccia la coppia (Asse Y) contro. velocità (Asse X) automaticamente
Ripetere per il limite della corrente di picco per generare la curva della coppia di picco

La velocità di scansione deve essere sufficientemente lenta da consentire alle condizioni termiche di stabilizzarsi in ciascun punto, ma abbastanza veloce affinché la deriva della temperatura non distorca la curva complessiva. Il software di test automatizzato gestisce questa bilancia con tempi di permanenza configurabili ad ogni livello di velocità.

Continuo vs. Generazione della curva di picco

Vengono generate due curve in sequenza:

Curva continua: Il MUT ha funzionato alla corrente nominale per un tempo sufficiente a raggiungere l'equilibrio termico in ciascun punto di velocità. Questo è il dovere S1 (funzionamento continuo) curva secondo IEC 60034.
Curva di picco: Il MUT ha funzionato alla corrente di picco per un breve periodo (10–30 secondi) ad ogni punto di velocità, poi lasciato raffreddare. Ciò cattura la capacità intermittente per cicli di lavoro S2 o S3.

Cosa ti dice la curva TN sulla qualità del motore

Problema 1: Caduta di coppia prima della velocità base

Quello che vedi: La coppia scende al di sotto del valore nominale prima di raggiungere la velocità base.
Cosa significa: Convertitore sottodimensionato per il motore, o una resistenza dell'avvolgimento troppo elevata che causa una limitazione della corrente a bassa velocità.
Azione: Controllare la corrente nominale dell'inverter rispetto alla. corrente nominale di picco del motore; controllare la resistenza e l'isolamento dell'avvolgimento.

Problema 2: Indebolimento del campo instabile (A gradini o oscillante)

Quello che vedi: La curva di coppia non è uniforme al di sopra della velocità base: fa dei gradini, oscilla, o presenta discontinuità.
Cosa significa: L'algoritmo di indebolimento del campo dell'inverter è mal regolato, oppure l'induttanza dell'asse D del motore è al di fuori dell'intervallo di compensazione dell'inverter.
Azione: Risintonizzare i parametri di indebolimento del flusso dell'inverter; verificare che i valori di induttanza corrispondano alle specifiche dell'inverter.

Problema 3: Coppia di picco inferiore alle specifiche

Quello che vedi: La curva della coppia di picco è più vicina alla curva continua di quanto specificato (basso fattore di sovraccarico).
Cosa significa: Magneti parzialmente smagnetizzati, o corrente di picco effettiva limitata dalla protezione dell'inverter.
Azione: Verificare la magnetizzazione del magnete; controllare l'impostazione della corrente di picco dell'inverter e la politica di declassamento.

Problema 4: Velocità massima non raggiunta

Quello che vedi: Il motore non riesce a raggiungere la velocità massima nominale anche a carico leggero.
Cosa significa: La forza controelettromotrice alla velocità massima supera la tensione dell'inverter, oppure la corrente alla velocità massima supera la capacità dell'inverter.
Azione: Verificare la costante della forza controelettromotrice del motore (Quando) contro. tensione nominale dell'inverter.

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Quattro piccoli schizzi di curve TN che mostrano ciascun modello di difetto (abbassarsi, indebolimento del campo a gradini, picco basso, velocità limitata) con frecce di annotazione rosse

Difetti comuni della curva T-N: ogni modello indica un problema specifico del motore o dell'inverter.

Parametri della curva TN: Riferimento rapido

Parametro	Definizione	Gamma tipica (Servomotori)
Coppia nominale (T_N)	Coppia continua alla velocità nominale, Dovere S1	0.1 – 500 N·m
Coppia di picco (T_picco)	Coppia massima per 10–30 s alla velocità nominale	2–3×T_N
Velocità di base (N_base)	Velocità alla fine della regione di coppia costante	1,000 – 6,000 giri/min
Velocità massima (N_massimo)	Massima velocità operativa con carico minimo	3,000 – 20,000 giri/min
Rapporto di velocità	N_massimo / N_base	2:1 – 5:1
Potenza nominale (P_N)	T_N ×n_base × 2π/60	0.1 – 500 KW
Coppia di stallo (T_stallo)	Coppia a velocità zero (continuo)	≈T_N (PMSM) o superiore

Standard di prova della curva TN

Segue il test della curva T-N per i servomotori:

GB/T. 30549-2014 — Servomotori CA a magneti permanenti: Condizioni Tecniche Generali (Cina)
CEI 60034-12 — Prestazioni di avviamento dei motori asincroni trifase a gabbia a singola velocità
CEI 60034-1 — Valutazione e prestazioni (cicli di lavoro S1–S10)

Domande frequenti

Qual è la differenza tra una curva TN e una caratteristica coppia-velocità?

Sono la stessa cosa - “Curva TN” è il termine comune dell'ingegneria cinese (T per coppia/coppia, N per velocità/velocità), Mentre “caratteristica coppia-velocità” O “curva coppia-velocità” è la terminologia inglese più comune. Entrambi descrivono la relazione tra la coppia in uscita e la velocità di rotazione nell'intervallo operativo del motore.

Perché la curva TN continua si abbassa a velocità molto basse?

A velocità molto basse (inferiore al 5–10% della velocità nominale), alcuni servomotori mostrano una leggera caduta di coppia dovuta all'aumento dell'attrito a bassa velocità, interferenza della coppia di cogging, e ridotta precisione del controllo della corrente dell'inverter a frequenze elettriche molto basse. Questo abbassamento a bassa velocità è normale per la maggior parte dei motori e non influisce sulle applicazioni che operano a livelli superiori 10% della velocità nominale.

Quanto tempo richiede il test della curva T-N?

Una scansione continua della curva T-N con un tempo di stabilizzazione adeguato in ciascun punto richiede 2–4 ore per un servomotore nell'intervallo 1–30 kW. La curva della coppia di picco aggiunge altre 1–2 ore. Il software di test automatizzato può eseguire questi test durante la notte senza che sia necessaria la supervisione dell'operatore.

È possibile utilizzare la curva T-N per il dimensionamento del motore?

Sì, la curva T-N è lo strumento principale per il dimensionamento dei motori nelle applicazioni servo. Il ciclo operativo (coppia rispetto. profilo temporale) dell'applicazione è tracciata sulla curva T-N del motore. Se tutti i punti operativi rientrano nella zona di servizio continuo, il motore sia correttamente dimensionato. Se alcuni punti cadono nella zona di picco, la coppia RMS deve essere calcolata per verificare che il motore non si surriscaldi durante un ciclo completo.

Qual è l'effetto della temperatura ambiente sulla curva T-N?

Una temperatura ambiente più elevata riduce la capacità di coppia continua del motore (la curva continua T-N si sposta verso il basso) perché il budget termico per il riscaldamento degli avvolgimenti è ridotto. La maggior parte dei produttori specifica le curve T-N a 25°C o 40°C ambiente. Per installazioni in ambienti caldi (Medio Oriente, mercati tropicali), devono essere applicati fattori di declassamento.

Conclusione

La curva T-N è molto più di una specifica di marketing: è un'impronta digitale di qualità del motore e del suo sistema di trasmissione. Generandolo correttamente su un banco di prova calibrato, e saper leggerne la forma, fornisce agli ingegneri le informazioni di cui hanno bisogno per selezionare i motori con sicurezza e individuare i problemi prima che raggiungano la produzione.

I banchi prova per servomotori EconoTest generano automaticamente curve T-N complete, con curve continue e di picco tracciate in tempo reale ed esportate in formati di report standard.

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