电磁转矩计算公式

2023-08-08  

电磁,物理概念之一,是物质所表现的电性和磁性的统称。如电磁感应、曳磁波等等。电磁是丹麦科学家奥斯特发现的。电磁现象产生的原因在于电荷运动产生波动,形成磁场,因此所有的电磁现象都离不开电场。电磁学是研究电场和磁场的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。


电磁转矩是电机的一个重要指标,电磁转矩的准确计算也会影响一台电机的性能。最常用的两种方法就是麦克斯韦应力张量法和磁通法。这两种方法都基于有限元计算,有限元分析软件功能比较强大,可以通过节点磁位很容易计算电磁转矩。


电磁转矩计算公式一般可以表示为:

T = k * B * I * A*sin(θ)

其中,T表示电磁转矩;k表示比例系数;B表示磁场强度;I表示通电线圈电流;A表示线圈横截面积;θ表示线圈轴向与磁场轴线的夹角(θ=90度时磁场最大)。这是一个基本的电磁转矩计算公式,不同的电机类型和设计会有一些细微差异。


电动机输出转矩的计算方式

转矩(英文为torque )

使机械元件转动的力矩称为转动力矩,简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系,转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外,转矩与功率的关系T=9549P/n

电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积,在国际单位制(SI)中,转矩的计量单位为牛顿・米(N・m),工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。


三相异步电动机的转矩公式为:

S R2

M=C U12 公式 [2 ]

R22+(S X20)2

C:为常数同电机本身的特性有关; U1 :输入电压 ;

R2 :转子电阻; X20 :转子漏感抗; S:转差率

可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2 ,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加(由变压器关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。


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