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      喜開特電機轉速、扭矩和功率計算公式

      發布時間:2015-05-16 09:33:30  來源:喜開特防爆電機   查看:

      喜開特電機轉速、扭矩和功率計算公式

      含義: 1kg=9.8N     1千克的物體受到地球的吸引力是9.8牛頓 。        
      含義: 9.8N·m      推力點垂直作用在離磨盤中心1米的位置上的力為了9.8N。
      轉速公式:n=60f/P
      (n=轉速,f=電源頻率,P=磁極對數)
      扭矩公式:T=9550P/n
            T是扭矩,單位N·m
            P是輸出功率,單位KW
            n是電機轉速,單位r/min
      扭矩公式:T=973P/n
           T是扭矩,單位Kg·m
           P是輸出功率,單位KW
           n是電機轉速,單位r/min
      形象的比喻:
            功率與扭矩哪一項最能具體代表車輛性能?有人說:起步靠扭矩,加速靠功率,也有人說:功率大代表極速高,扭矩大代表加速好,其實這些都是片面的錯誤解釋,其實車輛的前進一定是靠發動機所發揮的扭力,所謂的「扭力」在物理學上應稱為「扭矩」,因為以訛傳訛的結果,大家都說成「扭力」,也就從此流傳下來,為導正視聽,我們以下皆稱為「扭矩」。
            扭矩的觀念從小學時候的「杠桿原理」就說明過了,定義是「垂直方向的力乘上與旋轉中心的距離」,公制單位為牛頓-米(N-m),除以重力加速度 9.8m/sec2之后,單位可換算成國人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制單位則為磅-呎(lb-ft),在美國的車型錄上較為常見,若要轉換成公制,只要將lb-ft的數字除以7.22即可。汽車驅動力的計算方式:將扭矩除以車輪半徑即可由發動機功率-扭矩輸出曲線圖可發現,在每一個轉速下都有一個相對的扭矩數值,這些數值要如何轉換成實際推動汽車的力量呢?答案很簡單,就是「除以一個長度」,便可獲得「力」的數據。舉例而言,一部1.6升的發動機大約可發揮15.0kg-m的最大扭矩,此時若直接連上185/ 60R14尺寸的輪胎,半徑約為41公分,則經由車輪所發揮的推進力量為15/0.41=36.6公斤的力量(事實上公斤并不是力量的單位,而是重量的單位,須乘以重力加速度9.8m/sec2才是力的標準單位「牛頓」)。
           36公斤的力量怎么推動一公噸的車重呢?而且動輒數千轉的發動機轉速更不可能恰好成為輪胎轉速,否則車子不就飛起來了?幸好聰明的人類發明了「齒輪」,利用不同大小的齒輪相連搭配,可以將旋轉的速度降低,同時將扭矩放大。由于齒輪的圓周比就是半徑比,因此從小齒輪傳遞動力至大齒輪時,轉動的速度降低的比率以及扭矩放大的倍數,都恰好等于兩齒輪的齒數比例,這個比例就是所謂的「齒輪比」。
            舉例說明,以小齒輪帶動大齒輪,假設小齒輪的齒數為15齒,大齒輪的齒數為45齒。當小齒輪以3000rpm的轉速旋轉,而扭矩為20kg-m時,傳遞至大齒輪的轉速便降低了1/3,變成1000rpm;但是扭矩反而放大三倍,成為60kg-m。這就是發動機扭矩經由變速箱可降低轉速并放大扭矩的基本原理。 
            在汽車上,發動機輸出至輪胎為止共經過兩次扭矩的放大,第一次由變速箱的檔位作用而產生,第二次則導因于最終齒輪比(或稱最終傳動比)。扭矩的總放大倍率就是變速箱齒比與最終齒輪比的相乘倍數。舉例來說,手排的一檔齒輪比為3.250,最終齒輪比為4.058,而發動機的最大扭矩為14.6kgm/5500rpm,于是我們可以算出第一檔的最大扭矩經過放大后為14.6×3.250×4.058=192.55kgm,比原發動機放大了13倍。此時再除以輪胎半徑約0.41m,即可獲得推力約為470公斤。然而上述的數值并不是實際的推力,畢竟機械傳輸的過程中必定有磨耗損失,因此必須將機械效率的因素考慮在內。

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