
扭矩是物体因力而产生的旋转效应。对于电机中的扭矩而言,其在运动发生前的静止状态并不关键。即使在没有实际运动的情况下,如果受到等效反作用力或力的相互抵消,扭矩仍然可以存在。扭矩不仅仅是加速旋转的工具,还可以用来制动旋转。
说起扭矩的起源,另一个相关的术语是“力矩”,这个词最初与时间息息相关。但在电机的语境中,情况并非如此。虽然拉丁词“动量”包含了时间的意味,但它还涵盖了诸如动力、压力、冲击等更多概念。这些概念与电机中的扭矩术语紧密相关。
从各种相关但不同的概念中,我们可以理解为什么使用“扭矩”这一术语来描述电机的特性。“动力”让物体进入“循环”,成为“运动的原因”,表现为某种“重量”或“压力”,并作用于旋转轴上的垂直杠杆。“moment”这一更为中性的术语,以及英语中常用的“torque”,都表达了相似的概念。
扭矩在牛顿力学中是一个描述定向力对物体旋转效应的物理量。它与转速共同决定了功率的传输,可以用矢量来表示。为了使车动,扭矩需要以直角的方式作用于杠杆。这可以通过一个简单的方式来解释:想象在车轮中心安装一根直杆,要使车动,就必须以直角的方式对杆施加力,这就是扭矩的作用。
符号和单位方面,扭矩用“M”表示,单位是牛顿米(Nm)。计算时,需要将杠杆长度“r”与垂直作用力“F”相乘。顺时针方向的扭矩表示为负值,而逆时针方向的扭矩表示为正值。
在实际应用中,电机的扭矩被称为“驱动扭矩”。在高扭矩的情况下,电机可以提供更大的动力,例如在压力机中产生巨大的压力。高扭矩还能使电机更快地做出响应,并在静止状态下迅速加速到高速。
对于伺服电机而言,扭矩的重要性尤为突出。特别是在需要实现精确运动的场合,如纺织行业,如果电机能在静止状态下保持高扭矩,就能实现快速加速和减速,从而实现高精度的动态运动。
力矩电机是一种能够产生极高扭矩的驱动器,适用于那些只需要低转速的应用场景。在工业领域,它们被广泛应用于挤出机、粉碎机以及伺服压力机等设备。在这些应用中,低速工作意味着对高扭矩的需求。
除了这些实际应用外,直接驱动还具有许多其他优势,能够提高生产过程的效率。这些优势包括降低能源成本和二氧化碳排放量、无需额外的隔音措施、减小机器尺寸或操作空间等。使用直接驱动还可以提高机器的整体效率,因为无需传动装置,可以避免传动损失和液压系统中的压力损失。
扭矩在电机性能中扮演着重要角色。无论是在伺服电机还是力矩电机中,扭矩都是实现高效、精确运动的关键。高扭矩允许电机在静止状态下迅速启动并加速到高速,从而实现各种工业应用的高效率生产。
