電機與驅動

電磁轉矩(electromagnetic torque)

電磁轉矩是馬達用來轉動轉軸的「旋轉拉力」。想像兩根條形磁鐵:握住一根、把另一根稍微轉離對齊位置,磁力就會把它拉回來。馬達正是刻意這麼做——在固定的部分(定子)產生一個磁場、在旋轉的部分(轉子)產生另一個磁場,並讓兩者保持錯位,於是兩者之間持續的磁「拉力」就帶動轉子不斷旋轉。

轉矩就是你感受到的馬達「力氣」——用力壓也不會卡死的電鑽就具有大轉矩。它是兩個磁場的外積,所以當兩磁場相差 90° 時最大、完全對齊時為零;這正是優良馬達控制要努力維持那個 90° 夾角的原因。轉矩(牛頓·公尺)乘以角速度(弧度/秒)等於機械功率,因此一具在 100 rad/s 下輸出 10 N·m 的馬達,軸上輸出為 1 kW。

T = k·Φ·I (and P_mech = T·ω)

轉矩與功率不同:一具轉得飛快的小馬達可輸出大功率卻只有很小的轉矩,這也是為何電動車不必多檔變速箱卻仍能爬坡——馬達從靜止就能產生大轉矩。

又稱
motor torque轉矩扭矩