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液壓工作原理

力矩馬達的工作原理詳解

添加時間:2018-08-21

    力矩馬達作為電-機械轉換元件,是伺服閥的重要組成部分之一,它是伺服閥的輸入級,起到了電-機械信號轉換和功率前置放大的作用。伺服閥的動態特性通常由力矩馬達來決定。


    常用的力矩馬達有動鐵式和動圈式兩種。


動鐵式力矩馬達的結構


    動鐵式力矩馬達的結構如圖6-6(a)所示,由扭簧、銜鐵、線圈、永久磁鐵和導磁體等組成。銜鐵安裝在磁場氣隙中,形成了4個工作氣隙(標記為①、②、③和④),2個導磁體分別被磁化為N極和S極,這樣永久磁鐵和導磁體就構成了磁路。當沒有控制電流時,4個工作氣隙的長度相等,通過工作氣隙①作用在銜鐵末端的磁吸力與通過工作氣隙②作用在銜鐵末端的磁吸力相等,因此銜鐵不發生偏轉而處于零位。


    當電流通過控制線圈時,產生通過銜鐵的磁通,從而改變了通過4個氣隙的磁通量,產生的力矩帶動銜鐵繞軸心轉動,與扭簧彈性力矩平衡,從而輸出與輸入電流成比例的角位移。假設i1<i2,工作氣隙①和③的磁通將增加,工作氣隙②和④的磁通將減小,從而使作用在銜鐵末端的電磁力不相等,并產生相應的電磁力矩使銜鐵發生順時針轉動,直至電磁力矩與扭簧產生的彈性力矩平衡。


    動圈式力矩馬達的結構如圖6-6(b)所示,由十字彈簧、控制桿、線圈、永久磁鐵、導磁體和框架等組成。當電流信號通過控制線圈時,線圈在磁場中產生的電磁力通過控制桿與十字彈簧的彈力相平衡,輸出與電流信號成比例的直線位移。


    動鐵式力矩馬達比動圈式力矩馬達的運動慣量小,支撐彈簧管剛度大,動態響應快,在相同情況下,動鐵式的固有頻率比動圈式的固有頻率高15倍,輸出力是動圈式的7倍;動鐵式力矩馬達因磁滯影響而引起的輸出相位滯后較大,其線性范圍和工作行程均小于動圈式力矩馬達;在相同功率下,動圈式力矩馬達比動鐵式力矩馬達的體積大,但造價較低。


    總之,在要求頻率高、體積小和自重輕的場合多采用動鐵式力矩馬達,而在尺寸要求不嚴格、動態特性要求不高,且希望價格低的場合,往往采用動圈式力矩馬達。

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