171031 扭矩和功率的計算公式推導及記憶方法

2021-08-10 01:56:49 字數 1977 閱讀 3776

一記住扭矩和功率的公式形式

扭矩和功率及轉速的關係式一般用於描述電機的轉軸的做功問題,扭矩越大,軸功率越大;轉速越高,軸功率越大,扭矩和轉速都是產生軸功率的必要條件,扭矩為零或轉速為零,輸出軸功率為零。因此,電機空轉或堵轉就是軸功率等於零的兩個特例。

功率和扭矩及轉速成正比,扭矩和功率的關係式具有如下形式:

p=atn

上式中,a為常數,對應的有:

t=(1/a)(1/n)

p 即扭矩和功率成正比,和轉速成反比。

記憶方法:

記住扭矩t和功率p成正比,扭矩t和轉速n成反比,而係數a不必記憶。

二記住力做功的基本公式

提問者通常都知道上述關係式,問題的焦點在於常數a的具體數值。

如果不是經常使用該公式,的確很難記住這個常數,本人亦是如此。

不過,只要記住扭矩和轉速公式的推導方式,可以很快推導出結果,得到係數a的準確值。

我們知道力學中力做功的功率計算公式為:

p=fv (2)

上述公式為力做功的基本公式。然而,基本公式中沒有出現扭矩t和轉速n。

如果我們注意到:扭矩實際上就是力學上的力矩。就很容易聯想到扭矩t和力f的關係。

由於力矩等於力f和力臂的乘積,而力臂是軸的半徑r,因此有:

t=fr或

f=t/r(3)

圖2 扭矩和力臂的關係

記憶方法:

扭矩的單位是n.m,n是力的單位,m是長度的單位,因此,力等於扭矩除以長度,而長度就是半徑r。

三掌握角速度和速度的轉換方法

第二節告訴我們,扭矩與軸的半徑有關,可是,扭矩和功率的關係式(1)中,並無軸半徑的引數r,也無力做功基本公式(2)中的速度v。

這就引導我們去思考,將速度v變換為轉速n後,轉速n與扭矩t相乘,應該可以抵消掉軸半徑r。實際正是如此:

電動機軸面上任意一點的速度與旋轉的角速度及軸半徑成正比,即:

v=ωr(4)

記憶方法:

圓弧的長度等於角度乘以半徑,圓周運動的速度等於角速度乘以半徑。

四扭矩和功率的基本公式

將式(3)和(4)代入式(2),得到:

p=tω(5)

式(5)為扭矩和功率的基本公式,這個公式,我們可以按照上述方式推導,不過最好的辦法還是直接記住。

記憶方法:

角速度ω和轉速n都可以反映轉速,採用角速度時,扭矩和功率成正比,扭矩和轉速成反比,且正反比的係數均為1,因此,這是扭矩和功率的基本公式。

五單位轉換

至此,我們還是沒有得出扭矩和功率關係式(1)中的常數a。那麼,前面的推導,是否過於繁瑣呢?

當然不是,實際上,式(5)和式(1)具有相同的含義,區別僅僅在於變數的單位。

而乙個公式中,如果單位不確定,常數是沒有意義的。

式(5)中,p、t和ω均採用標準單位,分別為瓦特(w)、牛頓.公尺(n.m)和弧度/秒(rad/s)。

式(1)中,若扭矩和功率的單位不變,轉速n採用常用的轉/分(r/min)。

由於一圈等於2π弧度,1分鐘等於60秒,式(5)變換為:

p=(2π/60)tn

若功率p採用kw為單位,上式變換為:

p=(2π/60000)tn。

60000/2π≈9549代入上式得到:

p≈tn/9549

t≈9549p/n  (6)

式(6)就是最常用的扭矩和功率計算公式。

若功率較小,單位採用瓦特,式(6)的常數需要除以1000。若轉速單位採用轉每秒,式(6)的常數需要乘以60。

式(6)和式(5)的區別僅僅在於單位的選擇,而式(5)才是扭矩和功率的基本公式。

扭矩和功率及轉速關係式記憶方法:

扭矩和功率的基本公式為p=tω,角速度ω可用轉速n替代,只要記住使用公式的變數和基本公式中變數的單位轉換關係,就可以方便的推導出各種扭矩和功率的計算公式及相關常數的準確數值

和功率的計算公式 離心幫浦軸功率和電機功率的計算公式

工程設計人員,在確定離心幫浦流量揚程之後,需要確定水幫浦的另外乙個重要引數 水幫浦電機功率。很多時候只要按照樣本,根據流量,揚程引數就可以確定水幫浦的電機型號及電機功率。我們可以根據能量守恆原理,推導出水幫浦電機的技術公式。水幫浦做的有效功w mgh 把一定重量的介質送到一定的高度h,h即為揚程 m...

和功率的計算公式 電機功率計算公式是什麼?

三相平衡功率公式 p 1.732uicos 其中p 三相平衡功率 1.732 根號3 u 線電壓,一般是380伏,變壓器出來的電壓常常是400伏左右 i 線電流 cos 是0到1之間的數值,電阻性負載為1,一般為0.75到0.85,日光燈為0.5 在實用中求出電流後一般是用電線電纜允許長期載流量表選...

和功率的計算公式 柴油發電機組的功率匹配的計算公式

機組選擇時應考慮幾個因素 常用柴油發電機組的選擇。1 容量的確定 按機組長期持續執行輸出功率能滿足全工程大計算負荷選擇,並應根據負荷的重要性確定發電機組備用機組容量。柴油機持續進行的輸出功率,一般為標定功率的0.9倍。2 台數的確定 一般設定通常為2臺以上,以保證供電的連續性及適應用電負荷曲線的變化...