直流力矩电动机的二三事
2017-02-07 常见问题
在某些自动控制系统中，被控对象的运动速度比较低。例如，某种防空雷达天线的最高
旋转速度为Uo。／s，这相当于转速为20r／m入一般直流伺服电动机的额定转速为1500r／
mm或3000r／m吮甚至6000r／min，这就需要使用齿轮减速后去拖动天线旋转。但是减速
齿轮将使系统结构复杂，齿轮之间的间隙使自动控制系统的性能指标变差，降低系统的精度
和刚度，引起系统在小范围内振荡。因此，希望有一种低转速、大转矩的电动机来直接拖动
被控对象。
直流力矩电动机就是为了满足上述低转速、大转矩负载要求而设计制造的电动机。它可
在低速运行甚至长期堵转时产生足够大的转矩，不需要齿轮减速而直接带动负载。目前生产
的直流力矩电机的输出转矩可达几千牛米，而转速可低至lor／min左右。它具有动态响应
快，转矩波动小，机械特性和调节特性线性度好，能在低速下稳定运行等优点，特别适合于
在位置伺服系统和低速伺服系统中作执行元件，也适用于在需要转矩调节、转矩反馈和一定
张力的场合使用。
力矩电动机可分为直流力矩电动机和交流力矩电动机，交流力矩电动机使用较少，这里
不再赘述。
直流力矩电动机的工作原理与普通直流伺服电动机相同，只是结构和外形尺寸比例上有
所不同。为了减小转动惯量，一般的直流伺服电动机做成细长圆柱形。而直流力矩电动机，
为了能在相同的体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速，一般做成扁平式结构，电
枢长度与直径之比一般为o．2左右，结构上采用永磁式结构，井选取较多的极对数。为了减
小转矩和转速的波动，选用较多的槽数、换向片数和串联导体数。
直流力矩电动机的总体结构型式有分装式和内装式两种。分装式结构包括定子、转子和
电刷架三大部件，转子直接套在负载轴上，机壳由用户根据需要白行选配。内装式与一般电
机结构相同，机壳和轴由制造厂在出厂时装配好。
图2—12所示为永磁式直流JJ矩电动机的结构示意图。图中定子是由软磁材料制成的带
槽的圆环，在槽中铰人永磁材料作为主磁场源，在气隙中形成近似正弦分布的磁场*
直流力矩电动机的转子通常用冷轧硅钢片叠成，并压人非导磁材料的金属支架。槽中嵌
入电枢绕组，电抠绕组为单波绕组。槽楔由铜板制成，兼作换向片，槽楔两端伸出槽外，一
端作为电枢绕组接线用，另一端做成梯形，排列成环形换向器。然后，将转子的所有部件用
高温环氧树脂浇铸成整体。