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深圳市东么川伺服控制技术有限公司

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如何计算减速电机所需的输入功率?


确定齿轮电机尺寸时首先要确定所需的输出扭矩和速度。但是,一旦定义了扭矩和速度,您还想知道电机所需的输入功率 - 特别是如果齿轮电机使用交流感应电机,其中额定功率(通常以马力给出)用作关键因素浆纱。

在我们研究如何计算功率之前,让我们回顾一下功率和工作之间的关系。

功定义为在一定距离上施加的力:

1.png

机械功率是完成工作的时间速率,因此工作除以时间:

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机械功率也可以写成:

3.png

请注意,距离除以时间 (d/t) 就是速度,因此功率可以写为力乘以速度:

4.png

电动机的功率方程:公制单位

电动机通过旋转运动(而不是直线距离)产生扭矩(而不是力),因此功率等于扭矩 乘以 角速度:

5.png

请注意,角速度的单位是弧度每秒。如果速度以每分钟转数(rot/min 或 rpm)给出,请务必将每分钟转数转换为弧度每秒:

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从瓦特转换为马力

尽管国际单位制的功率单位是瓦特,但在讨论电机功率时,通常使用英制马力单位。

在 1780 年代,詹姆斯瓦特和马修博尔顿将 1 马力 (hp) 定义为 33,000 英尺磅/分钟,即 44,742 牛米/分钟。

6.png

将此从 Nm/min 转换为 Nm/s 得到 746 Nm/s,或 746 瓦。因此,要将功率从瓦特转换为马力,请将以瓦特为单位的功率除以 746。

将此从 Nm/min 转换为 Nm/s 得到 746 Nm/s,或 746 瓦。因此,要将功率从瓦特转换为马力,请将以瓦特为单位的功率除以 746。

电动机的功率方程式:英制单位

在齿轮电机应用中,扭矩和速度通常仍以英制单位给出。在这些情况下,可以使用换算系数直接计算马力:

当扭矩以 lb-ft 为单位,速度以 rpm 为单位时:

P = 机械功率 (hp)

T = 扭矩 (lb-ft)

ω = 角速度 (rpm)

5252 = 33,0000 英尺-磅/分钟 ÷ 2π 弧度/旋转

当扭矩以 lb-in 为单位,速度以 rpm 为单位时:

P = 机械功率 (hp)

T = 扭矩 (lb-in)

ω = 角速度 (rpm)

63,025 = 33,000 英尺-磅/分钟 * 12 英寸/英尺 ÷ 2π 弧度/旋转

齿轮电机的输入功率

上面给出的每个机械功率方程式都可以在确定齿轮电动机的尺寸时应用,具体取决于所使用的扭矩和速度单位。

但是,在确定电机所需的输入功率时,必须考虑齿轮电机组件将该功率传输至负载的效率。因此,无论使用上述哪个公式计算所需的输出功率,电机所需的输入功率计算如下:

η = 减速电机效率

请注意,效率可能会有很大差异,具体取决于电机、使用的齿轮类型和齿轮比。例如,使用准双曲面齿轮传动的齿轮电机的效率可以超过 90%,而使用蜗轮的齿轮电机的效率可以从不到 40% 到大约 80% 不等。