湘潭电机厂电动机启动转矩及允许的负载转动惯量

电机的起动转矩，选择多大就算合理？起动转矩，是电机的重要性能指标，不同的工况、不同的起动方式，对电机的起动转矩有不同要求。

当给处于停止状态下的异步电动机加上电压时的瞬间，电动机产生的转矩即起动转矩；当电机全压状态起动时，瞬间起动转矩为额定转矩的1.2倍以上，此时对应的起动电流，大概为额定电流的5到7倍左右。

对于直流电机，起动转矩和起动电流更大，一般不直接起动；但对于小功率交流电机起动转矩不是很大，可以直接启动。

对于任何电动机，如果不考虑直接起动对电机和负载的影响，只要电网容量足够大，任何电机都可以按直接起动设计，但实际的情况是，变压器容量和电网容量都有限。

因而，小容量电动机可直接启动，而大容量电动机则应借助一些起动装置方能正常起动，即通过外界因素改变电机的起动电流和转矩的关系，即控制电流大小、提升电机转矩，达到电机转子从静止状态到额定状态的转变。

不同的工况对电机的起动要求不同，有的负载可以在空载或轻载状态下起动，而有的电机必须在额定负载下起动，针对不同的工况要求，电机的起动特性、起动方式可以进行针对性的满足：如降电压起动（电抗器起动降压、自耦变压器降压和星三角转换降压起动等）、变频起动和软起动，都是目前针对于大功率电机，特别是高压电机的起动方式。

其中，变频起动是目前应用较为广泛的一种起动方式，特别是在不少的场合，按照实际节能水平的控制要求，一些原来使用工频电机的场合已逐步被变频电机所替代。

变频起动，是将加在电动机上的电源频率逐渐由低频升到工频，电压也由低值升到额定值，电动机转速由低速逐渐加速到额定速度，当转速升到一定转速时，切换到工频运转。

变频器可以使电动机平滑起动，电机起动时间延长，以较小的起动电流可以获得较大的起动转矩，变频起动可以满足重载负荷工况。

软起动器主要由串接于电源与电动机之间的三相反并联闸管交流调压器构成。

起动过程中电压可调，因而电动机转矩也是可调的。

但软起动器更适合于轻载电动机，不适用于重载起动的大型电动机。

电机转速和扭矩（转矩）公式1、电机有个共同的公式，P=MN/9550P为额定功率，M为额定力矩，N为额定转速，所以请确认电机功率和额定转速就可以得出额定力矩大小。

注意P的单位是KW,N的单位是R/MIN(RPM),M的单位是NM2、扭矩和力矩完全是一个概念，是力和力臂长度的乘积，单位NM(牛顿米) 比如一个马达输出扭矩10NM，在离输出轴1M的地方（力臂长度1M），可以得到10N的力；如果在离输出轴10M的地方（力臂长度10M），只能得到1N的力含义：1kg=9.8N 1千克的物体受到地球的吸引力是9.8牛顿。

含义：9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心1米的位置上的力为9.8N。

转速公式：n＝60f/P(n＝转速，f＝电源频率，P＝磁极对数)扭矩公式：T=9550P/nT是扭矩，单位N·mP是输出功率，单位KWn是电机转速，单位r/min扭矩公式：T=973P/nT是扭矩，单位Kg·mP是输出功率，单位KWn是电机转速，单位r/min力矩、转矩和扭矩在电机中其实是一样的。

一般在同一篇文章或同一本书，上述三个名词只采用一个，很少见到同时采用两个或以上的。

虽然这三个词运用的场合有所区别，但在电机中都是指电机中转子绕组产生的可以用来带动机械负载的驱动“矩”。

所谓“矩”是指作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积。

对于杠杆，作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积就称为力矩。

对于转动的物体，若将转轴中心看成支点，在转动的物体圆周上的作用力和转轴中心与作用力方向垂直的距离的乘积就称为转矩。

当圆柱形物体，受力而未转动，该物体受力后只存在因扭力而发生的弹性变形，此时的转矩就称为扭矩。

因此，在运行的电机中严格说来只能称为“转矩”。

采用“力矩”或“扭矩”都不太合适。

不过习惯上这三种名称使用的历史都较长至少也有六七十年了，因此也没有人刻意去更正它。

至于力矩、转矩和扭矩的单位一般有两种，就是千克·米(kg·m)和牛顿·米(N·m) 两种，克·米(g·m)只是千克·米(kg·m)千分之一。

电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式在电机的世界里，转矩、功率和转速是三个至关重要的概念。

它们不仅决定了电机的性能和应用场景，还相互关联，通过特定的公式紧密联系在一起。

理解这三者之间的关系以及掌握相应的计算公式，对于电机的设计、选型和控制都具有重要意义。

首先，让我们来了解一下什么是电机转矩。

简单来说，转矩就是使电机转动的力矩。

想象一下，你用手去转动一个轮子，你施加的力乘以力臂的长度就是转矩。

在电机中，转矩使得电机的转子能够克服负载的阻力而旋转。

转矩的单位通常是牛顿·米（N·m）。

电机的功率则表示电机在单位时间内所做的功。

功率越大，电机在相同时间内能够完成的工作量就越多。

功率的单位是瓦特（W），1 瓦特等于 1 焦耳每秒。

而转速，顾名思义，就是电机旋转的速度。

它通常以每分钟转数（rpm）来表示。

那么，电机转矩、功率和转速之间到底有什么关系呢？这就要提到一个非常重要的公式：功率＝转矩 ×角速度。

角速度用ω表示，它与转速 n 的关系是：ω ＝2πn/60 。

将其代入上述公式，经过推导，我们可以得到另一个常用的公式：功率 P ＝转矩T ×转速n × 2π/60 。

进一步化简可得：P ＝T × n × π/30 。

这个公式清晰地展示了功率、转矩和转速之间的定量关系。

当功率一定时，转矩与转速成反比。

也就是说，如果想要提高转速，转矩就会相应减小；反之，如果需要增大转矩，转速就会降低。

例如，在一些需要高转速但负载较小的应用中，如风扇、离心机等，电机通常设计为具有较高的转速和较小的转矩。

而在起重机、搅拌机等需要较大转矩来克服重负载的设备中，电机则会具有较低的转速和较大的转矩。

接下来，我们再来看一看转矩的计算公式。

对于直流电机，转矩 T＝CT × Φ × Ia ，其中 CT 是电机的转矩常数，Φ 是电机的磁通，Ia 是电枢电流。

电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式在电机的世界里，转矩、功率和转速是三个至关重要的参数，它们之间存在着紧密的关系，并且通过特定的计算公式相互关联。

理解这些关系和公式对于正确选择和使用电机、优化系统性能以及解决工程中的实际问题都具有重要意义。

首先，让我们来搞清楚什么是电机转矩。

简单来说，转矩就是电机转动时产生的力矩，它使电机能够克服负载的阻力并实现旋转运动。

想象一下，你用扳手拧螺丝，施加在扳手上的力乘以力臂的长度就是转矩。

在电机中，转矩的大小决定了电机能够带动多大的负载。

电机功率则是表示电机做功的快慢。

功率越大，电机在单位时间内做的功就越多。

就好比跑步，跑得越快（功率大），在相同时间内跑的路程就越远。

电机功率的单位通常是瓦特（W）或千瓦（kW）。

而转速，顾名思义，就是电机旋转的速度，通常以每分钟转数（rpm）来表示。

转速越高，电机的转动就越快。

那么，电机转矩、功率和转速之间到底有什么样的关系呢？这就不得不提到一个重要的公式：功率＝转矩 ×角速度。

角速度是什么呢？它是旋转物体在单位时间内转过的角度，单位是弧度每秒（rad/s）。

因为转速通常以每分钟转数（rpm）给出，所以我们需要将转速转换为角速度。

假设电机的转速为 n（rpm），那么角速度ω ＝2πn ／ 60（rad/s）。

将角速度代入功率的公式中，就得到了功率 P ＝转矩T × 2πn ／60 ，进一步整理可得：转矩 T ＝ 60P ／（2πn) 。

从这个公式可以看出，如果电机的功率一定，转速越高，转矩就越小；反之，转速越低，转矩就越大。

这就像汽车爬坡，为了获得更大的转矩来克服重力，往往需要降低挡位，降低转速。

再来看一个实际的例子。

假设有一台电机，其功率为 10kW，转速为 1500rpm，那么它的转矩是多少呢？首先将转速转换为角速度：ω ＝2π × 1500 ／ 60 ＝ 15708 rad/s然后根据功率＝转矩 ×角速度，可得转矩 T ＝ 10000 ／15708 ≈ 6367 N·m在工程应用中，准确计算电机的转矩、功率和转速非常重要。

电机转动惯量计算公式
电机转动惯量是指电机在相同转速下所需的力矩大小，它是电机的一项重要参数。

电机转动惯量的大小取决于电机的物理结构，它可以通过一个特定的公式来计算。

电机转动惯量的计算公式如下：
J = (1/2)mvr2
其中，J是电机转动惯量，单位是千克·米2/秒2；m是转子的质量，单位是千克；v是转子的半径，单位是米；r是转速，单位是转/秒。

电机转动惯量的大小与转子的质量、半径和转速有关，当转子的质量、半径和转速增大时，电机转动惯量也会增大；当转子的质量、半径和转速减小时，电机转动惯量也会减小。

此外，电机转动惯量还受到电机物理结构的影响，比如电机的转子形状、磁芯材料以及绕组的结构都会影响电机转动惯量的大小。

电机转动惯量的计算公式可以帮助设计人员更好地了解电机的特性，帮助他们设计出更加合适的电机。

电机转动惯量的计算公式也可以帮助维修人员预测电机的表现，诊断电机的故障。

总的来说，电机转动惯量的计算公式是一个重要的工具，可以帮助设计人员更好地了解电机的特性，也可以帮助维修人员预测电机的
表现，诊断电机的故障。

电机惯量计算公式电机惯量是电机运行中的一个重要参数，它对于电机的性能和控制有着重要的影响。

那咱们就来好好聊聊电机惯量的计算公式。

在我多年的教育经历中，有这么一件事儿让我对电机惯量的理解更加深刻。

那是一次学校组织的科技活动，我们带着学生们一起组装简易的电机模型。

其中有个叫小明的孩子，特别积极，眼睛里充满了好奇和探索的欲望。

当我们开始讲解电机惯量的概念时，小明皱起了眉头，一脸困惑。

我就给他打了个比方，我说：“小明啊，这电机惯量就好比你骑自行车。

车的轮子越大、越重，你要让它从静止开始转动或者改变转动速度就越费劲，这就是惯量大。

相反，轮子小又轻，就容易转动和改变速度，惯量就小。

”小明听了，若有所思地点点头。

咱们说回电机惯量的计算公式。

常见的电机惯量计算公式是 J =∫r²dm ，这里的 J 表示转动惯量，r 是旋转半径，m 是质量。

这个公式看起来有点复杂，别着急，咱们一点点来拆解。

比如说，一个圆柱形的电机转子，它的质量分布是均匀的。

那我们就可以把这个圆柱体看成是由很多个薄圆环组成的。

对于每个薄圆环，它的转动惯量可以用 dJ = r²dm 来计算，然后把所有薄圆环的转动惯量加起来，就得到了整个圆柱体的转动惯量。

再举个实际的例子，假如有个电机转子，它的直径是 10 厘米，长度是 20 厘米，材料的密度是 7800 千克/立方米。

那我们先算出它的体积，圆柱体体积= π×(半径)²×高，也就是π×(0.05)²×0.2 立方米。

然后乘以密度算出质量，再根据公式算出转动惯量。

在实际应用中，电机惯量的计算可没这么简单。

有时候电机的形状不规则，这时候就需要用到更复杂的数学方法，或者通过实验测量来得到近似值。

回到之前说的那次科技活动，在实际操作中，当孩子们调整电机的零部件，改变其形状和质量分布时，他们直观地感受到了电机转动的难易程度的变化，这也让他们对电机惯量有了更切身的体会。

常用的三相异步电动机可适用的范围和广泛
来源：湘潭电机厂 /
常用的三相异步电动机可适用的范围和广泛，比如用在各种机械设备上。

三相电动机名
称
常见适用范围
绕线转子与被电动机用于电源容量不足以启动鼠笼型电动机及要求启动电流小，启动转矩高地设备
高效率三相异
步电动机
可驱动无特殊要求的个各种机械设备
绕线转子异步电动机（高启动转矩）用于启动静止负载或惯性较大的负载机械。

如压缩机、或粉碎机等。

异步电动机用于一般的拖动机械与设备上
制动异步电动机（杠杆式）用于要求快速制动的机械。

如电动葫芦。

卷扬机、行车、电动阀等机械设备
制动异步电动机（旁磁式）用于要求快速制动的机械。

如如电动葫芦。

卷扬机、行车、电动阀等机械设备
精密机床用异步电动机同Y型，用于要求振动小、噪音低的精密机床上
多速异步电动机同Y型电动机，在使用上要求有2—4种转速的机械设备
高转差率（滑差）异步电动机用于转动较大飞轮惯量和不均匀冲击负荷的金属加工机械。

如锤击机、剪切机、冲压机、压缩机、绞车等设备
制动异步电动用于要求快速制动的机械。

如如电动葫芦。

机（附加制动器
式）
卷扬机、行车、电动阀等机械设备
锥形转子制动异步电机用于要求快速制动的机械。

如如电动葫芦。

卷扬机、行车、电动阀等机械设备
电磁调速异步电动机用于纺织、印染、化工、造纸、船舶及要求变速的机械设备
换向器式条速异步电动机用于纺织、印染、化工、造纸、船舶及要求变速的机械设备上。

但其效率与规律因数比YCT型高。

电机的额定转矩启动转矩堵转转矩最大转矩静转矩[转]电机的额定转矩启动转矩堵转转矩最大转矩静转矩额定转矩：在额定电压、额定负载下，电动机转轴上产生的电磁转矩称为电动机的额定转矩。

启动转矩：当给处于停止状态下的异步电动机加上电压时的瞬间，异步电动机产生的转矩称为起动转矩。

启动转矩表征了电动机的启动能力，它与启动方式有关（如星三角起动，变频调速起动等），直接起动鼠笼式一般为额定力矩的0.8到2.2倍。

通常起动转矩为额定转矩的125%以上。

与之对应的电流称为起动电流，通常该电流为额定电流的6倍左右。

对于直流电机来说，这个启动转矩特别大，所以启动电流也就很大，故而不能直接启动，当然这是对于大型直流电机而言，小型的直流电机包括永磁的都是例外。

对于交流电机来说这个转矩就不是很大了，所以电流也不是很大，可以直接启动，当然交流电机启动转矩小所以不能带载启动。

最大转矩：电动机转矩从稳定区进入不稳定区的交界点。

也就是说，如果负载转矩大于电动机的最大转矩，电动机的输出转矩会变小，并进入堵转状态。

堵转转矩：进入堵转状态后，转速为零，这时电动机能够输出的转矩为堵转转矩。

静转矩：电机通电但未转动时，定子锁住转子的力矩。

通常，最大转矩>堵转转矩>额定转矩。

最大转矩与额定转矩之比，称为电动机的过载系数。

最大转矩倍数和堵转转矩倍数确实是衡量电机性能和两个重要性能指标，但是也不是越大越好。

最大转矩倍数越大，电机也就具备了超载极限的能力，但是同时对电机的体积和用材也是个很重要的考核。

堵转转矩倍数大一些有好处，尤其是大电机一般自身的转动惯量都比较大，如果堵转转矩倍数比较大则电机起动更加迅速，转动也更自如。

但是堵转转矩倍数也不能越大越好。

两个转矩倍数越大，电机的起动电流一般情况下也会增加很多，对电网的冲击也会越大，所以一般选择电机的时候，要根据实际工况的要求，选择合适的数值保留一定裕度即可。

一般情况下堵转转矩倍数选择1.8--2.2。

电机转矩、功率、转速之间的关系及计算公式电动机输出转矩：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。

转矩与功率及转速的关系：转矩(T)=9550*功率(P)/转速(n) 即:T=9550P/n—公式【1】由此可推导出：转矩=9550*功率/转速《＝＝＝》功率=转速*转矩/9550，即P=Tn/9550——公式【2】方程式中：P—功率的单位（kW）；n—转速的单位（r/min)；T—转矩的单位（N.m）；9550是计算系数。

电机扭矩计算公式 T=9550P/n 是如何计算的呢？分析：功率=力*速度即 P=F*V---————公式【3】转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R) 推出F=T/R---——公式【4】线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30---——公式【5】将公式【4】、【5】代入公式【3】得：P=F*V=T/R*πR*n分/30 =π/30*T*n分-----P=功率单位W， T=转矩单位N.m， n分=每分钟转速单位转/分钟如果将P的单位换成KW，那么就是如下公式：P*1000=π/30*T*n30000/π*P=T*n30000/3.1415926*P=T*n9549.297*P=T*n这就是为什么会有功率和转矩*转速之间有个9550的系数关系。

电动机转矩、转速、电压、电流之间的关系由于电功率P=电压U*电流I，即 P=UI————公式【6】由于公式【2】中的功率P的单位为kw，而电压U的单位是V，电流I的单位是A，而UI乘积的单位是V.A，即w，所以将公式【6】代入到公式【2】中时，UI需要除以1000以统一单位。

则：P=Tn/9550=UI/1000————公式【7】＝＝》Tn/9.55=UI————公式【8】＝＝》T=9.55UI/n————公式【9】＝＝》U=Tn/9.55I————公式【10】＝＝》I=9.55U/Tn————公式【11】方程式【7】、【8】、【9】、【10】、【11】中：P—功率的单位（kW）；n—转速的单位（r/min)；T—转矩的单位（N.m）；U—电压的单位（V）；I—电流的单位（A）；9.55是9500÷1000之后的值。