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如何计算电机的扭矩?

如何计算电机的扭矩?

【摘要】:
在挑选直流减速电机的时候,扭矩是一个非常重要的考虑参数。那么,对此,我们该如何进行挑选呢?下面,就让我们一起来看看吧!
  从起重机到电梯,我们到处都能够看见直流电机的身影。就像其它的电机一样,直流电机将电能转换成其它形式的能量,通常是机械运动,例如电梯。通过计算这些直流电机的扭矩,你就能够得出它们生产了多少能量。
 
 
 
 

扭矩等式

 
  一个直流扭矩电机是通过电流流过磁场中的线圈而开始工作的。线圈在两个磁体之间形成一个矩形轮廓而其余的线圈向外扩展并且远离磁体。扭矩是使线圈旋转并且创造能量的磁力。
 
  直流电机扭矩计算公式是扭矩=IBA_sin_θ, 电流以I为单位,磁场B以特斯拉单位,线圈A所述的面积以m2为单位,垂直于线圈的导线的角度为 θ。要计算直流电机的扭矩,首先你需要明白基本的物理原理是什么。
 
  电流描述了电荷的流动,在以安培为单位,你可以将其引导到电子流动的相反方向上。磁场描述了磁性物体使用单位特斯拉来影响作用在运动中的带电粒子上的力的倾向。磁力描述了这种基本的让磁体发挥扭矩等特性的基本力。
 

直流电机设计

 
  对于一个直流电机,磁力引起导线线圈的运动。但是因为力的方向会不断地反转,线圈将会来回地移动。直流电机使用一个换向器,一个开环材料来反转电流。并且使线圈在一个方向上进行旋转。
 
  换向器使用与电流保持接触的电刷来反转方向。现如今,电机使用碳纤维来制造这些零件。并且并且使用弹簧加载的机制来不断旋转方向。
 
  你也可以使用右手定则来计算扭矩的方向。右手定则是一种使用右手告诉你磁力方向的方式。如果你的右手伸出拇指,食指与中指,则拇指将与电流方向相对应,食指像你展示磁场的方向,并且中指将会为你展示磁力的方向。
 

推导扭矩等式:

 
  你可以从洛伦兹方程推导出扭矩的等式: F = qE + qv x B,对于电磁力F,电磁场E,电荷q, 粒子的速度V和磁场B。在等式中,x 指代交叉产品,这个将会在后面进行解释。
 
  将电流视为移动的线,能够从磁场产生力的带电粒子。这样你就可以重写qv,将其写为电荷电流与导线长的乘积。
 
  由于你只需要处理磁力,因此你就能够忽视qE电气部分。然后将等式重写为F=IL *B f 后者电流I 和导线长L。通过交叉积的定义,你可以重写等式为 F= I|L||B|_sin_θ。每个变量周围的线代表绝对值。对于一个直流电机,你能够将其重写为扭矩=IBA_sin_θ。

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