直流力矩电动机是一种能够长期处于起 动（堵转）状态下工作的低转速、大转矩的执行元件，是由伺服电动机和驱动电动机结合起来发展而成的特殊电机。力矩电动机可以不经过齿轮减速而直接驱动负载，这样不仅可以省去复杂的减速机构，同时还能够消除齿轮间隙引起的误差，因此，力矩电动机除了具有反应速度快、转矩和转速波动小、能在很低转速下稳定运行、机械特性和调节特性线性度好等优点之外，还具有精度高的特点。

    直流力矩电动机与普通直流伺服电动机的工作原理相同，不同点在于，普通直流伺服电动机为了减小转子的惯量，大多具有细长的外形；而直流力矩电动机为了有大力矩、低转速的特点，通常做成扁平形状，其结构示意图如图1所示。

    通过图2所示的简单模型，能够说明直流力矩电动机的外形尺寸变化对转矩、转速的影响。图2a的电磁转矩为：

    假设两种情况下的电流一样，则导体直径也一样，因图2b电枢铁心的截面积为图2a的4倍，故其电枢总导体数也近似为图2a的4倍，这样，就可以得到图2b的电磁转矩为：

 

    所以，在体积、气隙平均磁密、导体中的电流都相同的情况下，电磁转矩与直径成正比，故直流力矩电动机的转矩大。

    另外，由于电枢的感应电势为：

    在理想空载时，电机的电枢电压U。和反电势E。相等，可得：

    由于当电枢体积和导体直径不变时，Nl近似不变，所以在相同电压和气隙平均磁密时，理想空载转速与电枢直径成反比，故直流力矩电动机的转速低。

    直流力矩电动机的总体结构型式有分装式和内装式两种。分装式结构包括未组装的定子、转子和电刷架三部分，机壳和转轴由用户根据安装方式自行选配；内装式则与普通电机相同。用户在使用直流力矩电动机时，应根据实际情况，首先确定总体结构型式。

    连续蝠转转矩T。是指电机在长期堵转运行时，在规定的环境温度下，电机的稳定温升不超过允许值时所能输出的****转矩。这时的电流叫作连续堵转电流I。与之相对应的还有连续堵转电压和连续堵转功率。

    由于永磁直流力矩电动机。电枢电流对磁钢有去磁作用，因此对电枢电流要有一定的限制，否则，永磁体会产生不可逆去磁，使电动机的空载转速升高，转矩下降。永磁直流力矩电动机受定子永磁体去磁限制的允许****电枢电流及与之对应堵转转矩、电枢电压和输入功率分别称为峰值堵转咆流I、峰值堵转转矩Tm、峰值堵转电压和峰值堵转功率。

    直流力矩电动机输出特性具有很高的线性度，其输出转矩和电枢电流成正比，两者的比值称为转矩的灵敏度KT，它与峰值堵转转矩、峰值堵转电流以及连续堵转转矩、连续堵转电流的关系为：

    直流力矩电动机的****空载转速是指电枢电压为峰值堵转电压时，电机的空载转速。

    由于直流力矩电动机具有精度高、反应速度快、机械特性和调节特性线性度好、硬度大以及能在堵转和低速下运行的特点，使得它在低速、力矩调节、力矩反馈和需要保持一定张力的随动系统中得到广泛应用，如X-Y记录仪、雷达天线、卫星天线、潜艇定向仪和天文望远镜的驱动等。

    (1)对于直流力矩电动机，连续堵转参数和峰值堵转参数是其主要的参数，使用时应注意，连续堵转数据是对应长期堵转运行的指标，峰值堵转数据是对应短期运行的指标。在长期堵转的情况下，电枢电流不得超过连续堵转电流，以免电机温升过高，缩短电机使用寿命；而且在使用过程中，电枢电流不得超过峰值堵转电流，以防止永磁体产生不可逆去磁，使电机的性能指标下降。

    (2)在对直沆力矩电动机进行拆装时，应特别注意用磁路环将定子磁路短路，也就是说，拆装时，在取出转子前，应先用磁路环将定子封住；在组装时，先将转子装进后，再将磁路环取下，这样可以防止永磁体自然退磁。

    (3)当直流力矩电动机的控制电压不是恒定的直流时，就会在电枢电流中产生交变分量，从而产生磁场，并通过电机转轴传送到与电机同轴连接的测量元件（如旋转变压器）而形成磁干扰，因此在使用时应采用非磁性联轴器。

 

    宋立伟：男，1970年10月出生，讲师，主要从事电机本体及机电一体化的研究。