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如何理解电动机功率、转速、扭矩的关系

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2017-9-5
功率的概念是单位时间所做的功,在一定功率的条件下,转速转速越高,扭矩就越低,反之就越高。比如同样1.5kw 电机,6 级输出转矩就比4 级高,也可用公式M=9550P/n 粗算,对于交流电机:额定转矩=9550*额定功率/额定转速; 对于直流电机比较麻烦因为种类太多。 大概是转速与电枢电压成正比,与励磁电压成反比。转矩与励磁磁通和电枢电流成正比。
简单来说,在功率一定前提下,转速和扭矩成反比例关系,也就是说,转速越高,扭矩越小;转速越低,扭力越强。

转速和转矩的关系图 
1、基本的公式推导
都是基于牛顿第二定律而来的,功率=力*速度
  P=F*V---公式--1
转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R)
  推出F=T/R---公式---2
线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒) =2πR*每分转速(n分)/60
  =πR*n分/30---公式-------------------3 将公式2、3代入公式1得:
  P=F*V=(T/R)*(πR*n分/30)= (T*π* n分)/30 (单位 W)P=功率单位W,
  T=转矩单位Nm, n分=每分钟转速单位转/分钟
  如果已知P的单位为KW,那么就是如下公式: P *1000 = (T*π* n分)/30 (单位 W) 30000*P /π=T*n 30000*P /3.1415926 =T*n 9549.297*P=T*n 结论:
  转矩=9550*输出功率/输出转速 -------------(功率的单位KW)
这就是功率和转矩*转速之间9550的系数的关系。

功率和转矩的关系 
2、在额定转速下,电机基本上是恒扭矩矩调速,也就是说电机输出的扭矩不会受到转速的影响,只会和负载有关系,比如直流电机在零转速情况下,最大可以输出200%的扭矩。这个时候电动车的动力是非常棒的。

额定转速下的转矩,电机输出的扭矩不会受到转速的影响 


3、在电机额定转速以上,电机是恒功率调速,也就是说,转速越高,扭力会越小,讲白了就是跑的越快,车子越没有力气。
在直流调速中调节电枢电压属于恒转矩调速(电机输出转矩基本不变) 调节励磁电压属于恒功率调速(电机输出功率基本不变)。T = 9.55*P/N, T 输出转矩,P 功率,N 转速,电机的负载 有恒功率和横扭矩之分,恒扭矩,T 不变,则P 和N 是正比关系。负载是恒功率,则T 和 N 基本是反比关系。


转矩=9550*输出功率/输出转速 功率(瓦)=转速(弧度/秒)x 转矩(牛顿.米) 其实这没有什么可讨论的,本来就有公式P=Tn/9.75 T 单位是kg·cm 转矩=9550*输出功率/输出转速 功率一定,转速快,扭矩就小,一般需要较大扭矩时,除需要功率大的电机外,还要另加减速器。
可以这样理解,在功率P不变,转速越高,输出力矩越小.。我们可以这样来计算:假如你已知设备的扭拒T2 和电机的额定速度n1 和输出轴的速度n2 和驱动设备系f1(这个f1 可根据现场实际运行情况来定义,国内大部分在1.5 以上)和电机的 功率因数m(即有功与总功的比,在电机绕组中可理解为槽满率,一般在0.85),我们来计算其电机功率P1N P1N>=(T2*n1)*f1/(9550*(n1/n2)*m)即可得出此时要选中的电机的功率。举个例子:被驱动设备所需扭矩为:500N.M,工作6小时/天,均匀负载即可选被驱 动设备系数f1=1,减速机要求法兰安装,输出转速n2=1.9r/min 则比值:n1/n2=1450/1.9 =763(这里选用的是四级电机)故:P1N>=P1*f1=(500*1450)*1/(9 550*763*0.85)=0.117(KW)故我们一般选0.15KW 速比是763 左 右足够应付 T = 9.55*P/N, T 输出转矩,P 功率,N 转速,电机的负载有恒功率和横扭矩之分,恒扭矩,T不变,则P和N是正比关系。负载是恒功率,则T 和N 基本是反比关系。

Tags:电动机功率,转速,扭矩,关系  
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