Motor Torque: Stall Torque and No Load Speed (2025-01-23)

電動機無所不在，將電能轉換為機械能，使軸旋轉。有兩種主要類型的電動馬達：
- 交流電動機：這些電動馬達使用交流電。交流電具有隨時間週期性地反轉電流方向和大小的特性。這種特性使其非常適合產生旋轉馬達的交變磁場。
- 直流電動機：這種類型使用直流電工作。我們將電樞稱為旋轉部分，將定子稱為靜止部分。定子包含磁鐵，可形成覆蓋電樞的磁場。另一方面，我們有電樞，由直流電源供電。通過電樞的電流產生電磁場。電磁場與定子磁場的相互作用使電樞旋轉。
在上述兩種情況下，軸以一定的角速度旋轉，產生扭矩。我們可以利用這樣的扭矩來旋轉驅動設備，例如水泵中的葉輪。換句話說，電動馬達扭矩是電動馬達產生的旋轉力的大小。
在這兩種類型的電動馬達中，扭力取決於電動馬達內部磁通量的強度。然而，它們的速度和扭矩關係是不同的。在直流電中，高扭矩電動馬達的旋轉速度將比其他負載時慢得多。您可以在下圖中看到這一點：
這就是為什麼「高扭矩低速電動馬達」這個詞大多與直流電動機有關。另一方面，交流電動馬達在特定轉速下會經歷最大扭力。工程師將這種扭力稱為擊穿扭力。檢查下一張圖片：

電動馬達扭矩計算器

Source: https://www.omnicalculator.com/physics/electric-motor-torque
Independently of the current source, there is one main formula that relates shaft revolutions per minute, torque, and power:
T=60×P/(2×π×rpm)
where:
- T — Torque: also referred to as electric motor torque, represents the amount of rotational force that the motor develops;
- P — Power: indicates the output power that can be used from the shaft; and
- rpm — Motor speed: Measures the rotation speed of the shaft.

Source: https://idminer.com.tw/docs/dynamixel-faq/what-is-stall-torque/
Stall 是指失速 or 停止的狀態，表示馬達輸出轉速為 0 的狀態 ⇒ 因此 Stall Torque 可認為是馬達因為負載(payload)而導致其轉速為 0 時的扭力，此扭力值不應該視為是操作時的扭力(額定轉矩 rated torque)。
通常我們建議，以 Stall Torque 的 1/5 作為設備運轉使用時的操作扭力。
如以 AX-12A 為例，其 Stall Torque 是 1.5N.約 15.3kgf.cm)，因此設計時操作扭力應為 0.3N.m 或更小。