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力矩电动机阅读:174

    力矩电动机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机电机 的供应商,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。力矩电动机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。

分类

    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。它广泛应用于机械制造、纺织、造纸、橡胶、塑料、金属线材和电线电缆等工业中。

    直流力矩

    一种特殊形式的直流伺服电动机。大多采用永磁励磁。其基本要求与直流伺服电动机相似。为了获得大的输出转矩和低的转速,一般作成扁平结构(见图)。电机电枢铁心长度和外径之比很小(图中仅 0.2左右)。为了使电机工作稳定,电机的输出转矩不能超过最大堵转转矩。后者又称峰值堵转转矩。与峰值堵转转矩相应的电枢电流称为峰值堵转电流。如果电枢电流超过峰值堵转电流,电机便去磁,需要重新充磁才能正常工作。为了减小转矩和转速的脉动,定子采用多对磁极,电枢选用较多的槽数、换向片数和串联导体数。力矩波动△M表示电枢处于不同位置时的输出力矩的变化,

    直流力矩电动机采用大内孔扁平结构,有利于电机直接套在负载轴上,提高系统的耦合刚度,使系统反应迅速,频带展宽,稳定工作,满足动态性能要求。

    电机常数KL是力矩电动机的一个重要指标,它表示峰值堵转转矩与输入峰值堵转功率平方根之比(千克力米/瓦1/2)。KL既反映了电机本身的利用率,又考虑到电机所消耗的功率。

    直流力矩电动机的总体结构可分为分装式和组装式两种。分装式是由定子、电枢和刷架3大件组成,其余支承部分由用户根据整机安装要求自行选定。组装式与一般电机相同,电机成一独立整体。

    为了克服直流力矩电动机采用电刷、换向器带来的弊病,70年代末发展了无刷直流力矩电动机,其原理、结构与无刷直流电动机相同。

    交流力矩

    其基本要求和交流伺服电动机相同。通过增加转子电阻获得宽广的调速范围和较软的机械特性。与一般同机座号异步电动机相比,交流力矩电动机输出功率要小好几倍,堵转转矩大,堵转电流小得多。

    交流力矩电动机一般采用笼式转子结构,靠增多极对数获得低的转速,主要运行在大负载、低转速状态,也可短期或长期运行在堵转状态。

    交流力矩电动机的速度控制通过测速电机速度反馈和控制张力大小二种方法来实现。

    70年代以来,交流力矩电动机已使用于电影胶片冲洗、轻工化纤、纺织、电缆、塑料及造纸等卷绕装置上。

结构

    交流力矩电动机与一般鼠笼式异步电动机的运转原理是完全相同的,但结构上有所不同,它是采用电阻率较高的材料(例如黄铜、康铜等)作转子的导条及端环。因此,力矩电动机的转子电阻比普通鼠笼式电动机的转子电阻大得多。力矩电动机的机械特性与普通鼠笼式电动机是不同的。

    由于采用不同的设计参数,力矩电动机的机械特性和用途分为两类:卷绕特性的力矩电动机和恒转矩特性的力矩电动机。卷绕特性力矩电动机,实现恒张力传动,适用于生产过程中需要使产品维持恒定的张力和用恒定的线速度把产品卷绕在辊筒上的场合,例如,印染机械上,卷绕织物的辊筒,随着织物不断卷绕到辊筒上,辊筒直径逐渐增大,负载也相应增加。由力矩电动机的机械特性可见,负载增加,转速自动下降,从而维持一定的线速度和张力,实现了工艺要求。这类力矩电机常用于纺织、印染、造纸、橡胶、电线电缆等方面。

原理

    恒转矩特性力矩电动机,能在一般较宽的转速范围内,使转矩基本恒定,适用二转速变化时,要求恒定转矩的传动场合。例如,印染机械中,用若干辊轴传送织物时,由于织物并不卷绕在辊轴上,而只是贴在辊轴表面上靠它来传动,辊轴直径是不改变的,这种场合宜使用恒转矩特性电动机,以保证在任何速度下,转矩恒定,织物的张力恒定。

    力矩电动机允许长期低速运转(甚至堵住不动),它的发热很严重,通常采用外加鼓风机强迫风冷。使用力矩电动机时应注意检查鼓风机的运行情况是否良好,其周围应有良好的通风环境,不允许有干燥易燃物。易燃粉尘或挥发性可燃油类等靠近。

    由于使用情况不同,由力矩电动机带动的机械所卷绕或传递的材料种类和规格不同,需要的张力不同,要求调节力矩电动机的转矩,或要求在一定范围内变速,通常采用调节施加在力矩电动机上的电压以实现这些要求。改变力矩电动机的输入电压通常使用调压器,在要求提高机械特性硬度和调节精度的场合,也可以采用可控硅速度负反馈控制电路进行无级调速,但系统较复杂。

应用

    力矩电动机还可根据其多种特点灵活应用:可部分代替直流电机使用,可应用在启闭闸(阀)门以及阻力矩大的拖动系统中,还可以使用于频繁正、反转的装置或其他类似动作的各种机械上。

调节方法

    调压调节

    使用调压器调节的形式常见的有以下几种:

    (1)三相平衡调节。采用三相调节器,接成星形联接,同轴控制,同时调节三相电压使之平衡,力矩电动机能在平衡状态下运行,调节范围较广,效果好,但需要使用三相调压器,不甚经济。

    (2)两相电压调节。用两只单相调压器作U形连接,同轴调节,例如,调节A、C两相时,调压器的滑动电刷a和c同时对称滑动,也能实现平衡调节。但采用这种方法时必须注意,U形接法的单相调压器的端电压为电源线电压,所使用的单相调压器的额定电压应适应于电源线电压的要求。生产的单相调压器的额定电压大多为220V,所以不能用于普通的三相380V电源系统,而只能用于电源电压为三相220V的系统。

    (3)单相调节。单相调节只使用一个单相调压器调节一相电压。

    调压方法

    力矩电动机在不平衡状态下运行,调节性能较差,但由于设备简单,这种调节形式应用较多,常用的单相调压方法有以下两种:

    1、 调压器接在两相之间。

    2、 调压器接在一相和零线之间,采用单相调节时应注意,在调压器调至电压低于某一数值后,会在某一速度下出现负转矩。当电压调至0V时,整个速度范围内都将出现负转矩。如果力矩电动机所带动的是纺织品或塑料品、纸张等东西时,由于电动机此时存在一个制动力矩,会造成张力不正常。造成负转矩的原因是由于力矩电动机的特性较软。

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