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力矩马达的工作原理_力矩马达结构

2021-03-23 18:53

  力矩马达是一种具有旋转运动的电一机械转换器,其结构主要由一对永久磁铁1,导磁体2和4、衔铁3、线所示。永久磁铁把上下两块导磁体磁化成N极和S极,形成一个固定磁场。衔铁和挡板连在一起,由固定在阀坐上的弹簧管支撑,使之位于上下导磁铁中间。挡板下端为一球头,嵌放在滑阀的中间凹槽内。

  当线圈无电流通过时,力矩马达无力矩输出,挡板处于两喷嘴的中间位置。当输人信号电流通过线被磁化,如果通人的电流使衔铁左端为N极,右端为S极,则根据同性相斥、异性相吸的原理,衔铁向逆时针方向偏转。于是弹簧管弯曲变形,产生相应的反力矩,致使衔铁转过8角便停止下来。电流越大, 角就越大,两者成正比关系。样力矩马达就把输人的电信号转换为力矩输出。

  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、感应电动机。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。

  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。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,例如运动控制系统或是伺服系统。