直流力矩電動機(jī)按有無電刷裝置分類,又可分為有刷和無刷直流力矩電
動機(jī)。
直流力矩電動機(jī)還確有限轉(zhuǎn)角直流力矩電動機(jī)和雙力矩電動機(jī)。
直流力矩電動機(jī)和低速高靈敏度直流測速發(fā)電機(jī)組裝在一起,組成力
毛測速機(jī)組,使結(jié)構(gòu)更緊湊。
(二)特點
(1)折算到負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩/慣量比高。在圖3-2-2中,兩種不同的驅(qū)
動方案都是為了使負(fù)載得到所需的同樣的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。當(dāng)兩個電動機(jī)有相同
的轉(zhuǎn)動慣量時,即JT1=JT2,此時兩種方案折算到負(fù)載軸的轉(zhuǎn)矩/慣量比分
別如下:

比較式(3-2-1)和式(3-2-2),盡管普通高速電動機(jī)經(jīng)過減速,轉(zhuǎn)矩增
大i倍,但電機(jī)慣量卻被放大i2倍(其中尚未計及減速器的慣量),其結(jié)果
是普通高速電動機(jī)的力矩/慣量比反而減小i倍。
由于理論加速度a=TP/JT而轉(zhuǎn)矩/慣量比的大小直接反映了加速能
力。直接驅(qū)動用的直流力矩電動機(jī)其輸出轉(zhuǎn)矩主要消耗在推動負(fù)載加速上·
而普通高速電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩則大部分消耗在加速電動機(jī)和齒輪所增加的慣
量上。
(2)具有較快的響應(yīng)速度。由于直接驅(qū)動能得到較大的理論加速度,而
在直流力矩電動機(jī)與普通直流伺服電動機(jī)慣量相近的情況下,力矩電動機(jī)的
機(jī)械時間常數(shù)要小(一般為十幾毫秒到幾十毫秒),加之電動機(jī)設(shè)計為磁極
對數(shù)較多,電樞鐵心磁通密度度高.使電樞電感小到可以忽略的程度,以致
電氣時間常數(shù)可以小到幾毫秒或零點幾毫秒,從而使電動機(jī)隨著電樞電流的
增加而力矩增長很快。因而在足夠的輸出轉(zhuǎn)矩條件下,可使系統(tǒng)的剛度大7=
增加,動態(tài)精度得以提高。
(3)較高的速度和位置分辨率。用齒輪減速的普通直流伺服電動機(jī),往往
南于齒輪齒隙而降低伺服系統(tǒng)的精度。因而從某種意義上講,直流力矩電
動機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展是為了消除減速機(jī)構(gòu)的齒隙和彈性變形所帶來的缺陷而發(fā)
展起來的.特別是對于為獲得很好品質(zhì)因數(shù)的系統(tǒng)而言更有必要。
由圖3-2-3可見,有齒隙的減速器驅(qū)動,不僅在零點附近有一個“死區(qū)”
而且在傳動機(jī)構(gòu)中附加了彈性變形和加速度誤差,從而大

大降低了系統(tǒng)速度和位置的精度。
在采用直流力矩電動機(jī)直接驅(qū)動時,由于革除了精度要求高的減速齒輪,
使電動機(jī)與負(fù)載軸直接耦合,消除了由于齒隙而引起的非線性因素,可使系
統(tǒng)的放大倍數(shù)做得很高而仍然保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。
同時由于直接驅(qū)動縮短了傳
動鏈,提高了裝置韻機(jī)械耦合剛度,減少了傳動部件的彈性變形,因而可以
大大提高整個傳動裝置的自然共振頻率.可遠(yuǎn)遠(yuǎn)避開系統(tǒng)所能達(dá)到的響應(yīng)頻
率上限。這樣給系統(tǒng)得到滿意的動態(tài)和靜態(tài)性能創(chuàng)造了前提?墒瓜到y(tǒng)獲得
寬的頻率響應(yīng)和高的精度以及高的伺服剛度,從而為獲得極低速的無爬行平
穩(wěn)運(yùn)行找到了一個新的途徑。
(4)特性線性度好。由于這類電機(jī)采用r較好的軟磁和硬磁材料,磁路
高度飽和,氣隙選擇恰當(dāng),電機(jī)的磁路設(shè)計保證其在連續(xù)運(yùn)行時的輸出轉(zhuǎn)矩
與輸入電流成正比關(guān)系,從而使電機(jī)的線性度好,為系統(tǒng)的靈活控制和平穩(wěn)
運(yùn)行剖造了條件。
(5)低速時輸出力矩大,轉(zhuǎn)矩波動小,運(yùn)行平穩(wěn),可以革除減速齒輪,
而使電動機(jī)本身可動部件少,功耗小。又由于電動機(jī)基本處于低速或堵轉(zhuǎn)狀
態(tài).機(jī)械噪音小傳動振動小,使裝置簡單、可靠,結(jié)構(gòu)緊湊。