电动汽车科创茶话
【技术】转矩控制与电压没有关系?
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我们曾经提到过,转矩就是力矩,对此感到困惑的人应该很少吧。不过,在从事EV比赛的人当中,估计有很多人都听到过“要提高电机的转速,就必须提高电压。要增大电机转矩,必须增大电流”这个说法。对于转速,多数人应该通过直觉就可以理解。而对于后者,“转矩不是由电压,而是由电流决定的”这种说法,很多人会觉得这不靠谱吧?





转矩源自洛伦兹力


实际上,有揭示转矩来源的物理定律——弗莱明左手定则。这个定则的内容是,如果电流流过处于磁场中的导线,在这条导线上就会产生力(洛伦兹力)。这个概念中涉及的方向可以用左手来判别:伸出左手,分别竖起拇指、食指和中指,使之互呈直角关系(图A.1)。

·拇指所指的方向:作用于导线的力的方向

·食指所指的方向:磁场的方向

·中指所指的方向:电流的方向


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并且,导线受到的力F 可以用下面的公式来表示:

F =IBL

式中,I 表示流过导线的电流;B 表示磁场的磁通密度;L 表示导线长度。这个导线所受的力F ,就是转矩的来源。接下来,我们按照这个原理来研究一下最原始的电机(图A.2)。

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在这个图中,每根导线上产生的力F ,都是

F =IBL

因为原始电机是旋转体,所以这个力矩就成了转矩。因为力矩= 力× 旋转半径。所以,每根导线的力矩T' 就是

T' = FR

因为对面还有1 根导线,所以原始电机的转矩T 就是

T = 2×T' = 2FR = 2IBLR

如果把导线可靠地安装在实际的无刷电机上,就会……虽然稍微复杂一些,但可以想象得到,电机的转矩与电机的规格和线圈接法都有很大的关系。



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