电机相关物理公式及知识点

转矩公式 :T=F∗rT=F*rT=F∗r
转矩=扭力*作用半径

电机功率：P=F∗VP=F*VP=F∗V
功率=力*速度

转动惯量： J=∫mr2dmJ=∫ mr ^2 dmJ=∫mr2dm
转动惯量是表征刚体转动惯性大小、衡量刚体抵抗旋转运动的惯性的物理量。

转矩和转动惯量关系：T=J∗wT=J*wT=J∗w
转矩=转动惯量*角加速度

同步电动机：是励磁磁场与电枢的旋转磁场相互作用而产生转矩，以同步转速旋转的交流电动机。定子加三相交流电，转子加直流电。
同步转速转子的转速和电网频率之间有不变的关系： n=60f/ p 。其中f为电网频率，p为电机的极对数，n称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。
为什么同步电机不能自动启动?
如果转子没有初始转动，转子的北极显然会被RMF的南极所吸引，并开始向同一方向移动。但是由于转子有一定的惯性，这个起动速度会很低。到这个时候，RMF的南极将被北极取代，北极排斥转子，转子收到一个抑制转动的力，重复这个过程导致其无法启动。为了使同步电机自动启动，通过巧妙地安装了一个松鼠笼。它们也被称为阻尼绕组，其启动方式就变得和异步电动机一样了。这个特性也促使电机不能失步，否则会停止。

异步电机：以鼠笼式为例，只有定子绕组通三相交流电产生旋转磁场，而转子“鼠笼”可以理解为就是一组闭合的导线，本身没有电流，也没有磁场。当定子的旋转磁场切割转子“鼠笼”的导体时（反过来就是导体切割磁力线，法拉第电磁感应定律），在转子上产生感应电流；这时候，由安培定律可知，通电导线在磁场中会受到作用力，驱动转子运动。但是，转子速度永远无法达到定子旋转磁场的速度，因为一旦他们相等了，相当于转子和磁力线相对静止，导体就不切割磁力线了，也就无法产生感应电流了，没有电流就没有安培力了，没有安培力驱动转子在负载力矩的作用下就会减速，减速后转子速度就又低于同步转速，导体就又开始切割磁力线了…，因此转子速度始终达不到同步转速（即由电源频率决定的定子旋转磁场的转速），这也是异步电机的“异步”的由来。

电机的反电势系数Ke与力矩系数Kt之间的关系：在直流伺服电机中Kt=9.55Ke，其中Kt的单位是Nm/A，Ke的单位是V/rpm，当Ke和Kt同为国际单位制时，Ke=Kt。这一点与永磁交流伺服电机中Ke与Kt的关系稍有差别，多数企业的永磁交流伺服电机手册中如果同时给出Ke和Kt，则一般Kt=9.55Ke*1.732，当Ke和Kt同为国际单位制时，Kt与Ke之间差1.732倍（即：根号3倍），原因在于Ke一般会以线反电势的形式给出。

磁通与线圈的交链
　　λ＝NΦ
　　磁链
　　magnetic linkage
　　导电线圈或电流回路所链环的磁通量。磁链等于导电线圈匝数N与穿过该线圈各匝的平均磁通量φ的乘积，故又称磁通匝。
　　Ψ＝Nφ
　　在SI单位制中磁链单位是韦〔伯〕(Wb)。
　　根据法拉第电磁感应定律,当磁通随时间变化时,在线圈中将产生感应电动势；该电动势ξ等于磁链对时间变化率的负值
　　ξ=-dΨ/dt
　　式中ξ与Ψ 的方向的选取符合右手螺旋关系。
　　磁链与建立磁通的电流有关。电流I1在其所流经的线圈1中建立的磁链Ψ11称为线圈1的自感磁链
　　Ψ11=N1φ11=L1I1
　　式中φ11是 I1在线圈1中建立的磁通，N1是线圈1的匝数，L1是其自感。电流 I1在它附近另一线圈2中建立的磁链Ψ21称为线圈1对线圈2的互感磁链
　　Ψ21＝N2φ21＝MI1
　　式中φ21是I1在线圈2中建立的磁通，N2是线圈2的匝数，M是互感。
电压与电动势：
虽然电压与电动势的单位都是伏特（V），但这两个物理量是有区别的：电压是指电路中两点之间的电位差。电动势简称电势，是指电源内部的电源力。而且电压和电动势的方向是相反的：电动势的方向是从低电位指向高电位，而电压的方向与其相反。

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