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力矩馬達是一種極數較多的特殊馬達,可以在馬達低速甚至堵轉(即轉子無法轉動)時仍能持續運轉,不會造成馬達的損壞。而在這種工作模式下,馬達可以提供穩定的力矩給負載[1](故名為力矩馬達)。力矩馬達也可以提供和運轉方向相反的力矩(剎車力矩)[1]

結構编辑

 
簡化的力矩馬達結構,是外轉子設計的永磁直流無刷馬達

力矩馬達可以視為是經過力矩最佳化後的馬達。力矩馬達和一般馬達的差異是允許很高的轉矩,其散熱性能也很好,因此在馬達堵轉,大電流輸出的條件下也可以正常工作。

力矩馬達一般會用直流無刷馬達來設計,但有時也會用切換磁阻馬達英语Switched reluctance motor感應馬達[2]。因為力矩馬達沒有概念上的標準,因此有時會稱為低速馬達或是高轉矩馬達。

力矩馬達結構為甜甜圈形,分為轉子在外圈,定子在內圈的外轉子馬達,以及定子在外圈,轉子在內圈的內轉子馬達。因為相同尺寸下,外轉子可以產生較大的力矩,因此外轉子馬達比較常用。

有些力矩馬達只能在特定角度範圍內工作,無法旋轉一圈,這種力矩馬達稱為限制角度力矩馬達(limited angle torque motor)或搖擺馬達(swing motor)。也有線性馬達考慮將類似力矩馬達的特性引入線性馬達中。

應用编辑

力矩馬達常見的應用是在磁帶機的供帶及收帶馬達。在這類應用中,馬達需要的電壓不高,但這類馬達的特性會使磁帶上有相對穩定的張力,不受讀寫頭是否有接近磁帶的影響。若提供較高的電壓,其轉矩也比較大,力矩馬達可以在沒有齒輪及離合器的情形下進行快速的前進或倒帶。在電力遊戲的領域中,力矩馬達常用來驅動動力回授的方向盤

另一個常見的應用是用在內燃機節流閥中,連接电子调速器英语electronic governor。此應用中,馬達會連接一個返回彈簧,配合调速器的輸出調整節流閥。调速器依點火系統磁性檢出元件產生的脈波來監控速度,依速度來微幅調整給馬達的電流,若引擎比理想速度要慢,電流會增加,馬達會產生力矩,抵抗返回彈簧的施力,打開節流閥。若引擎運轉太快,调速器會減少給馬達的電流,返回彈簧施力,關閉節流閥。

在一些無法配合減速機構的場合,也可以用力矩馬達做為直接驅動機構致動器,例如運動控制系統或是伺服系統英语servomechanism

參考資料编辑

  1. ^ 1.0 1.1 世界規格K系列. ORIENTAL MOTOR. 網頁日期 [2014-12-06] (中文). 
  2. ^ AC感應馬達解說或伺服馬達來設計