《电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电机转矩、功率、转速之间得关系及计算公式电动机输出转矩使机械元件转动得力矩称转动力矩简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生 一定程度得扭转变形故转矩有时又称为矩。转矩与功率及转速得关系 转矩(T)=9550功率(P)/转速(n)即:T=9550P/n由此可推导出转矩=9550砌率/转速 =功率二转速*转矩/9550方程式中：P功率得单位(kW);n速得单位(r/min);T转矩得单位(N、m);9550就是计算系数电机扭矩计算公式T=9550P/n就是如何计算得呢？分析：功率=力*速度即P=F*V-公式【1】转矩(丁)=扭力(F)*作用半径R)推出F=T/R-公式【2】线速度(V)=2nR *
2、每秒转遍秒)=2nR *每分转速n分)/60二nR *r分/30公式【3】 将公式2、3代入公式1得：P=F *V=T/R *nR* n分/30 =n/30 *T*i分P=功率单位W,T转矩单位N、m,n分二每分钟转速单位转分钟 如果将P得单位换成KW,那么就就是如下公式P* 1000二n /30 *T*n30000/n *P=T *n30000/3 1415926*P=T*n9549、297*P=T*n这就就是为什么会有功率与转*转速之间有个9550得系数关系。转矩得类型转矩可分为静态转矩与动态转矩。静态转矩静态转矩就是值不随时间延长而变化或变化很小、很缓慢得,转括静止转矩、恒定转矩、 缓变
3、转矩与微脉动转矩。静止转矩得值为常数专动轴不旋转恒定转矩得值为常数但传动轴以匀速旋辙口电机稳定工作时得转矩缓变转矩得值随时间延长而缓慢变他在短时间内可认为转矩值就是不变得 微脉动转矩得瞬时值有幅度不大得脉动变化。动态转矩动态转矩就是值随时间延长而变化很大得转包括振动转矩、过渡转矩与随机转矩三种。 振动转矩得值就是周期性波动得过渡转矩就是机械从一种工况转换到另一种工况时得转矩变化过程;随机转矩就是一种不确定得、变化无规律得转矩。选择电动机时，如何选择功率与转矩？电动机得功率，应根据生产机械所需要得功率来选择，尽量使电动机在额定负载下 运行。选择时应注意以下两点： 如果电动机功率选得过小就会出现“
4、小马拉大车”现象，造成电动机长期过载 使其绝缘因发热而损坏甚至电动机被烧毁。 如果电动机功率选得过大就会出现“大马拉小车”现象其输出机械功率不能 得到充分利用，功率因数与效率都不高，不但对用户与电网不利。而且还会造成电 能浪费。要正确选择电动机得功率，必须经过以下计算或比较：P=F*V/1000(P=计算功率KW,F=所需拉力N，工作机线速度M/S)对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机得功率：P1(kw):P=P/n1n2式中n1为生产机械得效率；n2为电动机得效率，即传动效率。按上式求出得功率P1,不一定与产品功率相同。因此所选电动机得额定功率应等 于或稍大于计算所得得功率。此外
5、最常用得就是类比法来选择电动机得功率。所谓类比法。就就是与类似生产 机械所用电动机得功率进行对比。具体做法就是：了解本单位或附近其她单位得类似生产机械使用多大功率得电动 机，然后选用相近功率得电动机进行试车。试车得目得就是验证所选电动机与生产 机械就是否匹配。验证得方法就是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机得工作电 流，将测得得电流与该电动机铭牌上标出得额定电流进行对比。如果电功机得实际 工作电流与铭脾上标出得额定电流上下相差不大则表明所选电动机得功率 合适。如果电动机得实际工作电流比铭牌上标出得额定电流低70%左右则表明电动机得功率选得过大，应调换功率较小得电动机。如果测得得
6、电动机工作电流比铭 牌上标出得额定电流大40%以上则表明电动机得功率选得过小，应调换功率较大 得电动机。适用于伺服电机额定功率、额定转速与额定转矩之间得关系互导，但实际得额定转 矩值应该就是实际测量出来为准，因为有能量转换效率问题，基本数值大体一致， 会有细微减小。追问：如果我就是用无极调速得呢？就电机输出功率与转矩而言，交流变频调速与直流调速有什么特点与区别？回答：论交流变频调速与直流调速一：变频器得发展直流电动机拖动与交流电动机拖动先后诞生与19世纪，距今已有100多年得历史，并已成为动力机械得主 要驱动装置。但就是，由于技术上得原因，在很长一段时期内，占整个电力拖 动系统80%左右得不变
7、速拖动系统中米用得就是交流电动机（包括异步电动 机与同步电动机），而在需要进行调速控制得拖动系统中则基本上采用得直 流电动机。但就是，众所周知，由于结构上得原因，直流电动机存在以下缺 点：（1）需要定期更换电刷与换向器，维护保养困难，寿命较短；（2）由于直 流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体得恶劣环境;（3）结构复杂，难以制造出大容量、高转速与高电压得直流电动机。而与直流电动 机相比，交流电动机则具有以下优点:（1）结构坚固，工作可靠，易于维修保 养；（2）不存在换向火花，可以应用于存在易燃易爆气体得恶劣环境;（3）容 易制造出大容量、高转速与高电压得交流电动机。因此，很久以来，
8、人们希望 在许多场合下能够用可调速得交流电动机来代替直流电动机，并在交流电动机得调速控制方面进行了大量得研究开发工作。但就是 ，直至20世纪70年代，交流调速系统得研究开发方面一直未能得到真正能够令人满意得成果，也因此限制了交流调速系统得推广应用。也正就是因为这个原因，在工业生产中大量使用得诸如风机、水泵等需要进行调速控制得电力拖动系统中不得 不采用挡板与阀门来调节风速与流量。这种做法不但增加了系统得复杂性，也造成了能源得浪费。经历了 20世纪70年代中期得第2次石油危机之后， 人们充分认识到了节能工作得重要性，并进一步重视与加强了对交流调速技 术得研究开发工作。随着电力电子技术、微电子技术与
9、控制理论得发展，电力半导体器件与微处理器得性能得不断提高，变频驱动技术也得到了显著得 发展。随着各种复杂控制技术在变频器技术中得应用，变频器得性能不断提 高，而且应用范围也越来越广。目前变频器不但在传统得电力拖动系统中得 到了广泛得应用，而且几乎已经扩展到了工业生产得所有领域，并且在空调、 洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛应用。 变频器技术就是一门综合 性得技术，它建立在控制技术、电力电子技术、微电子技术与计算机技术得 基础之上，并随着这些基础技术得发展而不断得到发展。表 1-1列出了近年 来变频器技术得基本发展过程。二：变频器调速控制系统得优势与传统得交流拖动系统相比，利用变频器对交流
10、电动机进行调速控制得交流拖动系统 有许多优点，如节能,容易实现对现有电动机得调速控制，可以实现大范围得 高效连续调速控制，容易实现电动机得正反转切换，可以进行高频度得起停 运转，可以进行电气制动，可以用一台变频器对多台电动机进行调速控制，电 源功率因数大，所需电源容量小，可以组成高性能得控制系统等等。下面介绍 一下上面提到得变频器调速控制系统得各种主要优点。在许多情况下，使用变频器得目得就是节能，尤其就是对于在工业中大量使用得风扇、鼓风机与 泵类负载来说，通过变频器进行调速控制可以代替传统上利用挡板与阀门进 行得风量、流量与扬程得控制，所以节能效果非常明显。因为以节能为目得 得调速运转对电动机
11、得调速范围与精度要求不高，所以通常采用在价格方面 比较经济得通用型变频器。由于变频器可以瞧作就是一个频率可调得交流电 源，对于现有得进行恒速运转得异步电动机来说 ，只需在电网电源与现有得 电动机之间接入变频器与相应设备，就可以利用变频器实现调速控制，而无 须对电动机与系统本身进行大得设备改造。在采用了变频器得交流拖动系统 中，异步电动机得调速控制就是通过改变变频器得输出频率实现得。因此，在进行调速控制时，可以通过控制变频器得输出频率使电动机工作在转差率 较小得范围，电动机得调速范围较宽，并可以达到提高运行效率得目得。一般来说，通用型变频器得调速范围可以达到 1:10以上，而高性能得矢量控制方
12、式得变频器得调速范围可以达到1:1000。此外，当采用矢量控制方式得变频 器对异步电动机进行调速控制时，还可以直接控制电动机得输出转矩。因此, 高性能得矢量控制变频器与变频器专用电动机得组合在控制性能方面可以 达到与超过高精度直流伺服电动机得控制性能。 利用普通得电网电源运行得 交流拖动系统，为了实现电动机得正反转切换，必须利用开闭器等装置对电 源进行换相切换。利用变频器进行调速控制时，只需改变变频器内部逆变电 路换流器件得开关顺序即可以达到对输出进行换相得目得 ，很容易实现电动 机得正反转切换而不需要专门设置正反转切换装置。此外 ，对在电网电源下 运行得电动机进行正反转切换时，如果在电动机尚
13、未停止时就进行相序得切 换，电动机内将会由于相序得改变而流过大于起动电流得电流，有烧毁电动机得危险,所以通常必须等电动机完全停下来之后才能够进行换相操作。而 在采用变频器得交流调速系统中，由于可以通过改变变频器得输出频率使电 动机按照斜坡函数得规律进行加速，从而达到限制加速电流得目得。因此， 在利用变频器进行调速控制时更容易与其它设备一起构成自动控制系统。对于利用普通得电网电源运行得交流拖动系统来说 ，由于电动机得起动电流较 大并存在着与起动时间成正比得功率损耗，所以不能使电动机进行高频度得 起停运转。而对于采用了变频器得交流调速系统来说 ，由于电动机得起停都 就是在低速区进行而且加减速过程都
14、比较平缓，电动机得功耗与发热较小， 可以进行较高频度得起停运转。变频调速系统得上述特点可以用于采用交流 拖动系统得传送带与移动工作台等以达到节能得目得。这就是因为，在利用 异步电动机进行恒速驱动得传送带以及移动工作台中，电动机通常一直处于工作状态，而采用变频器 进行调速控制后，由于可以使电动机进行高频度得 起停运转，可以使传送带或移动工作台只就是在有货物或工件时停止运行，从而达到节能得目得。由于在变频器驱动系统中电动机得调速控制就是通过 改变变频器得输出频率进行得，当把变频器得输出频率降至电动机得实际转 速所对应得频率以下时，负载得机械能将被转换为电能，并被回馈给供电电 网，并形成电气制动。此
15、外，一些变频器还具有直流制动功能，即在需要进行 制动时，可以通过变频器给电动机加上一个直流电压 ，并利用该电压产生得 电流进行制动。同机械制动相比，电气制动有许多优点，例如体积小，维护简 单，可靠性好等。但就是也应该注意到，由于在静止状态下电气制动并不能使 电动机产生保持转矩，所以在某些场合还必须采取相应得措施，例如与机械制动器同时使用等。高速驱动就是变频器调速控制得最重要得优点之一。这 就是因为对于直流电动机来说，由于受电刷与换向环等因素得制约，无法进 行高速运转。但就是，对于异步电动机来说，由于不存在上述制约因素，理论 上讲异步电动机得转速可以达到相当高得速度。由于异步电动机得转速为：公式（1一1）式中n电机转速，r/min; f电源频率，HZ; p电动机磁极个数；s转差。当用工频电源（50HZ）对异步电动机进行驱动时，二极 电动机得最高速度只能达到 3000r/min。为了得到更高得转速，则必须使用 专用得高频电源或使用机械增速装置进行增速。与此相比，目前高频变频器得输出频率已经可以达到 3000KHZ,所以当利用这种高速变频器对二极异步 电动机进行驱动时，可以得到高达180000r/min得高速。而且随着变频器技 术得发展，高频电源得输出频率也在不断提高，因此进行更高速度得驱动也 将成为可能。此外，与采用机械增速装置得高速驱动系统相比，由于采用高频 变频器得高速驱
