直流电机负载转矩测量原理

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简述信息一览：

• 1、他励直流电机实验中如何测量出电动机的转矩
• 2、如何计算直流电动机的转矩??
• 3、什么是电机的负载转矩和电磁转矩?
• 4、无刷直流电机的转矩脉动的原因

他励直流电机实验中如何测量出电动机的转矩

1、他励直流电动机的工作特性表现在以下3个方面：转速特性：他励电机得If=定值，因而气隙磁通只受电枢反应得影响。Ia增大时，电枢贿赂电阻压降使得转速趋于下降，电枢反应失去磁效应使得转速趋于上升，因而转速变化较小，故有硬转速特性。

2、当电枢需顺时针旋转时，由晶体管VT1，VT2组成的桥式整流电路，将单相交流电变为直流电，经C1滤波后，供给直流电动机M的电枢绕组。由于电枢电流是从左向右流动的，所以电动机的转矩也是从左向右增大，而电动机的旋转方向是由转子导体中的电流决定的，即由左手定则决定。

3、他励直流电机，定子线圈就是励磁绕组，用来励磁的.励磁意思是建立磁场.他励直流电机是相对其它类型直流电机说的，他励直流电机励磁绕组和转子绕组分别单独供电，需要两个电源。

4、直流电机的转速与功率没有直接的关系，与电压和负载矩有关（在负载转矩小于最大输出转矩时，负载转矩对电机转速无影响；（一）调速性能好。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。

5、可以表示为：n = U / （CeΦ） - βT。 在这个公式中，斜率β的计算方式是：β = （Ra + R） / （CeCtΦ）。注意：这里的U代表电枢电压，Ce是电枢电枢常数，Φ是每极磁通，Ra是电枢电阻，R是励磁电阻，Ct是转速常数。这些参数共同决定了电机的机械特性。

6、T=9550P/n式中：P—功率，kW；n—电机的额定转速，r/min；T—转矩，Nm。电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。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。

如何计算直流电动机的转矩??

1、空载转矩 空载转矩指电机在空载时产生的转矩。在空载时，磁通量φ几乎不变，因此空载转矩可以表示为：T0 = KφI0 其中，I0为电机空载时的电流。 最大转矩 最大转矩指电机在额定电压下所能产生的最大转矩。在额定电压下，电流为In，磁通量为φn。

2、如果你这个是交流电机就可以用公式T=9550P/n求出相应的转矩。直流电动机的转矩公式是T=C*φ*I 。T为电磁转矩，φ为定子气隙磁通，I为转子电流，C为常数。

3、电磁转矩 M=CmФIa则额定负载时电磁转矩M=Me+M0Me为 电机 轴 输出转矩 M0为空载 转矩 ，即是电机本身的阻转矩，它是因电机本身的 机械 摩擦和 电枢 铁心中的 涡流 、磁滞 损耗都要引起阻转矩，用M0表示）一般情况下，空载转矩占电磁转矩的 比例 较小，在一般 工程计算 中可忽略 不计 。

4、计算公式T=9550×P/n 。P为电机的额定（输出）功率，单位是千瓦（KW），n为额定转速，单位是转每分 （r/min）。电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。

什么是电机的负载转矩和电磁转矩?

负载扭矩：电机驱动转动负载时需要的扭矩（转矩或力矩）。电磁转矩：当电枢绕组中有电枢电流流过时，通电的电枢绕组在磁场中将受到电磁力，该力与电机电枢铁心半径之积，此为理论输出值。

负载转矩是电机要带动负载所要求的转矩即电机输出转矩，在一般机械转动计算中不考虑由于条件改变而发生的变动，在电磁计算中会考虑。负载转矩作用在生产机械轴上。是不考虑电机的机械损耗的电磁转矩。电磁转矩和负载转矩相差的是电机的机械损耗。

负载转矩就是电机所要带动的负载要求的转矩，在一般机械转动计算中不考虑由于条件改变的变动，在电磁计算中会改变。转矩是一种力矩，力矩在物理中的定义是：力矩= 力 ×力臂 这里的力臂就可以看成电机所带动的物体的转动半径。如果电机转矩太小，就带不动所要带的物体，也就是感觉电机的“劲”不够大。

电磁转矩是电机本身的特性参数 负载转矩是外部参数，是电机需要克服的力量。电机通常是要通过减速机构来驱动负载，这样可以增大最终输出转矩。

电磁转矩是指电能转换成机械能的那部分 负载转矩是电机输出转矩 其中相差的是电机的机械损耗。

无刷直流电机的转矩脉动的原因

由于无刷直流电机定子电流和转子磁场的非正弦，使得其相互作用产生的电磁转矩含有谐波分量，造成了转矩的脉动。电磁转矩脉动是由相电流和感应电动势相互作用而形成的。可以考虑通过控制电流的谐波成分来消除由此产生的转矩脉动。

无刷直流电机（BLDC）在换向过程中出现转矩脉动的原因主要有以下两个方面：磁场不对称：BLDC的定子通常由多个线圈组成，每个线圈的磁场在空间上都是对称的。然而，由于制造工艺的限制，很难保证所有线圈的磁场完全对称。这就导致在换向过程中，磁场的不对称性会导致转矩的变化，从而产生转矩脉动。

当转子旋转时，气隙磁场的贮能就发生变化，产生齿槽转矩，这个转矩是不变的，它与转子位置有关，因而随着转子位置发生变化，就引起转矩脉动[2]。它与转子的结构尺寸、定子齿槽的结构、气隙的大小、磁极的形状和磁场分布等有关，而与绕组如何放置在槽中和各相绕组中馈入多少电流等因素无关。

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