电机功率 / 扭矩 / 转速换算

核心公式：T = 9550 × P / n。其中 T 是扭矩（单位 N·m，牛米），P 是功率（单位 kW，千瓦），n 是转速（单位 r/min，转/分钟）。9550 是单位换算系数（60×1000/2π ≈ 9549.3，工程上取 9550）。这个公式是电机选型的基础：知道任意两个量，就能算出第三个。例如 1.5kW、1450rpm 的电机，扭矩 = 9550×1.5/1450 ≈ 9.88 N·m。

这是异步电机的极对数决定的：4 极电机同步转速 1500rpm，额定转速约 1450rpm（转差率约 3%）；2 极电机同步转速 3000rpm，额定转速约 2900rpm。同样功率下，转速越低扭矩越大（T=9550P/n）：1.5kW 4 极电机扭矩约 9.9 N·m，2 极电机只有约 4.9 N·m。选型原则：需要大扭矩、低转速的场合（输送机、搅拌机、提升机）选 4 极（1450rpm）或 6 极（960rpm）；需要高转速的场合（水泵、风机、离心机）选 2 极（2900rpm）。如果负载转速和电机转速不匹配，用减速机（减速箱）来降速增扭。

变频器调速分两个区间：① 基频以下（0~50Hz，恒转矩区）：通过 V/F 控制保持磁通恒定，电机输出扭矩基本不变（额定扭矩），功率随转速线性下降（P=T×n/9550，T 不变 n 降则 P 降）。这是最常用的调速区间，适合输送机、搅拌机等恒转矩负载。② 基频以上（50Hz 以上，恒功率区）：电压已到额定值不能再升，磁通减弱，扭矩随转速升高而下降（T=9550P/n，P 不变 n 升则 T 降），功率保持额定。适合机床主轴、离心机等需要高速但扭矩需求降低的场合。注意：长期低速运行（<10Hz）时电机自冷却风扇转速也低，散热变差，需要加大电机功率或用独立冷却风机。

减速机（减速箱）的作用是降速增扭。减速比 i = 输入转速 / 输出转速。输出扭矩 = 输入扭矩 × 减速比 × 效率。效率 η 取决于减速机类型：蜗轮蜗杆 0.5~0.7（自锁但效率低）、斜齿轮 0.95~0.98、行星齿轮 0.97~0.99、摆线针轮 0.9~0.95。例如 1.5kW 1450rpm 电机（扭矩 9.88 N·m）配 1:10 斜齿轮减速机（效率 0.95），输出转速 145rpm，输出扭矩 = 9.88×10×0.95 ≈ 93.9 N·m。选型注意：① 输出扭矩要留 1.5~2 倍安全系数（冲击负载留更大）；② 径向力/轴向力不能超过减速机许用值；③ 回程间隙（背隙）影响定位精度，精密场合选低背隙减速机；④ 润滑方式和安装方式（卧式/立式/法兰）。

额定扭矩是电机在额定功率、额定转速下持续输出的扭矩（T=9550P/n）。启动扭矩（堵转扭矩）是电机刚通电、转速为 0 时的扭矩，异步电机通常是额定扭矩的 1.5~2.5 倍（取决于电机设计）。启动时如果负载阻力大于启动扭矩，电机就转不起来（堵转），电流会很大。直接启动电流（堵转电流）通常是额定电流的 5~7 倍，这也是为什么大功率电机不能直接启动——会造成电网电压跌落、影响其他设备。启动方式选择：小功率（<7.5kW）可以直接启动；中等功率用星三角启动（启动电流降为 1/3，启动扭矩也降为 1/3，适合轻载启动）；大功率或需要平滑启动用软启动器（限流启动，电流可调）；需要调速用变频器（启动电流可控制在额定电流以内，最平滑）。