了解举重电动机所需的扭矩

这是我试图了解扭矩和步进电动机的另一个问题的延续。我试图了解抬起一小块重量电动机所需产生的扭矩，以及所涉及的公式。

我的问题的第一部分是验证我是否正确计算了这一点：

假设我有一个450克的重量（大约半磅），那么将其拉下的重力为：

$\begin{align} F &= ma \\ &= 0.450 \:\mathrm{kg} * 9.8 \:\mathrm{m}/\mathrm{s}^2 \\ &= 4.41 \:\mathrm{N} \\ \end{align}$

如果我有一个带主轴的步进电机，可以将我的电机拉起半径为5厘米。我认为我需要的扭矩是：

$\begin{align} T &= Fr \\ &= F * 0.005 \\ &= 0.022 \:\mathrm{Nm} \\ \end{align}$

因此，现在如果我想移动那个重量，我需要找到一个可以输出超过0.022 Nm扭矩的步进电机，对吗？

我的问题的后续问题是，如果我想知道它能移动多快，那么我需要查看扭矩速度曲线，对吗？

我的困惑是：我是否必须确保我的移动速度足够慢才能获得所需的扭矩，或者该曲线说明如果需要此扭矩，您将无法超过该速度，因为电动机会不让你吗？

您的概念正确，但小数点后移。5厘米= 0.05 m 如您所说，在450克质量上的重力为4.4 N，因此仅能承受重力的转矩为（4.4 N）（0.05 m）= 0.22 Nm。

但是，这是绝对最小扭矩，仅用于保持系统稳定状态。它实际上没有使质量加速并克服了不可避免的摩擦。

为了获得所需的实际扭矩，您必须指定要多快才能使该质量向上加速。例如，假设您至少需要3 m /s²。求解F = ma的牛顿定律：

（0.450千克）（3 m /s²）= 1.35 N

那就是，除了4.4 N只是为了平衡重力之外，还需要5.8 N向上的力。半径为0.05 m时，扭矩为0.28 Nm。会有一些摩擦，您需要一些余量，因此在此示例中，使用0.5 Nm的电动机即可。

还要注意，扭矩并不是电动机的唯一标准。力量是另一重要的力量。为此，您必须决定希望以什么速度向上拉动质量的最快速度。举例来说，假设为2 m / s。从上面我们知道最大的向上力是5.8N。

（5.8 N）（2 m / s）= 11.6 Nm / s = 11.6瓦

在考虑了由于摩擦造成的一些损耗并留有少量余量后，电动机的额定最小功率应为15 W左右。