直流力矩电动机按有无电刷装置分类,又可分为有刷和无刷直流力矩电
动机。
直流力矩电动机还确有限转角直流力矩电动机和双力矩电动机。
直流力矩电动机和低速高灵敏度直流测速发电机组装在一起,组成力
毛测速机组,使结构更紧凑。
(二)特点
(1)折算到负载轴上的转矩/惯量比高。在图3-2-2中,两种不同的驱
动方案都是为了使负载得到所需的同样的转矩和转速。当两个电动机有相同
的转动惯量时,即JT1=JT2,此时两种方案折算到负载轴的转矩/惯量比分
别如下:

比较式(3-2-1)和式(3-2-2),尽管普通高速电动机经过减速,转矩增
大i倍,但电机惯量却被放大i2倍(其中尚未计及减速器的惯量),其结果
是普通高速电动机的力矩/惯量比反而减小i倍。
由于理论加速度a=TP/JT而转矩/惯量比的大小直接反映了加速能
力。直接驱动用的直流力矩电动机其输出转矩主要消耗在推动负载加速上·
而普通高速电动机的输出转矩则大部分消耗在加速电动机和齿轮所增加的惯
量上。
(2)具有较快的响应速度。由于直接驱动能得到较大的理论加速度,而
在直流力矩电动机与普通直流伺服电动机惯量相近的情况下,力矩电动机的
机械时间常数要小(一般为十几毫秒到几十毫秒),加之电动机设计为磁极
对数较多,电枢铁心磁通密度度高.使电枢电感小到可以忽略的程度,以致
电气时间常数可以小到几毫秒或零点几毫秒,从而使电动机随着电枢电流的
增加而力矩增长很快。因而在足够的输出转矩条件下,可使系统的刚度大7=
增加,动态精度得以提高。
(3)较高的速度和位置分辨率。用齿轮减速的普通直流伺服电动机,往往
南于齿轮齿隙而降低伺服系统的精度。因而从某种意义上讲,直流力矩电
动机的产生和发展是为了消除减速机构的齿隙和弹性变形所带来的缺陷而发
展起来的.特别是对于为获得很好品质因数的系统而言更有必要。
由图3-2-3可见,有齿隙的减速器驱动,不仅在零点附近有一个“死区”
而且在传动机构中附加了弹性变形和加速度误差,从而大

大降低了系统速度和位置的精度。
在采用直流力矩电动机直接驱动时,由于革除了精度要求高的减速齿轮,
使电动机与负载轴直接耦合,消除了由于齿隙而引起的非线性因素,可使系
统的放大倍数做得很高而仍然保持系统的稳定。
同时由于直接驱动缩短了传
动链,提高了装置韵机械耦合刚度,减少了传动部件的弹性变形,因而可以
大大提高整个传动装置的自然共振频率.可远远避开系统所能达到的响应频
率上限。这样给系统得到满意的动态和静态性能创造了前提。可使系统获得
宽的频率响应和高的精度以及高的伺服刚度,从而为获得极低速的无爬行平
稳运行找到了一个新的途径。
(4)特性线性度好。由于这类电机采用r较好的软磁和硬磁材料,磁路
高度饱和,气隙选择恰当,电机的磁路设计保证其在连续运行时的输出转矩
与输入电流成正比关系,从而使电机的线性度好,为系统的灵活控制和平稳
运行剖造了条件。
(5)低速时输出力矩大,转矩波动小,运行平稳,可以革除减速齿轮,
而使电动机本身可动部件少,功耗小。又由于电动机基本处于低速或堵转状
态.机械噪音小传动振动小,使装置简单、可靠,结构紧凑。