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轉(zhuǎn)矩和電機電流、功率的關(guān)系

2019-11-18  閱讀(2250)

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日常工作中,經(jīng)常聽到“轉(zhuǎn)矩”這個詞兒,那什么是電機的轉(zhuǎn)矩呢?使機械元件轉(zhuǎn)動的力矩稱為轉(zhuǎn)動力矩,簡稱轉(zhuǎn)矩。也叫做扭矩。用字母T表示,單位是 N·m(牛米)。

 

換句話說就是轉(zhuǎn)動力量的大小。

 

轉(zhuǎn)矩(英文為torque ) 

 

使機械元件轉(zhuǎn)動的力矩稱為轉(zhuǎn)動力矩,簡稱轉(zhuǎn)矩。機械元件在轉(zhuǎn)矩作用下都會產(chǎn)生一定程度的扭轉(zhuǎn)變形,故轉(zhuǎn)矩有時又稱為扭矩。轉(zhuǎn)矩是各種工作機械傳動軸的基本載荷形式,與動力機械的工作能力、能源消耗、效率、運轉(zhuǎn)壽命及安全性能等因素緊密聯(lián)系,轉(zhuǎn)矩的測量對傳動軸載荷的確定與控制、傳動系統(tǒng)工作零件的強度設(shè)計以及原動機容量的選擇等都具有重要的意義。此外,轉(zhuǎn)矩與功率的關(guān)系T=9549P/n 

 

電機的額定轉(zhuǎn)矩表示額定條件下電機軸端輸出轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩等于力與力臂或力偶臂的乘積,在單位制(SI)中,轉(zhuǎn)矩的計量單位為牛頓?米(N?m),工程技術(shù)中也曾用過公斤力?米等作為轉(zhuǎn)矩的計量單位。電機軸端輸出轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)子輸出的機械功率除以轉(zhuǎn)子的機械角速度。

 

轉(zhuǎn)矩和電機電流、功率的關(guān)系

 

與電流的關(guān)系:電機電流小于額定電流時,電流與扭矩成正比,當(dāng)電流超過額定電流,鐵芯磁飽和時,電流再增加,扭矩就不會增加了。

 

與功率、轉(zhuǎn)速的關(guān)系:T = 9550 P / n 。

 

T:扭矩,Nm;

 

P:功率,KW;

 

n:轉(zhuǎn)速,r/min;

 

9550是系數(shù)。

 

那么這個9550是怎么來的呢?可以利用公式推導(dǎo)出來。 功率=力*速度

 

即:P=F*V 轉(zhuǎn)矩=扭力*作用半徑

 

即:T=F*R 那么F=T/R 速度=2πR*每秒轉(zhuǎn)速(n秒)

 

將秒換成分鐘:速度=2πR*N/60 所以:P=F*V=(T/R)* (2πR*N/60)=2πTN/60

 

所以推出:T=(P*60)/(2πN)

 

2π約等于6.28

 

所以:T=9.55P/N

 

注意的是,這里功率P的單位是W,將公式中P單位換成KW,公式就成了:

 

T=9550P/N

 

直流電動機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩計算公式TK=9.55KeIK 。       

 

三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩公式為:       

 

S R2  

 

M=C U12 公式 [2 ]       

 

R22+(S X20)2  

 

C:為常數(shù)同電機本身的特性有關(guān); U1 :輸入電壓 ;        R2 :轉(zhuǎn)子電阻; X20 :轉(zhuǎn)子漏感抗; S:轉(zhuǎn)差率  

 

可以知道M∝U12 轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比,設(shè)正常輸入電壓時負(fù)載轉(zhuǎn)矩為M2 ,電壓下降使電磁轉(zhuǎn)矩M下降很多;由于M2不變,所以M小于M2平衡關(guān)系受到破壞,導(dǎo)致電動機轉(zhuǎn)速的下降,轉(zhuǎn)差率S上升;它又引起轉(zhuǎn)子電壓平衡方程式的變化,使轉(zhuǎn)子電流I2上升。也就是定子電流I1隨之增加(由變壓器關(guān)系可以知道);同時I2增加也是電動機軸上送出的轉(zhuǎn)矩M又回升,直到與M2相等為止。這時電動機轉(zhuǎn)速又趨于新的穩(wěn)定值。

 

轉(zhuǎn)矩的類型 

 

轉(zhuǎn)矩可分為靜態(tài)轉(zhuǎn)矩動態(tài)轉(zhuǎn)矩。 

 

靜態(tài)轉(zhuǎn)矩是值不隨時間變化或變化很小、很緩慢的轉(zhuǎn)矩,包括靜止轉(zhuǎn)矩、恒定轉(zhuǎn)矩、緩變轉(zhuǎn)矩和微脈動轉(zhuǎn)矩。 

 

靜止轉(zhuǎn)矩的值為常數(shù),傳動軸不旋轉(zhuǎn);  

 

恒定轉(zhuǎn)矩的值為常數(shù),但傳動軸以勻速旋轉(zhuǎn),如電機穩(wěn)定工作時的轉(zhuǎn)矩;        

 

緩變轉(zhuǎn)矩的值隨時間緩慢變化,但在短時間內(nèi)可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩值是不變的;        

 

微脈動轉(zhuǎn)矩的瞬時值有幅度不大的脈動變化。  

 

動態(tài)轉(zhuǎn)矩是值隨時間變化很大的轉(zhuǎn)矩,包括振動轉(zhuǎn)矩、過渡轉(zhuǎn)矩和隨機轉(zhuǎn)矩三種。振動轉(zhuǎn)矩的值是周期性波動的;過渡轉(zhuǎn)矩是機械從一種工況轉(zhuǎn)換到另一種工況時的轉(zhuǎn)矩變化過程;隨機轉(zhuǎn)矩是一種不確定的、變化無規(guī)律的轉(zhuǎn)矩。 

 

根據(jù)轉(zhuǎn)矩的不同情況,可以采取不同的轉(zhuǎn)矩測量方法。

 

轉(zhuǎn)矩=9550*功率/轉(zhuǎn)速          

 

同樣      

 

功率=轉(zhuǎn)速*轉(zhuǎn)矩/9550

 

平衡方程式中:功率的單位(kW);轉(zhuǎn)速的單位(r/min);轉(zhuǎn)矩的單位(N.m);9550是計算系數(shù)。

 

 

 

 

 

 

 

(來源:網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者)

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