力矩馬達(dá)的工作原理_力矩馬達(dá)結(jié)構(gòu)

　　力矩馬達(dá)是一種具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)主要由一對(duì)永久磁鐵1，導(dǎo)磁體2和4、銜鐵3、線圈5和內(nèi)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(dǎo)磁體磁化成N極和S極，形成一個(gè)固定磁場(chǎng)。銜鐵和擋板連在一起，由固定在閥坐上的彈簧管支撐，使之位于上下導(dǎo)磁鐵中間。擋板下端為一球頭，嵌放在滑閥的中間凹槽內(nèi)。

　　當(dāng)線圈無(wú)電流通過(guò)時(shí)，力矩馬達(dá)無(wú)力矩輸出，擋板處于兩噴嘴的中間位置。當(dāng)輸人信號(hào)電流通過(guò)線圈時(shí)，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(jù)同性相斥、異性相吸的原理，銜鐵向逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)。于是彈簧管彎曲變形，產(chǎn)生相應(yīng)的反力矩，致使銜鐵轉(zhuǎn)過(guò)8角便停止下來(lái)。電流越大，θ 角就越大，兩者成正比關(guān)系。樣力矩馬達(dá)就把輸人的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為力矩輸出。

　　力矩電動(dòng)機(jī)可以視為是經(jīng)過(guò)力矩最佳化后的電動(dòng)機(jī)。力矩電動(dòng)機(jī)和一般電動(dòng)機(jī)的差異是允許很高的轉(zhuǎn)矩，其散熱性能也很好，因此在電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，大電流輸出的條件下也可以正常工作。

　　力矩電動(dòng)機(jī)一般會(huì)用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)，但有時(shí)也會(huì)用切換磁阻電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。因?yàn)榱仉妱?dòng)機(jī)沒(méi)有概念上的標(biāo)準(zhǔn)，因此有時(shí)會(huì)稱(chēng)為低速電動(dòng)機(jī)或是高轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)。

　　力矩電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)為甜甜圈形，分為轉(zhuǎn)子在外圈，定子在內(nèi)圈的外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，以及定子在外圈，轉(zhuǎn)子在內(nèi)圈的內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。因?yàn)橄嗤叽缦拢廪D(zhuǎn)子可以產(chǎn)生較大的力矩，因此外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)比較常用。

　　有些力矩電動(dòng)機(jī)只能在特定角度范圍內(nèi)工作，無(wú)法旋轉(zhuǎn)一圈，這種力矩電動(dòng)機(jī)稱(chēng)為限制角度力矩電動(dòng)機(jī)（limited angle torque motor）或搖擺電動(dòng)機(jī)（swing motor）。也有線性電動(dòng)機(jī)考慮將類(lèi)似力矩電動(dòng)機(jī)的特性引入線性電動(dòng)機(jī)中。

　　力矩電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的應(yīng)用是在磁帶機(jī)的供帶及收帶電動(dòng)機(jī)。在這類(lèi)應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)需要的電壓不高，但這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的特性會(huì)使磁帶上有相對(duì)穩(wěn)定的張力，不受讀寫(xiě)頭是否有接近磁帶的影響。若提供較高的電壓，其轉(zhuǎn)矩也比較大，力矩電動(dòng)機(jī)可以在沒(méi)有齒輪及離合器的情形下進(jìn)行快速的前進(jìn)或倒帶。在電力游戲的領(lǐng)域中，力矩電動(dòng)機(jī)常用來(lái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力回授的方向盤(pán)。

　　另一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用是用在內(nèi)燃機(jī)的節(jié)流閥中，連接電子調(diào)速器。此應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)會(huì)連接一個(gè)返回彈簧，配合調(diào)速器的輸出調(diào)整節(jié)流閥。調(diào)速器依點(diǎn)火系統(tǒng)磁性檢出元件產(chǎn)生的脈波來(lái)監(jiān)控速度，依速度來(lái)微幅調(diào)整給電動(dòng)機(jī)的電流，若引擎比理想速度要慢，電流會(huì)增加，電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生力矩，抵抗返回彈簧的施力，打開(kāi)節(jié)流閥。若引擎運(yùn)轉(zhuǎn)太快，調(diào)速器會(huì)減少給電動(dòng)機(jī)的電流，返回彈簧施力，關(guān)閉節(jié)流閥。

　　在一些無(wú)法配合減速機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合，也可以用力矩電動(dòng)機(jī)做為直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器，例如運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)或是伺服系統(tǒng)。