在基礎(chǔ)物理學(xué)中，你可能習(xí)慣于考慮線性力，例如，重力將物體垂直向下拉，或者在推動物體時施加在購物車上的力。扭矩類似于線性力，但是當(dāng)線性力導(dǎo)致物體沿直線移動時，扭矩會導(dǎo)致物體旋轉(zhuǎn)。

如果您曾經(jīng)打開過門，您可以直觀地了解扭矩。當(dāng)您打開門時，您會在離鉸鏈最遠的門側(cè)施加一個力。由于門是剛性的，因此在距離門的旋轉(zhuǎn)中心（鉸鏈）一定距離處作用的力會使門旋轉(zhuǎn)并打開。您可以通過推動最靠近鉸鏈的門的側(cè)面來打開門，但是，如您所知，這需要更多的力才能讓門打開。這是因為通過減小您與門的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離來減少扭矩。

通過乘以線性力和力從旋轉(zhuǎn)中心施加的距離來計算扭矩。扭矩的典型例子是用在螺母上的扳手。如果你有一個20厘米長的扳手，你用2公斤力向下推動扳手，螺母上的扭矩是（20厘米x 2千克=）40千克?厘米。

使用扳手固定扭矩的典型扭矩示例螺母。

當(dāng)我們查看電機時，扭矩的計算是相同的 - 一個力倍增

唯一的區(qū)別在于，與使用電機施加力的扳手不同，電機在旋轉(zhuǎn)中心直接施加扭矩，在此處產(chǎn)生線性力。手臂的盡頭。在考慮電機的扭矩時，您可以想象電機使用手臂來舉重。電機能夠提升的最大重量將是其最大扭矩。

在電機中，扭矩施加在旋轉(zhuǎn)中心以產(chǎn)生線性力。

設(shè)計用于提供更大扭矩的電機能夠?qū)ζ渌矬w施加更大的力。

為什么Torque很重要？

扭矩，特別是設(shè)計帶有能夠提供正確扭矩的電機的系統(tǒng)，在各種不同的應(yīng)用中都非常重要。

假設(shè)您正在構(gòu)建一個機器人。如果你想建造一個更大的機器人，或者一個能夠提升較重物體的機器人，你需要更強大的電機，能夠提供更大的扭矩，讓機器人移動?？匆幌孪旅娴囊曨l，其中顯示了如果您在沒有花時間計算電機需要傳遞多少扭矩的情況下構(gòu)建機器人會發(fā)生什么。

對于飛機，電機提供的扭矩直接決定了螺旋槳可以產(chǎn)生的最大升力。

如果你正在制造一輛汽車并希望它加速更快，那么你需要更多來自電機的扭矩 - 在車輛中，推動它的力量向前是（大致）發(fā)動機的扭矩除以輪胎的半徑。

電動汽車，如特斯拉Model S，以其快速加速而聞名，因為它們的電動機產(chǎn)生大量的扭矩。該扭矩直接轉(zhuǎn)化為輪胎在道路表面上施加的大的力。正如在基礎(chǔ)物理學(xué)中所教導(dǎo)的那樣，對物體施加更大的力會使它更快地加速。

影響電機額定扭矩的因素

當(dāng)涉及到電機的最大扭矩額定值時，有三種不同但相互關(guān)聯(lián)的限制試劑。

材料的力學(xué)性能

首先是所涉及材料的機械性能。不同的伺服模型就是這種設(shè)計考慮的一個很好的例子。

更便宜，更低扭矩的伺服系統(tǒng)使用塑料齒輪，通常由尼龍制成。塑料齒輪的生產(chǎn)成本低廉，使得尼龍齒輪的伺服系統(tǒng)制造起來更便宜并且購買起來更便宜。與金屬相比，尼龍齒輪也是輕質(zhì)的，這是機器人或飛機的重要考慮因素。但是，如果在這些尼龍齒輪上施加過大的扭矩，它們就會斷裂。

具有更高扭矩額定值的伺服系統(tǒng)具有金屬齒輪，因此它們可以提供更高的扭矩而不會斷裂。電機結(jié)構(gòu)中使用的材料在確定電機能夠提供多大扭矩方面發(fā)揮著重要作用。

電動機采用多種材料制造，但通常用金屬制成的電動機的扭矩等級高于尼龍或其他塑料制成的電動機。

電機的最大電壓

影響電機最大轉(zhuǎn)矩的第二個因素是電機設(shè)計接受的最大電壓。如果您查看任何伺服規(guī)格頁面，您會發(fā)現(xiàn)不同電壓的額定扭矩。更高的電壓使電機具有更大的功率以提供更高的扭矩。但是，電機及其驅(qū)動電路在過熱和燒壞之前只能接受如此多的電壓。電機可以接受的最大電壓，無失效因素達到其最大額定扭矩。

電機的最大電壓在制造商提供的規(guī)格中給出。

電機的發(fā)熱量

這使我們了解電機最大轉(zhuǎn)矩的最終限制因素。當(dāng)電動機工作時，它們會產(chǎn)生廢熱。電機工作越困難，它產(chǎn)生的熱量就越多。

對于業(yè)余愛好項目中使用的大多數(shù)電機，從直流電機，伺服電機到步進電機，廢熱都可以簡單地輻射到空氣中。 》沒有像你所能找到的主動冷卻，例如電動車。因此，電機受到多少轉(zhuǎn)矩（以及速度）的限制而不會有熱故障風(fēng)險。