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.

Como ler uma curva TN de um servo motor: Métodos de teste e interpretação

O que é uma curva TN e por que isso é importante?

A velocidade de torque (T-N) curva é a especificação de desempenho mais importante para um servo motor. Ele define o envelope operacional completo – cada combinação de torque e velocidade que o motor pode sustentar – e determina se um motor é adequado para uma determinada aplicação sem sobrecarga ou superaquecimento.

No entanto, apesar da sua importância, muitos engenheiros selecionam servomotores com base apenas no torque nominal e na velocidade nominal, ignorando a forma da curva entre esses dois pontos. Este guia explica como a curva T-N é gerada em uma bancada de testes, o que cada região da curva significa, e como detectar problemas de qualidade apenas com base no formato da curva.

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Diagrama de curva TN limpo com três regiões rotuladas: Zona de serviço contínuo (torque plano), Região de enfraquecimento de campo (declínio hiperbólico), e zona de pico de torque (linha tracejada acima contínua)

Regiões da curva T-N do servo motor — compreender cada zona é essencial para a seleção correta do motor.

As três regiões de uma curva TN do servo motor

Região 1: Zona de Torque Constante (0 para velocidade base)

Da velocidade zero até a velocidade base do motor (também chamada de velocidade nominal ou velocidade de canto), um servo motor bem projetado fornece torque nominal constante. Nesta região:

Torque de saída = torque nominal (plano, linha horizontal na curva)
A potência de saída aumenta linearmente com a velocidade
O motor opera dentro do seu limite de corrente
A orientação do campo é totalmente otimizada – sem aplicação de enfraquecimento de fluxo

A planicidade desta região é um indicador de qualidade. Uma curva que cai antes da velocidade base indica limitação de corrente do inversor, limitações térmicas em velocidades mais baixas, ou interferência de torque dentada.

Região 2: Zona de enfraquecimento de campo (Velocidade base até velocidade máxima)

Acima da velocidade base, o back-EMF do motor atinge o limite de tensão do inversor. O inversor não pode mais fornecer corrente total, então reduz a excitação (fluxo) para permitir maior velocidade - ao custo de torque reduzido. Na zona de enfraquecimento de campo:

O torque de saída diminui à medida que a velocidade aumenta (curva hiperbólica)
A potência de saída permanece aproximadamente constante (região de potência constante)
A relação entre a velocidade máxima e a velocidade base é chamada de relação de velocidade ou faixa de enfraquecimento de fluxo.

Um servo motor típico de alto desempenho atinge uma relação de velocidade de 3:1 para 5:1 (por exemplo, velocidade base 3,000 rpm, velocidade máxima 9.000–15.000 rpm). Uma curva de enfraquecimento de campo bem formada deve ser suave e hiperbólica – não escalonada ou irregular.

Região 3: Zona de Pico de Torque (Linha tracejada acima contínua)

Acima da linha de torque contínua, o motor pode fornecer torque mais alto por curtos períodos – normalmente de 10 a 30 segundos – antes que os limites térmicos sejam atingidos. A zona de pico de torque é limitada por:

Pico de torque em velocidade zero (normalmente 2–3× torque nominal para servomotores de ímã permanente)
Uma curva tracejada acima da curva TN contínua que se estende até a velocidade máxima

A relação entre o torque máximo e o torque contínuo (relação pico-contínuo ou fator de sobrecarga) é fundamental para aplicações com cargas de alta inércia, carregamento impulsivo, ou ciclos frequentes de aceleração-desaceleração.

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Duas curvas TN sobrepostas - uma com enfraquecimento de campo limpo, um com enfraquecimento de campo irregular/escalonado – destacando a diferença de qualidade

Suave vs.. curva irregular de enfraquecimento de campo – curva irregular indica problemas de ajuste do inversor ou problemas de projeto do enrolamento.

Como as curvas TN são geradas em uma bancada de testes

Configuração de teste

A geração de uma curva TN requer uma bancada de teste de servo de quatro quadrantes com a seguinte configuração:

Motor em teste (MUT) acoplado ao dinamômetro de carga via sensor torque-velocidade e acoplamento flexível
Dinamômetro de carga operando no modo de controle de velocidade - define e mantém a velocidade do eixo enquanto o MUT produz torque
Sensor de torque-velocidade entre MUT e dinamômetro — mede o torque e a velocidade de saída reais em tempo real
Analisador de energia nos terminais elétricos MUT — mede a potência de entrada simultaneamente
Software de teste — comanda o dinamômetro para percorrer os pontos de velocidade de 0 à rotação máxima

Execução de Teste: Método de varredura rápida

O método mais comum para geração de curva T-N é a varredura de velocidade:

Defina o inversor MUT para corrente nominal (torque) limite
Comande o dinamômetro de carga para aumentar a velocidade de quase zero até a velocidade máxima em uma taxa controlada (normalmente 20–100 rpm/s)
Torque recorde, velocidade, tensão, atual, e poder em cada passo
Software traça torque (Eixo Y) contra. velocidade (Eixo X) automaticamente
Repita para o limite de corrente de pico para gerar a curva de pico de torque

A taxa de varredura deve ser lenta o suficiente para que as condições térmicas se estabilizem em cada ponto, mas rápido o suficiente para que a variação da temperatura não distorça a curva geral. O software de teste automatizado gerencia esse equilíbrio com tempos de permanência configuráveis em cada etapa de velocidade.

Contínuo vs.. Geração de curva de pico

Duas curvas são geradas em sequência:

Curva contínua: O MUT operou na corrente nominal por tempo suficiente para atingir o equilíbrio térmico em cada ponto de velocidade. Este é o dever S1 (operação contínua) curva por IEC 60034.
Curva de pico: MUT operado em corrente de pico por um curto período (10–30 segundos) em cada ponto de velocidade, então deixe esfriar. Isso captura a capacidade intermitente por ciclos de trabalho S2 ou S3.

O que a curva TN diz sobre a qualidade do motor

Emitir 1: Queda de torque antes da velocidade base

O que você vê: O torque cai abaixo do valor nominal antes de atingir a velocidade base.
O que isso significa: Inversor subestimado para o motor, ou resistência do enrolamento muito alta causando limitação de corrente em baixa velocidade.
Ação: Verifique a classificação atual do inversor vs.. classificação de corrente de pico do motor; verifique a resistência e o isolamento do enrolamento.

Emitir 2: Enfraquecimento de campo instável (Escalonado ou Oscilante)

O que você vê: A curva de torque não é suave acima da velocidade base – ela avança, oscila, ou tem descontinuidades.
O que isso significa: O algoritmo de enfraquecimento de campo do inversor está mal ajustado, ou a indutância do eixo d do motor está fora da faixa de compensação do inversor.
Ação: Reajuste os parâmetros de enfraquecimento do fluxo do inversor; verifique se os valores de indutância correspondem às especificações do inversor.

Emitir 3: Pico de Torque Inferior à Especificação

O que você vê: A curva de pico de torque está mais próxima da curva contínua do que o especificado (baixo fator de sobrecarga).
O que isso significa: Ímãs parcialmente desmagnetizados, ou corrente de pico real limitada pela proteção do inversor.
Ação: Verifique a magnetização do ímã; verifique a configuração da corrente de pico do inversor e a política de desclassificação.

Emitir 4: Velocidade máxima não alcançada

O que você vê: O motor não consegue atingir a velocidade máxima nominal mesmo com carga leve.
O que isso significa: Back-EMF na velocidade máxima excede a tensão do inversor, ou a corrente na velocidade máxima excede a capacidade do inversor.
Ação: Verifique a constante do back-EMF do motor (Quando) contra. classificação de tensão do inversor.

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Quatro pequenos esboços de curvas TN mostrando cada padrão de defeito (inclinação, enfraquecimento do campo escalonado, pico baixo, velocidade limitada) com setas de anotação vermelhas

Defeitos comuns da curva TN – cada padrão aponta para um problema específico do motor ou inversor.

Parâmetros da curva TN: Referência rápida

Parâmetro	Definição	Faixa Típica (Servomotores)
Torque nominal (T_N)	Torque contínuo na velocidade nominal, Dever S1	0.1 – 500 N·m
Torque máximo (T_pico)	Torque máximo por 10–30 s na velocidade nominal	2–3×T_N
Velocidade base (n_base)	Velocidade no final da região de torque constante	1,000 – 6,000 rpm
Velocidade máxima (n_máx.)	Velocidade máxima de operação com carga mínima	3,000 – 20,000 rpm
Taxa de velocidade	n_máx. / n_base	2:1 – 5:1
Potência nominal (P_N)	T_N ×n_base × 2π/60	0.1 – 500 kW
Torque de parada (T_parar)	Torque em velocidade zero (contínuo)	≈T_N (PMSM) ou superior

Padrões de teste de curva TN

O teste da curva TN para servo motores segue:

GB/T 30549-2014 — Servomotores CA de ímã permanente: Condições Técnicas Gerais (China)
CEI 60034-12 — Desempenho de partida de motores de indução trifásicos de gaiola de velocidade única
CEI 60034-1 — Classificação e desempenho (ciclos de trabalho S1–S10)

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre uma curva T-N e uma característica torque-velocidade?

Eles são a mesma coisa - “Curva TN” é o termo comum da engenharia chinesa (T para torque/torque, N para velocidade/velocidade), enquanto “característica torque-velocidade” ou “curva torque-velocidade” é a terminologia inglesa mais comum. Ambos descrevem a relação entre o torque de saída e a velocidade de rotação em toda a faixa de operação do motor..

Por que a curva TN contínua cai em velocidades muito baixas?

Em velocidades muito baixas (abaixo de 5–10% da velocidade nominal), alguns servomotores mostram uma ligeira queda de torque devido ao aumento do atrito em baixa velocidade, interferência de torque dentada, e precisão reduzida do controle de corrente do inversor em frequências elétricas muito baixas. Esta queda em baixa velocidade é normal para a maioria dos motores e não afeta aplicações que operam acima 10% de velocidade nominal.

Quanto tempo leva o teste da curva T-N?

Uma varredura contínua da curva TN com tempo de estabilização adequado em cada ponto leva de 2 a 4 horas para um servo motor na faixa de 1 a 30 kW. A curva de pico de torque adiciona mais 1–2 horas. O software de teste automatizado pode executar esses testes durante a noite, sem necessidade de supervisão do operador.

A curva T-N pode ser usada para dimensionamento de motores??

Sim – a curva T-N é a principal ferramenta para dimensionamento de motores em aplicações servo. O ciclo operacional (torque versus. perfil de tempo) da aplicação é plotada na curva T-N do motor. Se todos os pontos de operação estiverem dentro da zona de serviço contínuo, o motor está dimensionado corretamente. Se alguns pontos caírem na zona de pico, o torque RMS deve ser calculado para verificar se o motor não superaquecerá durante um ciclo completo.

Qual é o efeito da temperatura ambiente na curva TN?

A temperatura ambiente mais alta reduz a capacidade de torque contínuo do motor (a curva T-N contínua se desloca para baixo) porque o orçamento térmico para aquecimento do enrolamento é reduzido. A maioria dos fabricantes especifica curvas T-N a 25°C ou 40°C ambiente. Para instalações em ambientes quentes (Médio Oriente, mercados tropicais), fatores de desclassificação devem ser aplicados.

Conclusão

A curva T-N é muito mais do que uma especificação de marketing – é uma impressão digital de qualidade do motor e de seu sistema de acionamento. Gerando-o corretamente em uma bancada de testes calibrada, e saber ler sua forma, fornece aos engenheiros as informações necessárias para selecionar motores com confiança e detectar problemas antes que cheguem à produção.

As bancadas de teste de servo motores EconoTest geram curvas T-N completas automaticamente, com curvas contínuas e de pico plotadas em tempo real e exportadas em formatos de relatório padrão.

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