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扭矩概述
使機(jī)械元件轉(zhuǎn)動(包括有轉(zhuǎn)動傾向)的力偶或力矩叫轉(zhuǎn)動力矩，簡稱扭矩。
機(jī)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)矩有時通常稱為扭矩。扭矩是各種工作機(jī)械傳動軸的基本載荷形式，與動力機(jī)械的工作能力、能源消耗、效率、運(yùn)轉(zhuǎn)壽命及安全性能等因素緊密聯(lián)系，扭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(qiáng)度設(shè)計以及原動機(jī)容量的選擇等都具有重要的意義。
此外,扭矩與功率的關(guān)系T=9550P/n
電機(jī)的額定扭矩表示額定條件下電機(jī)軸端輸出扭矩。扭矩等于力與力臂或力偶臂的乘積，在國際單位制(SI)中，扭矩的計量單位為牛頓?米(N?m)。電機(jī)軸端輸出扭矩等于轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率除以轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度。功率越大，扭矩越大，同功率的電機(jī)磁極數(shù)大的扭矩大。
轉(zhuǎn)矩與扭矩的區(qū)別
使機(jī)器元件轉(zhuǎn)動(包括有轉(zhuǎn)動傾向)的力偶或力矩叫轉(zhuǎn)動力矩，簡稱轉(zhuǎn)矩。
任何元件在轉(zhuǎn)矩的作用下，必定產(chǎn)生某種程度的扭轉(zhuǎn)變形(可能包括彈性變形和塑性變形)。因此，習(xí)慣上又常把轉(zhuǎn)動力矩叫扭轉(zhuǎn)力矩,簡稱扭矩。
二者可以在任何場合領(lǐng)域混用，英文都是torque(moment)。但扭矩在工程技術(shù)上用的更普遍些，而電動機(jī)應(yīng)該說轉(zhuǎn)矩。
電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是一種力矩，力矩在物理中的定義是：力矩=力×力臂，這里的力臂就可以看成電機(jī)所帶動的物體的轉(zhuǎn)動半徑。電動機(jī)的轉(zhuǎn)距=皮帶輪拖動皮帶的力X皮帶輪的半徑。
電機(jī)的轉(zhuǎn)矩單位是 N?m(牛米)，計算公式是 T=9549 * P / n 。P是電機(jī)的額定(輸出)功率單位是千瓦(KW)，額定轉(zhuǎn)速 n 單位是轉(zhuǎn)每分 (r/min)。
扭矩類型
扭矩可分為靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩。
靜態(tài)扭矩是指不隨時間變化或變化很小、很緩慢的扭矩，包括靜止扭矩、恒定扭矩、緩變扭矩和微脈動扭矩。
靜止扭矩的值為常數(shù)，傳動軸不旋轉(zhuǎn);
恒定扭矩的值為常數(shù)，但傳動軸以勻速旋轉(zhuǎn)，如電機(jī)穩(wěn)定工作時的扭矩;
緩變扭矩的值隨時間緩慢變化，但在短時間內(nèi)可認(rèn)為扭矩值是不變的;
微脈動扭矩的瞬時值有幅度不大的脈動變化。
動態(tài)扭矩是指隨時間變化很大的扭矩，包括振動扭矩、過渡扭矩和隨機(jī)扭矩三種。振動扭矩的值是周期性波動的;過渡扭矩是機(jī)械從一種工況轉(zhuǎn)換到另一種工況時的扭矩變化過程;隨機(jī)扭矩是一種不確定的、變化無規(guī)律的扭矩。
根據(jù)扭矩的不同情況，可以采取不同的扭矩測量方法。
扭矩計算公式
扭矩與功率的關(guān)系T=9549P/n或T=P/Ω(Ω為角速度，單位為rad/s)。 [1]
電機(jī)的額定扭矩表示額定條件下電機(jī)軸端輸出扭矩。扭矩等于力與力臂或力偶臂的乘積，在國際單位制(SI)中，扭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?米等作為扭矩的計量單位。電機(jī)軸端輸出扭矩等于轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率除以轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度。直流電動機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩計算公式TK=9.55KeIK 。
電機(jī)的額定扭矩表示額定條件下電機(jī)軸端輸出扭矩。扭矩等于力與力臂或力偶臂的乘積，在國際單位制(SI)中，扭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?米等作為扭矩的計量單位。電機(jī)軸端輸出扭矩等于轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率除以轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度。直流電動機(jī)堵轉(zhuǎn)扭矩計算公式TK=9.55KeIK 。
三相異步電動機(jī)的扭矩公式為： SR2
M=CU12 公式 [2 ]
R22+(S X20)2
C：為常數(shù)同電機(jī)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 扭矩與電源電壓的平方成正比，設(shè)正常輸入電壓時負(fù)載扭矩為M2 ，電壓下降使電磁扭矩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(jī)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(jī)軸上送出的扭矩M又回升，直到與M2相等為止。這時電動機(jī)轉(zhuǎn)速又趨于新的穩(wěn)定值。
扭矩計算意義
1、精確的扭矩輸出是控制器性能指標(biāo)之一。
2、直接扭矩控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速環(huán)里面是利用扭矩反饋直接控制電機(jī)的電磁扭矩，扭矩反饋信號的計算模型是該模型的核心問題