电机惯量的疑问 点击：15527 | 回复：181
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发表于：2008-07-19 14:40:47
48楼
电机的力矩正比于气隙围成的圆柱体的体积，其间的比例系数就是单位气隙面积的出力系数，因此电机的出力可以用公式表示为：
T＝1/2*π*σ*D^2*L＝2*σ*V
其中D为气隙直径，L为气隙长度，σ为单位气隙面积的出力系数，V为气隙围成的圆柱体的体积
从这个意义上将，的确电机的出力大，体积就必须相应跟着要大，因此可以认为电机的出力能力取决于电机的铜铁和磁材的体积消耗，不过材料消耗量并不能简单的等同于电机的转动惯量。如果认为转子是均匀的圆柱体，且D和L与气隙围成的圆柱体相同，则转子的转动惯量为：
J＝1/32*π*ρ*D^4*L
其中ρ为转子的平均材料密度
根据上述公式，如果将气隙围成的圆柱体的轴向长度改为nL，并保持气隙围成的圆柱体体积不变，在单位气隙面积出力系数不变的前提下，则电机的力矩也不变，但是请注意：此时电机的转子惯量则会变为原来的1/n，因此同样出力的电机，细长转子的转动惯量小，而短粗或扁平转子的转动惯量大，因此转动惯量大的电机力矩未必一定大，关于这一点可以结合本人在39楼给出的实例得到验证。
结论：在同等电磁设计水平下（即单位气隙面积出力系数相同）
1.电机出力取决于气隙围成的圆柱体体积，亦即电机的铜铁和磁材的体积消耗量
2.同样出力，即气隙围成的圆柱体体积相同时，电机转子转动惯量取决于转子的长径比，转动惯量大不等于出力也大
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