Мощность, обороты и момент электродвигателя: формула 9550P/n

Мощность и момент относятся к одному валу

Связь механической мощности и крутящего момента следует из P = Mω. При мощности P в киловаттах, оборотах n в мин⁻¹ и моменте M в Н·м её записывают M ≈ 9550P/n. Коэффициент 9550 — округлённое значение 60 000/(2π), которое переводит единицы. Формула применяется к механической мощности и скорости одного и того же вала в одной рабочей точке.

Условный двигатель с номинальной мощностью на валу 7,5 кВт и скоростью 1460 мин⁻¹ развивает номинальный момент примерно 49,06 Н·м. При 2900 мин⁻¹ и той же мощности момент равен 24,70 Н·м. Поэтому равенство киловатт двух двигателей не подтверждает их одинаковую пригодность для механизма.

Таблицу можно прокручивать по горизонтали →

От механизма к двигателю

Если барабан требует 70 Н·м при 300 мин⁻¹, механическая мощность барабана равна 70 × 300/9550 = 2,199 кВт. При условном КПД редуктора 0,92 двигатель должен передать на вход редуктора 2,390 кВт. Это потребная мощность на валу двигателя без дополнительного запаса, а не его потребление из сети.

В более нагруженном условном случае 300 Н·м при 120 мин⁻¹ дают 3,770 кВт. При КПД передачи 0,90 на валу двигателя требуется 4,188 кВт. Кандидат стандартной мощности 5,5 кВт может пройти предварительный отбор, но окончательное решение зависит от пуска, рабочего цикла, скорости и допустимой перегрузки. Универсальный коэффициент запаса из этих примеров не следует.

Для редуктора дополнительно проверяют передаточное отношение, выходной момент, допустимую нагрузку вала и тепловой режим. При i = nвх/nвых момент в установившемся режиме связан приближённо как Mвых = Mвх × i × ηпер. Использование КПД передачи в формуле момента двигателя без указания вала смешивает две разные расчётные точки.

Электрическая мощность — следующий расчёт

Для условного двигателя 7,5 кВт с КПД 0,90 входная активная мощность составляет 8,333 кВт. Потери равны 8,333 − 7,5 = 0,833 кВт. Эти потери не являются нагрузкой механизма, но участвуют в нагреве двигателя. КПД берут для фактической рабочей точки: номинальное значение не обязательно сохраняется при малой нагрузке или питании от ПЧ.

Ток зависит также от напряжения и коэффициента мощности. cosφ нельзя подставлять вместо КПД; он связывает активную и полную электрическую мощность при соответствующих условиях питания. При ПЧ отдельно различают вход преобразователя и выход к двигателю. Кабель и аппараты защиты выбирают по паспортным токам и документации системы, а не только по механическим киловаттам.

Пуск, перегрузка и низкая скорость

При n = 0 выражение 9550P/n не определено. Двигатель способен создавать момент без механической выходной мощности, поэтому пусковой момент по этой формуле не рассчитывают. Разгон требует момента нагрузки плюс динамического момента Jα. Для конвейера рабочие 45 Н·м и условные пусковые 90 Н·м задают две разные проверки даже при номинальном моменте двигателя 50 Н·м.

Нельзя переносить номинальные 7,5 кВт на все скорости двигателя с ПЧ. В зоне допустимого постоянного момента мощность уменьшается вместе со скоростью; при ослаблении поля возможна область близкой к постоянной мощности, но доступный момент падает. Характеристику и охлаждение подтверждают по конкретному двигателю и преобразователю.

В Fits Calc начинают с требуемых n и M рабочего вала, затем согласуют передачу и двигатель в модуле «Оборудование → Электродвигатели». Выбрать инженерный инструмент. Связанные проверки: передаточное отношение, выходной момент редуктора, полюса и обороты.

Источники и область применения

• Siemens — SIMOTICS SD 1LE5 — Первичный каталог содержит связь M=P×9550/n и разделяет номинальные поля; область конкретной ветви.
• ABB — Drives Technical Guide Book — Общие физические модели привода, разделы 4 и 7; не паспорт всех современных ПЧ.
• IEC 60034-1:2026 — Номинальные характеристики машин; для системы с ПЧ стандарт относится к моторному компоненту.