CALCULATOR 05 / 84
功率、扭矩、转速换算
任选两个同轴机械参数计算第三个，并自动完成常用功率、扭矩和转速单位换算；不混入减速机与电气输入参数。
ROTARY CONVERSION · V1.0.0
本地即时计算 · 参数不上传计算工作台
本模块只换算同一根轴上的机械量，不包含减速机效率、传动比、加速扭矩或电机电气输入功率。
计算结果
9.549297N·m
T = P / ω = 60P / (2πn)
- 标准机械功率
- 1.5 kW
- 标准轴扭矩
- 9.549297 N·m
- 标准轴转速
- 1,500 rpm
- 角速度
- 157.079633 rad/s
额定值与峰值必须采用同一工况口径；实际选型仍需校核电机扭矩—转速曲线。
计算公式
基本关系：P = Tω
工程常用式：P(kW) = T(N·m) × n(rpm) / 9549.30
扭矩反算：T(N·m) = 9549.30 × P(kW) / n(rpm)
适用范围与假设
适用于同一旋转轴、同一时刻的机械功率、扭矩与转速关系。程序内部使用 2π / 60 精确计算，而不是用 9550 近似常数。
零速保持扭矩、加减速惯量、传动效率和电机电气输入不属于本计算器范围。
同轴同工况参数的一致性要求
- 三项参数必须来自同一根轴和同一运行点。
- 不要混用额定功率、峰值扭矩和最大转速。
- hp 为英制马力，PS 为公制马力，两者数值不同。
- 减速后参数请使用独立的减速机计算模块。
公式和单位换算均在浏览器完成，不向服务器提交输入参数。
理论知识
旋转轴功率、扭矩与转速的同一运行点关系
旋转机械功率是同一轴端扭矩与角速度的乘积。正确换算依赖统一的运行点、功率口径和单位体系，额定值、峰值、电气输入及不同轴端参数不能交叉组合。
01 · 物理关系
旋转机械功率、轴扭矩与角速度
瞬时旋转机械功率P=Tω
角速度与转速ω=2πn/60
工程单位公式P [kW]=T [N·m]·n [r/min]/9549.30
扭矩反算T=9549.30P/n
转速反算n=9549.30P/T
三项参数必须属于同一根旋转轴、同一时刻和同一运行状态。常数9549.30来自1000×60/(2π)，程序内部按完整换算关系计算。
02 · 变量与单位
变量定义与常用工程单位换算
| 变量 | SI单位 | 常用单位 | 物理含义 |
|---|---|---|---|
| P | W | kW、MW、hp、PS | 轴端机械功率 |
| T | N·m | N·cm、kgf·cm、lb·ft | 绕轴转动作用的力矩 |
| ω | rad/s | — | 角位移对时间的变化率 |
| n | r/s | r/min（rpm） | 单位时间内的转数 |
03 · 单位体系
功率、扭矩和转速单位的换算口径
| 量 | 换算关系 | 使用说明 |
|---|---|---|
| 功率 | 1 kW=1000 W | SI十进制换算 |
| 英制马力 | 1 hp≈745.6999 W | mechanical horsepower |
| 公制马力 | 1 PS≈735.4988 W | 不得与hp互换 |
| 重力单位扭矩 | 1 kgf·m=9.80665 N·m | kgf是力单位，不是kg质量 |
| 英制扭矩 | 1 lb·ft≈1.355818 N·m | 需区分lb·in与lb·ft |
| 转速 | 1 r/min=2π/60 rad/s | 弧度在量纲处理中视为1 |
输入功率单位改变时必须同时确认其物理口径；电机电气输入功率不能直接当作轴机械输出功率。
04 · 运行点口径
额定值、峰值与实际运行点的对应关系
| 参数组合 | 能否直接换算 | 判断依据 |
|---|---|---|
| 额定功率+额定转速 | 可以 | 属于同一额定运行点 |
| 实际扭矩+实际转速 | 可以 | 属于同一轴端和同一时刻 |
| 峰值扭矩+最高转速 | 通常不可以 | 两项极限值未必能够同时出现 |
| 电气输入功率+轴转速 | 不可以 | 尚未扣除铜耗、铁耗和机械损失 |
| 减速机输入功率+输出转速 | 不可以直接换算 | 轴端不同且存在传动损失 |
| 铭牌额定功率+任意低速 | 需查曲线 | 低速连续扭矩和冷却能力可能受限 |
05 · 零速与功率方向
零速保持、加速过程与功率符号
| 状态 | T | ω | P=Tω | 工程含义 |
|---|---|---|---|---|
| 静止保持 | 可非零 | 0 | 0 | 轴机械功率为零，但电机仍可能发热 |
| 驱动运行 | 与ω同号 | 非零 | 正 | 电能转换为机械能 |
| 再生制动 | 与ω异号 | 非零 | 负 | 机械能返回驱动直流母线 |
| 加速过程 | 含负载与惯性扭矩 | 变化 | 随时间变化 | 单一稳态换算不能完成选型 |
当前计算器只接受非负数值并给出大小换算，不表达旋转方向和再生功率符号。
06 · 机械特性
恒转矩区与恒功率区的扭矩—转速关系
| 运行区域 | 近似保持量 | 关系 | 主要限制 |
|---|---|---|---|
| 基速以下恒转矩区 | 允许连续扭矩 | P随n近似线性增加 | 电流与低速散热 |
| 基速以上恒功率区 | 允许机械功率 | T与n近似成反比 | 母线电压与反电势 |
| 短时过载区 | 峰值扭矩受时间限制 | 不能视为连续能力 | 驱动器电流与电机热容量 |
| 零速附近 | 可能保持额定或峰值扭矩 | P≈0 | 绕组发热与保持制动需求 |
实际边界必须采用具体电机和驱动器的扭矩—转速曲线，不应使用理想恒功率关系外推极限能力。
07 · 算例与边界
轴机械参数换算示例及适用范围
同一轴端机械功率P=1.5 kW、转速n=1500 r/min：
- 角速度ω=2π×1500/60≈157.08 rad/s。
- 轴扭矩T=P/ω≈9.55 N·m。
- 若同一轴保持1.5 kW并降至750 r/min，理论扭矩为19.10 N·m。
| 当前支持 | 不属于本模块 |
|---|---|
| 任意两个同轴机械量求第三项 | 减速机效率和速比 |
| 常用单位精确换算 | 电机电气输入与效率 |
| 非负稳态数值换算 | 加速度、惯量和运动周期 |
| 同一运行点的机械功率 | 扭矩—转速极限曲线与热选型 |
若转速变化来自减速机，应在减速机模块中计入效率、额定扭矩、峰值扭矩、热容量和轴载荷。