什么是力矩電機(jī)？

力矩電機(jī)是一種具有軟機(jī)械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機(jī)。

這種電機(jī)的軸不是以恒功率輸出動(dòng)力而是以恒力矩輸出動(dòng)力。

力矩電機(jī)包括：直流力矩電機(jī)、交流力矩電機(jī)、和無刷直流力矩電機(jī)。

被廣泛應(yīng)用于紡織、電線電纜、金屬加工、造紙、橡膠、塑料以及印刷機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。

力矩電機(jī)的特點(diǎn)：

是具有軟的機(jī)械特性,可以堵轉(zhuǎn)。

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)能自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，同時(shí)加大輸出轉(zhuǎn)矩，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為一定值時(shí)改變電機(jī)端電壓便可調(diào)速，但轉(zhuǎn)速的調(diào)整率不好！因而在電機(jī)軸上加一測(cè)速裝置，配上控制器。利用測(cè)速裝置輸出的電壓和控制器給定的電壓相比，來自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的端電壓，使電機(jī)穩(wěn)定!具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過載能力強(qiáng)、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動(dòng)小等特點(diǎn)，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載省去減速傳動(dòng)齒輪，從而提高了系統(tǒng)的運(yùn)行精度。

為取得不同性能指標(biāo)，該電機(jī)有小氣隙、中氣隙、大氣隙三種不同結(jié)構(gòu)形式，小氣隙結(jié)構(gòu)，可以滿足一般使用精度要求，優(yōu)點(diǎn)是成本較低；大氣隙結(jié)構(gòu)，由于氣隙增大，消除了齒槽效應(yīng)，減小了力矩波動(dòng)，基本消除了磁阻的非線性變化，電機(jī)線性度更好，電磁氣隙加大，電樞電感小，電氣時(shí)間常數(shù)小，但是制造成本偏高；中氣隙結(jié)構(gòu)，其性能指標(biāo)略低于大氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)，但遠(yuǎn)高于小氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)，而體積小于大氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)，制造成本低于大氣隙結(jié)構(gòu)電機(jī)。

直接驅(qū)動(dòng)直流力矩電機(jī)體積小巧，特別適用于那些要求用最小的體積、重量、動(dòng)力、響應(yīng)時(shí)間輸出最大效率和最好定位精度的伺服應(yīng)用。該直流力矩電機(jī)是一種可以直接連接到所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的伺服執(zhí)行器。直流力矩電機(jī)它具有永磁場(chǎng)和繞線式電樞，共同將電力轉(zhuǎn)化為力矩。公眾號(hào)《機(jī)械工程文萃》，工程師的加油站！

力矩電機(jī)在紡織、造紙、橡膠、塑料、金屬線材和電線電纜等工業(yè)中，需要將產(chǎn)品卷繞在卷筒（盤）上。力矩電機(jī)卷繞的直徑從開始至末了是越卷越大，為保持被卷物張力均勻（即線速度不變），就要求卷筒轉(zhuǎn)速越卷越小，卷繞力越卷越大。

力矩電機(jī)是一種級(jí)數(shù)較多的特種電機(jī)，可以在電動(dòng)機(jī)低速甚至堵轉(zhuǎn)（即轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)仍能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的損壞。而在這種工作模式下，電動(dòng)機(jī)可以提供穩(wěn)定的力矩給負(fù)載（故名為力矩電動(dòng)機(jī)）。

力矩電動(dòng)機(jī)也可以提供和運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的力矩（剎車力矩）。力矩電機(jī)的軸不是以恒功率輸出動(dòng)力而是以恒力矩輸出動(dòng)力。

力矩電機(jī)的結(jié)構(gòu)：

力矩電動(dòng)機(jī)可以視為是經(jīng)過力矩最佳化后的電動(dòng)機(jī)。力矩電動(dòng)機(jī)和一般電動(dòng)機(jī)的差異是允許很高的轉(zhuǎn)矩，其散熱性能也很好，因此在電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，大電流輸出的條件下也可以正常工作。

力矩電動(dòng)機(jī)一般會(huì)用直流無刷電動(dòng)機(jī)來設(shè)計(jì)，但有時(shí)也會(huì)用切換磁阻電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。因?yàn)榱仉妱?dòng)機(jī)沒有概念上的標(biāo)準(zhǔn)，因此有時(shí)會(huì)稱為低速電動(dòng)機(jī)或是高轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。

力矩電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)為甜甜圈形，分為轉(zhuǎn)子在外圈，定子在內(nèi)圈的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，以及定子在外圈，轉(zhuǎn)子在內(nèi)圈的內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。因?yàn)橄嗤叽缦?，外轉(zhuǎn)子可以產(chǎn)生較大的力矩，因此外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)比較常用。

有些力矩電動(dòng)機(jī)只能在特定角度范圍內(nèi)工作，無法旋轉(zhuǎn)一圈，這種力矩電動(dòng)機(jī)稱為限制角度力矩電動(dòng)機(jī)（limited angle torque motor）或搖擺電動(dòng)機(jī)（swing motor）。也有線性電動(dòng)機(jī)考慮將類似力矩電動(dòng)機(jī)的特性引入線性電動(dòng)機(jī)中。

力矩電機(jī)分類：

力矩電機(jī)包括：直流力矩電機(jī)、交流力矩電機(jī)、和無刷直流力矩電機(jī)。它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、紡織、造紙、橡膠、塑料、金屬線材和電線電纜等工業(yè)中。

力矩電機(jī)原理：

恒轉(zhuǎn)矩特性力矩電動(dòng)機(jī)，能在一般較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，使轉(zhuǎn)矩基本恒定，適用于轉(zhuǎn)速變化時(shí)，要求恒定轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)場(chǎng)合。例如，印染機(jī)械中，用若干輥軸傳送織物時(shí)，由于織物并不卷繞在輥軸上，而只是貼在輥軸表面上靠它來傳動(dòng)，輥軸直徑是不改變的，這種場(chǎng)合宜使用恒轉(zhuǎn)矩特性電動(dòng)機(jī)，以保證在任何速度下，轉(zhuǎn)矩恒定，織物的張力恒定。

減速電機(jī)

減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)（馬達(dá)）的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠，進(jìn)行集成組裝好后，與電機(jī)一體成套供貨。公眾號(hào)《機(jī)械工程文萃》，工程師的加油站！

減速電機(jī)的作用：

1.降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。

2.降速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。

減速電機(jī)原理：

齒輪減速電機(jī)一般是通過把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其他高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過齒輪減速機(jī)（或減速箱）輸入軸上的小齒輪帶動(dòng)大齒輪達(dá)到一定的減速目的，再采用多級(jí)這樣的結(jié)構(gòu)，就可以大大降低轉(zhuǎn)速從而增加減速電機(jī)的輸出扭力。其核心“增力減速”作用是利用各級(jí)齒輪傳動(dòng)來達(dá)到降速的目的，減速器就是由各級(jí)齒輪副組成。

減速電機(jī)的分類：

按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速電機(jī)、蝸桿減速電機(jī)和行星齒輪減速電機(jī)；

按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速電機(jī)；

按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速電機(jī)、圓錐齒輪減速電機(jī)和圓錐－圓柱齒輪減速電機(jī)；

按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式減速電機(jī)、分流式減速電機(jī)和同軸式減速電機(jī)。

按照驅(qū)動(dòng)電機(jī)可分為直流減速機(jī)、步進(jìn)減速機(jī)、空心杯減速機(jī)、伺服減速機(jī)等。

責(zé)任編輯：彭菁