微特电机的选用第十一讲 直流力矩电动机的选用
宋立伟 宋凌锋 张千帆(哈尔滨工业大学150001)
1概述
直流力矩电动机是一种能够长期处于起 动（堵转）状态下工作的低转速、大转矩的执行元件，是由伺服电动机和驱动电动机结合起来发展而成的特殊电机。力矩电动机可以不经过齿轮减速而直接驱动负载，这样不仅可以省去复杂的减速机构，同时还能够消除齿轮间隙引起的误差，因此，力矩电动机除了具有反应速度快、转矩和转速波动小、能在很低转速下稳定运行、机械特性和调节特性线性度好等优点之外，还具有精度高的特点。
2工作原理
直流力矩电动机与普通直流伺服电动机的工作原理相同，不同点在于，普通直流伺服电动机为了减小转子的惯量，大多具有细长的外形；而直流力矩电动机为了有大力矩、低转速的特点，通常做成扁平形状，其结构示意图如图1所示。
通过图2所示的简单模型，能够说明直流力矩电动机的外形尺寸变化对转矩、转速的影响。图2a的电磁转矩为：
假设两种情况下的电流一样，则导体直径也一样，因图2b电枢铁心的截面积为图2a的4倍，故其电枢总导体数也近似为图2a的4倍，这样，就可以得到图2b的电磁转矩为：
所以，在体积、气隙平均磁密、导体中的电流都相同的情况下，电磁转矩与直径成正比，故直流力矩电动机的转矩大。
另外，由于电枢的感应电势为：
在理想空载时，电机的电枢电压u。和反电势e。相等，可得：
由于当电枢体积和导体直径不变时，nl近似不变，所以在相同电压和气隙平均磁密时，理想空载转速与电枢直径成反比，故直流力矩电动机的转速低。
3产品的选择
3.1结构型式的选择
直流力矩电动机的总体结构型式有分装式和内装式两种。分装式结构包括未组装的定子、转子和电刷架三部分，机壳和转轴由用户根据安装方式自行选配；内装式则与普通电机相同。用户在使用直流力矩电动机时，应根据实际情况，首先确定总体结构型式。
3.2主要技术指标的选择
3.2.1连续堵转转矩l
连续蝠转转矩t。是指电机在长期堵转运行时，在规定的环境温度下，电机的稳定温升不超过允许值时所能输出的****转矩。这时的电流叫作连续堵转电流i。与之相对应的还有连续堵转电压和连续堵转功率。
3.2.2峰值堵转转矩了
由于永磁直流力矩电动机。电枢电流对磁钢有去磁作用，因此对电枢电流要有一定的限制，否则，永磁体会产生不可逆去磁，使电动机的空载转速升高，转矩下降。永磁直流力矩电动机受定子永磁体去磁限制的允许****电枢电流及与之对应堵转转矩、电枢电压和输入功率分别称为峰值堵转咆流i、峰值堵转转矩tm、峰值堵转电压和峰值堵转功率。
3.2.3转矩灵敏度kr
直流力矩电动机输出特性具有很高的线性度，其输出转矩和电枢电流成正比，两者的比值称为转矩的灵敏度kt，它与峰值堵转转矩、峰值堵转电流以及连续堵转转矩、连续堵转电流的关系为：
3.2.4****空载转速
直流力矩电动机的****空载转速是指电枢电压为峰值堵转电压时，电机的空载转速。
4 主要应用场合
由于直流力矩电动机具有精度高、反应速度快、机械特性和调节特性线性度好、硬度大以及能在堵转和低速下 |
