力矩馬達的工作原理_力矩馬達結構

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力矩馬達的工作原理_力矩馬達結構

網絡整理 發表於 2019-12-30 11:30:06

　　力矩馬達的工作原理

　　力矩馬達是一種具有旋轉運動的電一機械轉換器，其結構主要由一對永久磁鐵1，導磁體2和4、銜鐵3、線圈5和內部懸置擋板7的彈簧管6等組成，如圖10.10所示。永久磁鐵把上下兩塊導磁體磁化成N極和S極，形成一個固定磁場。銜鐵和擋板連在一起，由固定在閥坐上的彈簧管支撐，使之位於上下導磁鐵中間。擋板下端為一球頭，嵌放在滑閥的中間凹槽內。

　　當線圈無電流通過時，力矩馬達無力矩輸出，擋板處於兩噴嘴的中間位置。當輸人信號電流通過線圈時，銜鐵3被磁化，如果通人的電流使銜鐵左端為N極，右端為S極，則根據同性相斥、異性相吸的原理，銜鐵向逆時針方向偏轉。於是彈簧管彎曲變形，產生相應的反力矩，致使銜鐵轉過8角便停止下來。電流越大，θ 角就越大，兩者成正比關係。樣力矩馬達就把輸人的電信號轉換為力矩輸出。

　　力矩馬達結構

　　力矩電動機可以視為是經過力矩最佳化後的電動機。力矩電動機和一般電動機的差異是允許很高的轉矩，其散熱性能也很好，因此在電動機堵轉，大電流輸出的條件下也可以正常工作。

　　力矩電動機一般會用直流無刷電動機來設計，但有時也會用切換磁阻電動機、感應電動機。因為力矩電動機沒有概念上的標準，因此有時會稱為低速電動機或是高轉矩電動機。

　　力矩電動機結構為甜甜圈形，分為轉子在外圈，定子在內圈的外轉子電動機，以及定子在外圈，轉子在內圈的內轉子電動機。因為相同尺寸下，外轉子可以產生較大的力矩，因此外轉子電動機比較常用。

　　有些力矩電動機只能在特定角度範圍內工作，無法旋轉一圈，這種力矩電動機稱為限制角度力矩電動機（limited angle torque motor）或搖擺電動機（swing motor）。也有線性電動機考慮將類似力矩電動機的特性引入線性電動機中。

　　力矩馬達的應用

　　力矩電動機常見的應用是在磁帶機的供帶及收帶電動機。在這類應用中，電動機需要的電壓不高，但這類電動機的特性會使磁帶上有相對穩定的張力，不受讀寫頭是否有接近磁帶的影響。若提供較高的電壓，其轉矩也比較大，力矩電動機可以在沒有齒輪及離合器的情形下進行快速的前進或倒帶。在電力遊戲的領域中，力矩電動機常用來驅動動力回授的方向盤。

　　另一個常見的應用是用在內燃機的節流閥中，連接電子調速器。此應用中，電動機會連接一個返回彈簧，配合調速器的輸出調整節流閥。調速器依點火系統磁性檢出元件產生的脈波來監控速度，依速度來微幅調整給電動機的電流，若引擎比理想速度要慢，電流會增加，電動機會產生力矩，抵抗返回彈簧的施力，打開節流閥。若引擎運轉太快，調速器會減少給電動機的電流，返回彈簧施力，關閉節流閥。

　　在一些無法配合減速機構的場合，也可以用力矩電動機做為直接驅動機構的致動器，例如運動控制系統或是伺服系統。

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