1、力矩电机力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。力矩电机包括：直流力矩电机、交流力矩电机、和无刷直流力矩电机。构 造 原 理 力 矩 电 机 控 制 器当 负 载 增 加 时 ， 电 动 机 的 转 速 能 自 动 的 随 之 降 低 ， 而 输 出 力 矩增 加 ， 保 持 与 负 载 平 衡 。 力 矩 电 机 的 堵 转 转 矩 高 ， 堵 转 电 流 小 ，能 承 受 一 定 时 间 的 堵 转 运 行 。 由 于 转 子 电 阻 高 ， 损 耗 大 ， 所 产 生的 热 量 也 大 ， 特 别 在 低 速 运 行 和
2、堵 转 时 更 为 严 重 ， 因 此 ， 电 机 在后 端 盖 上 装 有 独 立 的 轴 流 或 离 心 式 风 机 （ 输 出 力 矩 较 小 100 机 座号 及 以 下 除 外 ） ， 作 强 迫 通 风 冷 却 ， 力 矩 电 机 配 以 可 控 硅 控 制 装置 ， 可 进 行 调 压 调 速 ， 调 速 范 围 可 达 1： 4， 转 速 变 化 率 10%。本 系 列 电 机 的 特 性 使 其 适 用 于 卷 绕 ， 开 卷 、 堵 转 和 调 速 等 场 合 及其 他 用 途 ， 被 广 泛 应 用 于 纺 织 、 电 线 电 缆 、 金 属 加 工 、 造 纸 、 橡胶
3、 、 塑 料 以 及 印 刷 机 械 等 工 业 领 域 。 主 要 特 点力 矩 电 机 的 主 要 特 点 是 具 有 软 的 机 械 特 性 ,可 以 堵 转 .当 负 载 转 矩 增 大 时 能 自 动 降 低 转 速 ,同时 加 大 输 出 转 矩 .当 负 载 转 矩 为 一 定 值 时 改 变 电 机 端 电 压 便 可 调 速 .但 转 速 的 调 整 率 不 好 !因 而 在电 机 轴 上 加 一 测 速 装 置 ,配 上 控 制 器 .利 用 测 速 装 置 输 出 的 电 压 和 控 制 器 给 定 的 电 压 相 比 ,来 自 动调 节 电 机 的 端 电 压 .使 电
4、 机 稳 定 ! 具 有 低 转 速 、 大 扭 矩 、 过 载 能 力 强 、 响 应 快 、 特 性 线 性 度 好 、 力 矩 波 动 小 等 特 点 ， 可 直 接 驱动 负 载 省 去 减 速 传 动 齿 轮 ， 从 而 提 高 了 系 统 的 运 行 精 度 。 为 取 得 不 同 性 能 指 标 ， 该 电 机 有 小 气 隙 、中 气 隙 、 大 气 隙 三 种 不 同 结 构 形 式 ， 小 气 隙 结 构 ， 可 以 满 足 一 般 使 用 精 度 要 求 ， 优 点 是 成 本 较 低 ；大 气 隙 结 构 ， 由 于 气 隙 增 大 ， 消 除 了 齿 槽 效 应 ，
5、减 小 了 力 矩 波 动 ， 基 本 消 除 了 磁 阻 的 非 线 性 变 化 ，电 机 线 性 度 更 好 ， 电 磁 气 隙 加 大 ， 电 枢 电 感 小 ， 电 气 时 间 常 数 小 ， 但 是 制 造 成 本 偏 高 ； 中 气 隙 结构 ， 其 性 能 指 标 略 低 于 大 气 隙 结 构 电 机 ， 但 远 高 于 小 气 隙 结 构 电 机 ， 而 体 积 小 于 大 气 隙 结 构 电 机 ，制 造 成 本 低 于 大 气 隙 结 构 电 机 。 节 能 改 造SAJ 力 矩 电 机 专 用 变 频 器 特 点 ： 低 频 转 矩 输 出 180% ， 低 频 运 行
6、 特 性 良 好 输 出 频 率 最 大 600Hz， 可 控 制 高 速 电 机 全 方 位 的 侦 测 保 护 功 能 (过 压 、 欠 压 、 过 载 )瞬 间 停 电 再 起 动 加 速 、 减 速 、 动 转 中 失 速 防 止 等 保 护 功 能 电 机 动 态 参 数 自 动 识 别 功 能 ， 保 证 系 统 的 稳 定 性 和 精 确 性 高 速 停 机 时 响 应 快 丰 富 灵 活 的 输 入 、 输 出 接 口 和 控 制 方 式 ， 通 用 性 强 采 用 SMT 全 贴 装 生 产 及 三 防 漆 处 理 工 艺 ， 产 品 稳 定 度 高 全 系 列 采 用 最
7、新 西 门 子 IGBT 功 率 器 件 ， 确 保 品 质 的 高 质 量 应 用在 机 械 制 造 、 纺 织 、 造 纸 、 橡 胶 、 塑 料 、 金 属 线 材 和 电 线 电 缆 等 工 业 中 ， 需 要 将 产 品 卷 绕 在卷 筒 （ 盘 ） 上 。 卷 绕 的 直 径 从 开 始 至 末 了 是 越 卷 越 大 ， 为 保 持 被 卷 物 张 力 均 匀 （ 即 线 速 度 不 变 ）， 就 要 求 卷 筒 转 速 越 卷 越 小 ， 卷 绕 力 越 卷 越 大 . 卷 绕在 电 线 电 缆 、 纺 织 、 金 属 加 工 、 造 纸 等 加 工 时 ， 卷 绕 是 一 个
8、 十 分 重 要 的 工 序 。 产 品 卷 绕 时 卷筒 的 直 径 逐 渐 增 大 ， 在 整 个 过 程 中 保 持 被 卷 产 品 的 张 力 不 变 十 分 重 要 ， 因 为 张 力 过 大 会 将 线 材 的线 径 拉 细 甚 至 拉 断 ， 或 造 成 产 品 的 厚 薄 不 均 匀 ， 而 张 力 过 小 则 可 造 成 卷 绕 松 弛 。 为 使 在 卷 绕 过 程中 张 力 保 持 不 变 ， 必 须 在 产 品 卷 绕 到 卷 盘 上 的 盘 径 增 大 时 驱 动 卷 筒 的 电 机 的 输 出 力 矩 也 增 大 ， 同时 为 保 持 卷 绕 产 品 线 速 度 不
9、 变 ， 须 使 卷 盘 的 转 速 随 之 降 低 ， 力 矩 电 动 机 的 机 械 特 性 恰 好 能 满 足这 一 要 求 。 开 卷 （ 制 动 恒 功 率 特 性 ）开 卷 亦 称 松 卷 、 放 卷 、 放 线 等 ， 见 图 三 。 在 工 业 生 产 中 ， 有 时 需 要 把 卷 绕 在 滚 筒 上 的 产 品 输送 到 下 一 个 工 序 。 在 输 送 过 程 中 ， 要 求 施 于 产 品 一 个 与 传 动 方 向 相 反 的 张 力 ， 同 时 要 求 随 着 筒 径的 变 化 ， 而 保 持 产 品 传 动 的 线 速 度 和 反 向 张 力 恒 定 ， 这 就
10、 要 求 电 机 具 有 制 动 恒 功 率 特 性 。 无 级 调 速力 矩 电 机 的 机 械 特 性 可 以 在 现 代 伺 服 驱 动 装 置 的 控 制 下 实 现 较 高 的 刚 度 ， 因 此 可 以 代 替 原 来机 械 传 动 装 置 实 现 直 接 驱 动 （ DD， Direct Drive） 。 目 前 已 经 有 采 用 力 矩 电 机 为 核 心 动 力 元 件 的数 控 回 转 工 作 台 和 数 控 摆 角 铣 头 等 产 品 。 这 些 产 品 在 体 积 功 率 比 上 还 不 如 机 械 传 动 装 置 当 ， 但 由于 其 没 有 传 动 间 隙 ， 没
11、 有 磨 损 ， 传 动 精 度 和 效 率 高 等 优 势 ， 已 经 开 始 在 精 密 装 备 上 推 广 使 用 行 。 堵 转在 某 些 特 殊 场 合 中 ， 有 时 要 求 电 机 在 一 段 时 间 内 保 持 一 静 止 的 力 矩 ， 如 电 缆 收 卷 起 始 阶 段 须保 持 张 紧 ； 大 型 锻 压 机 的 锻 件 夹 持 装 置 等 。 由 于 力 矩 电 机 的 阻 抗 较 大 ； 其 堵 转 电 流 较 小 ， 同 时 采用 了 强 迫 通 风 ， 所 以 能 满 足 一 定 时 间 内 的 堵 转 要 求 。 允 许 堵 转 时 间 应 按 铭 牌 上 标
12、定 值 ， 如 需 较 长的 堵 转 时 间 ， 可 选 用 较 大 的 力 矩 电 机 ， 通 过 降 低 力 矩 电 机 的 端 电 压 来 获 得 。 其 它力 矩 电 机 还 可 根 据 其 多 种 特 点 灵 活 应 用 ， 如 本 身 具 有 直 流 串 励 电 机 特 性 ， 可 部 分 代 替 直 流电 机 使 用 ； 又 如 根 据 其 转 子 具 有 高 电 阻 特 性 ， 起 动 （ 堵 转 ） 转 矩 大 ， 故 可 应 用 在 启 闭 闸 （ 阀 ） 门以 及 阻 力 矩 大 的 拖 动 系 统 中 ； 也 可 利 用 其 起 动 （ 堵 转 ） 转 矩 大 ， 起
13、动 （ 堵 转 ） 电 流 小 ， 实 心 转 子的 机 械 强 度 高 的 特 点 ， 而 使 用 于 频 繁 正 、 反 转 的 装 置 或 其 他 类 似 动 作 的 各 种 机 械 上 。 电 机 种 类1 按 工 作 电 源 分 类 根 据 电 动 机 工 作 电 源 的 不 同 ， 可 分 为 直 流 电 动 机 和 交 流 电 动 机 。 其 中交 流 电 动 机 还 分 为 单 相 电 动 机 和 三 相 电 动 机 。 2 按 结 构 及 工 作 原 理 分 类 根 据 电 动 机 按 结 构 及工 作 原 理 的 不 同 ， 可 分 为 直 流 电 动 机 ， 异 步 电
14、动 机 和 同 步 电 动 机 。 同 步 电 动 机 还 可 分 为 永 磁 同 步 电 动 机 、 磁 阻 同 步 电 动 机 和 磁 滞 同 步 电 动 机 。 异 步 电 动 机 可 分 为 感 应 电 动 机 和 交 流 换 向 器 电 动 机 。 感 应 电 动 机 又 分 为 三 相 异 步 电 动 机 、单 相 异 步 电 动 机 和 罩 极 异 步 电 动 机 等 。 交 流 换 向 器 电 动 机 又 分 为 单 相 串 励 电 动 机 、 交 直 流 两 用 电动 机 和 推 斥 电 动 机 。 直 流 电 动 机 按 结 构 及 工 作 原 理 可 分 为 无 刷 直
15、流 电 动 机 和 有 刷 直 流 电 动 机 。 有 刷 直 流 电 动 机 可分 为 永 磁 直 流 电 动 机 和 电 磁 直 流 电 动 机 。 电 磁 直 流 电 动 机 又 分 为 串 励 直 流 电 动 机 、 并 励 直 流 电 动机 、 他 励 直 流 电 动 机 和 复 励 直 流 电 动 机 。 永 磁 直 流 电 动 机 又 分 为 稀 土 永 磁 直 流 电 动 机 、 铁 氧 体 永磁 直 流 电 动 机 和 铝 镍 钴 永 磁 直 流 电 动 机 。 3 按 起 动 与 运 行 方 式 分 类 根 据 电 动 机 按 起 动 与 运 行 方 式 不 同 ， 可 分
16、 为 电 容 起 动 式 单 相 异步 电 动 机 、 电 容 运 转 式 单 相 异 步 电 动 机 、 电 容 起 动 运 转 式 单 相 异 步 电 动 机 和 分 相 式 单 相 异 步 电 动机 。 4 按 用 途 分 类 可 分 为 驱 动 用 电 动 机 和 控 制 用 电 动 机 。 驱 动 用 电 动 机 又 分 为 电 动 工 具 （ 包 括 钻 孔 、 抛 光 、 磨 光 、 开 槽 、 切 割 、 扩 孔 等 工 具 ） 用 电 动机 、 家 电 （ 包 括 洗 衣 机 、 电 风 扇 、 电 冰 箱 、 空 调 器 、 录 音 机 、 录 像 机 、 影 碟 机 、
17、吸 尘 器 、 照 相 机 、电 吹 风 、 电 动 剃 须 刀 等 ） 用 电 动 机 及 其 它 通 用 小 型 机 械 设 备 （ 包 括 各 种 小 型 机 床 、 小 型 机 械 、 医疗 器 械 、 电 子 仪 器 等 ） 用 电 动 机 。 控 制 用 电 动 机 又 分 为 步 进 电 动 机 和 伺 服 电 动 机 等 。 5 按 转 子 的 结 构 分 类 根 据 电 动 机 按 转 子 的 结 构 不 同 ， 可 分 为 笼 型 感 应 电 动 机 （ 旧 标 准 称为 鼠 笼 型 异 步 电 动 机 ） 和 绕 线 转 子 感 应 电 动 机 （ 旧 标 准 称 为 绕
18、 线 型 异 步 电 动 机 ） 。 6 按 运 转 速 度 分 类 根 据 电 动 机 按 运 转 速 度 不 同 ， 可 分 为 高 速 电 动 机 、 低 速 电 动 机 、 恒 速 电动 机 、 调 速 电 动 机 。 低 速 电 动 机 又 分 为 齿 轮 减 速 电 动 机 、 电 磁 减 速 电 动 机 、 力 矩 电 动 机 和 爪 极 同 步 电 动 机 等 。 调 速 电 动 机 除 可 分 为 有 级 恒 速 电 动 机 、 无 级 恒 速 电 动 机 、 有 级 变 速 电 动 机 和 无 级 变 速 电 动 机外 ， 还 可 分 为 电 磁 调 速 电 动 机 、 直 流 调 速 电 动 机 、 PWM 变 频 调 速 电 动 机 和 开 关 磁 阻 调 速 电 动 机 。 异 步 电 动 机 的 转 子 转 速 总 是 略 低 于 旋 转 磁 场 的 同 步 转 速 。 同 步 电 动 机 的 转 子 转 速 与 负 载 大 小 无 关 而 始 终 保 持 为 同 步 转 速 。
