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力矩电动机

2018-07-26 10:44:16     所属分类:电动机

力矩电动机是一种极数较多的特殊电动机,可以在电动机低速甚至堵转(即转子无法转动)时仍能持续运转,不会造成电动机的损坏。而在这种工作模式下,电动机可以提供稳定的力矩给负载[1](故名为力矩电动机)。力矩电动机也可以提供和运转方向相反的力矩(刹车力矩)[1]

结构

简化的力矩电动机结构,是外转子设计的永磁直流无刷电动机

力矩电动机可以视为是经过力矩最佳化后的电动机。力矩电动机和一般电动机的差异是允许很高的转矩,其散热性能也很好,因此在电动机堵转,大电流输出的条件下也可以正常工作。

力矩电动机一般会用直流无刷电动机来设计,但有时也会用切换磁阻电动机英语Switched reluctance motor、感应电动机[2]。因为力矩电动机没有概念上的标准,因此有时会称为低速电动机或是高转矩电动机。

力矩电动机结构为甜甜圈形,分为转子在外圈,定子在内圈的外转子电动机,以及定子在外圈,转子在内圈的内转子电动机。因为相同尺寸下,外转子可以产生较大的力矩,因此外转子电动机比较常用。

有些力矩电动机只能在特定角度范围内工作,无法旋转一圈,这种力矩电动机称为限制角度力矩电动机(limited angle torque motor)或摇摆电动机(swing motor)。也有线性电动机考虑将类似力矩电动机的特性引入线性电动机中。

应用

力矩电动机常见的应用是在磁带机的供带及收带电动机。在这类应用中,电动机需要的电压不高,但这类电动机的特性会使磁带上有相对稳定的张力,不受读写头是否有接近磁带的影响。若提供较高的电压,其转矩也比较大,力矩电动机可以在没有齿轮及离合器的情形下进行快速的前进或倒带。在电力游戏的领域中,力矩电动机常用来驱动动力回授的方向盘。

另一个常见的应用是用在内燃机的节流阀中,连接电子调速器英语electronic governor。此应用中,电动机会连接一个返回弹簧,配合调速器的输出调整节流阀。调速器依点火系统磁性检出元件产生的脉波来监控速度,依速度来微幅调整给电动机的电流,若引擎比理想速度要慢,电流会增加,电动机会产生力矩,抵抗返回弹簧的施力,打开节流阀。若引擎运转太快,调速器会减少给电动机的电流,返回弹簧施力,关闭节流阀。

在一些无法配合减速机构的场合,也可以用力矩电动机做为直接驱动机构的致动器,例如运动控制系统英语motion control system或是伺服系统英语servomechanism

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 世界规格K系列. ORIENTAL MOTOR. 网页日期 [2014-12-06] (中文). 
  2. ^ AC感应电动机解说或伺服电动机来设计

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