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6表示馬達驅動力的轉矩
在馬達的世界中,轉矩一詞會經常的被使用到。轉矩即是旋轉的力量(也稱旋轉力或驅動力)。弗來明左手定則(請參照 28頁)的「電磁力」即相當於轉矩。
以力的大小(符號 F,單位牛頓 N),以及旋轉軸的中心到作用點間的垂直距離(符號 r,單位公尺 m)的乘積來表示轉矩(符號 T,單位牛頓米 N.m)。例如,從距離馬達轉軸 1 m 的作用點處,施以10 N的垂直力(垂直於半徑),轉矩即為10 N.m。從距離旋轉軸 2m的作用點處,施以 5N的力,轉矩也為 10N.m。也就是說作用力愈大,若從轉軸的中心到作用點間的距離也愈大,轉矩也愈大。
◎轉矩和旋轉數的平衡很重要
轉矩和馬達的轉速有很密切的關係,我們可以求得,轉速上升的同時轉矩也變大,以及當轉速超過一定的數值時,轉矩會變小,畫出拋物線的曲線。此關係表示「轉速與轉矩特性」,是決定馬達性能的重要條件。
當馬達在一定的電壓或頻率下,所得到最大的轉矩稱為「最大轉矩」或「制動轉矩」。一般而言,轉矩愈大的馬達轉速愈慢,轉矩愈小的馬達轉速愈快。因此,馬達也可以依轉速大致區分為高轉速(低轉矩)和高轉矩(低轉速)兩種。
但是,同步(Synchronous)馬達(請參照 114 頁)的轉速是依據電源頻率而決定的,這種馬達轉矩的大小和轉速之間並沒有關係。
作用點:使物體的運動狀態發生變化的參考點。
7起動轉矩、負載轉矩和轉矩的測量方法
馬達運轉時,理論上,先以「起動轉矩(馬達開始運轉的轉矩)」使馬達開始旋轉。
然而,因為大部份的馬達輸出軸,都有慣性負載(旋轉體為了維持原來運轉狀態的力量大小,以慣性力矩MOI表示或摩擦負載(馬達驅動機械時自身的摩擦力,又稱為反抗轉矩)所形成的「負載轉矩」。因此,起動轉矩需克服負載轉矩,馬達才會開始旋轉。
負載轉矩的廣義定義為「馬達為了驅動所負載的機械,而必須具備的轉矩」。
輸出軸的負載若比起動轉矩大,此時馬達無法起動。例如,只能舉起 10kg重物的馬達,若強迫其舉起 20kg重物時,將無法順利舉起。因此,要使用馬達去驅動慣性負載非常大的電車時,起動轉矩必須要更大(必須比起動時的轉矩更大)。因此,無論如何都必須使用大輸出的大型馬達。