如何利用功率、轉矩、慣量參數計算出直流電機的各種參數?

TF直流電機

在直流電機選擇中，功率、轉矩、慣量是比較重要的參考條件，這些參數可以計算出直流電機各種基本參數，下面天孚微電機帶大家來看看這三個參數的相關公式。

公式一

根據上面這個公式轉矩（T）可以從功率和轉速算出，在同一功率下，轉矩和轉速是成反比的，如直流減速電機使用減速箱增加輸出轉矩的時候，就會減小轉速，反之，轉速增加時，輸出轉矩會減小。我們可以從力的做功的角度來推理：

公式二

公式中的F是直流電機的輸出力，單位用N（牛）表示，r是力臂，單位用m（米）表示，N就是直流電機轉速了，用單位rpm表示。轉矩的定義是力乘以力臂，T=F×r，把這個公式代入後：

公式三

P為直流電機的額定功率；

T為直流電機的額定轉矩，常用單位為Nm；

N為直流電機的額定轉速。

我們再來看看慣量與力矩之間的關係

直流電機的慣量分為大、中、小，在同一功率的情況下，直流電機轉動慣量越大，它的輸出轉矩就越大，但是轉速也會越低（前面有講過這個原理），小慣量直流電機的響應速度很快，前提是負載慣量不能太大，否則會有所降低（慣量的單位為Kgm2）。

從能量的角度，可定義：

公式四

把式中的質量和半逕取出來就成了慣量J（因為對於特定的對象它們是不變的）：

公式五

然而從做功的角度來分析，直流電機輸出轉矩做功為：

公式六

在理想的情況下，直流電機的轉矩做功轉化通過W=E，可用以下公式得出：

公式七

其中J是總慣量，β是角加速度，單位為rad/s2；

從公式中就可以得出直流電機的慣量和轉速之間有直接的關係，在一些應用中，如果是負載慣量恆定已知，就可以從加速要求算出直流電機的輸出轉矩了，這個是做為直流電機選型的參考因素之一。

在直流電機的額定功率、轉矩、轉速及轉動慣量中，如果直流電機，有安裝減速箱的話，直流電機的額定功率是不變的，有變化的是額定轉矩增大、額定轉速減少、轉動慣量增大。

在為產品選擇直流電機的時候，需要知道負載慣量、最大轉速、最大加速減速時間、電壓等，這樣可以算出需要的參數，對直流電機選擇就可以滿足產品的需求了。