参数手册

术语表

电机规格书中常见参数的含义、符号、单位与选型提示。

额定参数

额定电压

Rated VoltageUₙ · V

电机设计时规定的工作电压。直流电机指端电压;交流电机指线电压;步进电机常给出相电压(= 相电流 × 相电阻)。

选型提示:步进电机实际驱动电压通常远高于相电压,由驱动器恒流斩波限制电流,电压越高高速转矩越好。

额定功率

Rated PowerPₙ · W / kW

在额定电压、额定转速下可长期连续输出的机械功率,P = T · ω。

额定转矩

Rated TorqueTₙ · N·m

电机在额定工况下可连续输出的转矩,受温升限制。常用换算:T(N·m) = 9550 × P(kW) / n(rpm)。

额定转速

Rated Speednₙ · rpm

输出额定转矩时的转速。

额定电流

Rated CurrentIₙ · A

额定工况下的输入电流。交流电机为线电流有效值;步进电机为每相电流。

转矩与转速

堵转转矩

Stall TorqueTₛ · N·m

直流电机转速为零时的输出转矩,Tₛ ≈ Kt × U / R。堵转时电流极大,只能短时出现。

峰值 / 最大转矩

Peak TorqueTₚ · N·m

电机可短时输出的最大转矩。伺服电机通常为额定值的 3 倍左右;异步电机指机械特性曲线上的最大值(临界转矩)。

选型提示:选型时,加速段所需转矩不应超过峰值转矩,且有效值(RMS)转矩不应超过额定转矩。

保持转矩

Holding TorqueN·m

步进电机通额定电流、静止时,所能承受而不失步的最大外加转矩。是步进电机最常用的规格指标。

空载转速

No-load Speedn₀ · rpm

电机不带负载时的转速。直流电机 n₀ ≈ U / Ke。

同步转速

Synchronous Speednₛ · rpm

交流电机定子旋转磁场的转速,nₛ = 120f / p(f 为频率,p 为极数)。异步电机实际转速略低于同步转速,差值比例称为转差率 s。

拐点转速

Corner Speedrpm

步进电机矩频曲线上转矩开始明显下降的转速。超过此转速后,绕组电流无法在每步时间内建立到设定值。

选型提示:本站数值按 n ≈ U / (2·L·I) 粗略估算,仅用于横向比较。

步距角

Step Angle°

步进电机每接收一个脉冲转过的角度。两相混合式常见 1.8°(200 步/转),也有 0.9°(400 步/转)。

电气参数

转矩常数

Torque ConstantKt · N·m/A

单位电流产生的转矩,T = Kt × I。在 SI 单位制下数值与反电动势常数 Ke(V·s/rad)相等。

反电动势常数

Back-EMF ConstantKe · V/krpm

转子每 1000 rpm 在绕组中感应的电压。Ke(V/krpm) = Kt(N·m/A) × 104.72。航模电机常用的 KV 值(rpm/V)= 1000 / Ke。

绕组电阻

Terminal ResistanceR · Ω

绕组的直流电阻。无刷 / 伺服电机通常标注线间电阻;步进电机标注相电阻。电阻决定铜损 I²R 与堵转电流。

绕组电感

Terminal InductanceL · mH

绕组电感影响电流建立速度:电感越大,高速时电流越难跟上,转矩下降越早。

时间常数

Time Constantτ · ms

电气时间常数 τₑ = L / R,表示电流响应速度;机械时间常数 τₘ = R·J / Kt²,表示空载从静止加速到 63% 空载转速所需时间。

极数

Number of Polesp

转子磁极数(极对数 × 2)。极数决定电频率与机械转速的比例,对异步电机还决定同步转速。

功率因数

Power Factorcos φ

有功功率与视在功率之比。交流电机输入电流 I = P / (√3 · U · η · cos φ)。

效率与防护

效率

Efficiencyη · %

输出机械功率与输入电功率之比。直流电机效率随负载变化,最高效率点通常在堵转转矩的 10%~20% 附近。

能效等级

IE Class

IEC 60034-30-1 规定的电机能效等级:IE1 标准、IE2 高效、IE3 超高效、IE4 超超高效。国内对应 GB 18613。

转子转动惯量

Rotor InertiaJ · g·cm² / kg·cm²

转子抵抗转速变化的能力。1 kg·m² = 10⁴ kg·cm² = 10⁷ g·cm²。

选型提示:伺服系统一般建议负载惯量 / 电机惯量 ≤ 10(高响应场合 ≤ 5)。

绝缘等级

Insulation Class

绕组绝缘材料允许的最高温度:B 级 130 °C、F 级 155 °C、H 级 180 °C。

防护等级

IP Rating

IEC 60529 规定的外壳防护等级。第一位数字表示防固体异物(0–6),第二位表示防水(0–8),如 IP65 表示防尘、防喷水。

机座号 / 法兰尺寸

Frame Size

表示电机外形安装尺寸的规格。步进电机常用 NEMA 标准(NEMA 17 = 42 mm 方形法兰);异步电机用 IEC 机座号,即中心高(mm)。