•                                            力矩電動機

    力矩電動機，是一種具有軟機械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過載能力強、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動小等特點。力矩電動機的軸不是以恒功率輸出動力而是以恒力矩輸出動力。

分類

   總述

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

直流力矩

    一種特殊形式的直流伺服電動機。大多采用永磁勵磁。其基本要求與直流伺服電動機相似。為了獲得大的輸出轉(zhuǎn)矩和低的轉(zhuǎn)速，一般作成扁平結(jié)構(gòu)（見圖）。電機電樞鐵心長

度和外徑之比很小（圖中僅 0.2左右）。為了使電機工作穩(wěn)定，電機的輸出轉(zhuǎn)矩不能超過最大堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。后者又稱峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。與峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的電樞電流稱為峰值堵轉(zhuǎn)電流。如果電樞電流超過峰值堵轉(zhuǎn)電流，電機便去磁，需要重新充磁才能正常工作。為了減小轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動,定子采用多對磁極,電樞選用較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)。力矩波動△M表示電樞處于不同位置時的輸出力矩的變化，

   直流力矩電動機采用大內(nèi)孔扁平結(jié)構(gòu)，有利于電機直接套在負載軸上，提高系統(tǒng)的耦合剛度，使系統(tǒng)反應(yīng)迅速，頻帶展寬，穩(wěn)定工作，滿足動態(tài)性能要求。

電機常數(shù)KL是力矩電動機的一個重要指標(biāo)，它表示峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與輸入峰值堵轉(zhuǎn)功率平方根之比

(千克力米/瓦1/2)。KL既反映了電機本身的利用率,又考慮到電機所消耗的功率。

直流力矩電動機的總體結(jié)構(gòu)可分為分裝式和組裝式兩種。分裝式是由定子、電樞和刷架3大件組成,其余支承部分由用戶根據(jù)整機安裝要求自行選定。組裝式與一般電機相同，電機成一獨立整體。

    為了克服直流力矩電動機采用電刷、換向器帶來的弊病,70年代末發(fā)展了無刷直流力矩電動機,其原理、結(jié)構(gòu)與無刷直流電動機相同。

交流力矩

其基本要求和交流伺服電動機相同。通過增加轉(zhuǎn)子電阻獲得寬廣的調(diào)速范圍和較軟的機械特性。與一般同機座號異步電動機相比，交流力矩電動機輸出功率要小好幾倍，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，堵轉(zhuǎn)電流小得多。

交流力矩電動機一般采用籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，靠增多極對數(shù)獲得低的轉(zhuǎn)速,主要運行在大負載、低轉(zhuǎn)速狀態(tài),也可短期或長期運行在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。

交流力矩電動機的速度控制通過測速電機速度反饋和控制張力大小二種方法來實現(xiàn)。

70年代以來，交流力矩電動機已使用于電影膠片沖洗、輕工化纖、紡織、電纜、塑料及造紙等卷繞裝置上。

結(jié)構(gòu)

   交流力矩電動機與一般鼠籠式異步電動機的運轉(zhuǎn)原理是完全相同的，但結(jié)構(gòu)上有所不同，它是采用電阻率較高的材料（例如黃銅、康銅等）作轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條及端環(huán)。因此，力矩電動機的轉(zhuǎn)子電阻比普通鼠籠式電動機的轉(zhuǎn)子電阻大得多。力矩電動機的機械特性與普通鼠籠式電動機是不同的。

   由于采用不同的設(shè)計參數(shù)，力矩電動機的機械特性和用途分為兩類：卷繞特性的力矩電動機和恒轉(zhuǎn)矩特性的力矩電動機。卷繞特性力矩電動機，實現(xiàn)恒張力傳動，適用于生產(chǎn)過程中需要使產(chǎn)品維持恒定的張力和用恒定的線速度把產(chǎn)品卷繞在輥筒上的場合，例如，印染機械上，卷繞織物的輥筒，隨著織物不斷卷繞到輥筒上，輥筒直徑逐漸增大，負載也相應(yīng)增加。由力矩電動機的機械特性可見，負載增加，轉(zhuǎn)速自動下降，從而維持一定的線速度和張力，實現(xiàn)了工藝要求。這類力矩電機常用于紡織、印染、造紙、橡膠、電線電纜等方面。

原理

    恒轉(zhuǎn)矩特性力矩電動機，能在一般較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，使轉(zhuǎn)矩基本恒定，適用二轉(zhuǎn)速變化時，要求恒定轉(zhuǎn)矩的傳動場合。例如，印染機械中，用若干輥軸傳送織物時，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，輥軸直徑是不改變的，這種場合宜使用恒轉(zhuǎn)矩特性電動機，以保證在任何速度下，轉(zhuǎn)矩恒定，織物的張力恒定。

    力矩電動機允許長期低速運轉(zhuǎn)（甚至堵住不動），它的發(fā)熱很嚴重，通常采用外加鼓風(fēng)機強迫風(fēng)冷。使用力矩電動機時應(yīng)注意檢查鼓風(fēng)機的運行情況是否良好，其周圍應(yīng)有良好的通風(fēng)環(huán)境，不允許有干燥易燃物。易燃粉塵或揮發(fā)性可燃油類等靠近。

    由于使用情況不同，由力矩電動機帶動的機械所卷繞或傳遞的材料種類和規(guī)格不同，需要的張力不同，要求調(diào)節(jié)力矩電動機的轉(zhuǎn)矩，或要求在一定范圍內(nèi)變速，通常采用調(diào)節(jié)施加在力矩電動機上的電壓以實現(xiàn)這些要求。改變力矩電動機的輸入電壓通常使用調(diào)壓器，在要求提高機械特性硬度和調(diào)節(jié)精度的場合，也可以采用可控硅速度負反饋控制電路進行無級調(diào)速，但系統(tǒng)較復(fù)雜。

應(yīng)用

    力矩電動機還可根據(jù)其多種特點靈活應(yīng)用：可部分代替直流電機使用，可應(yīng)用在啟閉閘（閥）門以及阻力矩大的拖動系統(tǒng)中，還可以使用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的裝置或其他類似動作的各種機械上。

調(diào)節(jié)方法

調(diào)壓調(diào)節(jié)

使用調(diào)壓器調(diào)節(jié)的形式常見的有以下幾種：

（1）三相平衡調(diào)節(jié)。采用三相調(diào)節(jié)器，接成星形聯(lián)接，同軸控制，同時調(diào)節(jié)三相電壓使之平衡，力矩電動機能在平衡狀態(tài)下運行，調(diào)節(jié)范圍較廣，效果好，但需要使用三相調(diào)壓器，不甚經(jīng)濟。

（2）兩相電壓調(diào)節(jié)。用兩只單相調(diào)壓器作U形連接，同軸調(diào)節(jié)，例如，調(diào)節(jié)A、C兩相時，調(diào)壓器的滑動電刷a和c同時對稱滑動，也能實現(xiàn)平衡調(diào)節(jié)。但采用這種方法時必須注意，U形接法的單相調(diào)壓器的端電壓為電源線電壓，所使用的單相調(diào)壓器的額定電壓應(yīng)適應(yīng)于電源線電壓的要求。生產(chǎn)的單相調(diào)壓器的額定電壓大多為220V，所以不能用于普通的三相380V電源系統(tǒng)，而只能用于電源電壓為三相220V的系統(tǒng)。

（3）單相調(diào)節(jié)。單相調(diào)節(jié)只使用一個單相調(diào)壓器調(diào)節(jié)一相電壓。

調(diào)壓方法

力矩電動機在不平衡狀態(tài)下運行，調(diào)節(jié)性能較差，但由于設(shè)備簡單，這種調(diào)節(jié)形式應(yīng)用較多，常用的單相調(diào)壓方法有以下兩種：

1、 調(diào)壓器接在兩相之間。

2、 調(diào)壓器接在一相和零線之間，采用單相調(diào)節(jié)時應(yīng)注意，在調(diào)壓器調(diào)至電壓低于某一數(shù)值后，會在某一速度下出現(xiàn)負轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電壓調(diào)至0V時，整個速度范圍內(nèi)都將出現(xiàn)負轉(zhuǎn)矩。如果力矩電動機所帶動的是紡織品或塑料品、紙張等東西時，由于電動機此時存在一個制動力矩，會造成張力不正常。造成負轉(zhuǎn)矩的原因是由于力矩電動機的特性較軟。