力矩電機概述：

力矩電機是一種具有軟機械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機。力矩電機包括：直流力矩電機、交流力矩電機、和無刷直流力矩電機。

力矩電機的構造原理：

當負載增加時，電動機的轉(zhuǎn)速能自動的隨之降低，而輸出力矩增加，保持與負載平衡。力矩電機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，堵轉(zhuǎn)電流小，能承受一定時間的堵轉(zhuǎn)運行。由于轉(zhuǎn)子電陰高，損耗大，所產(chǎn)生的熱量也大，特別在低速運行和堵轉(zhuǎn)時更為嚴重，因此，電機在后端蓋上裝有獨立的軸流或離心式風機（輸出力矩較小100機座號及以下除外），作強迫通風冷卻，力矩電機配以可控硅控制裝置，可進行調(diào)壓調(diào)速，調(diào)速范圍可達1：4，轉(zhuǎn)速變化率≤10%。本系列電機的特性使其適用于卷繞，開卷、堵轉(zhuǎn)和調(diào)速等場合及其他用途，被廣泛應用于紡織、電線電纜、金屬加工、造紙、橡膠、塑料以及印刷機械等工業(yè)領域。

力矩電機主要特點：

力矩電機的特點是具有軟的機械特性,可以堵轉(zhuǎn).當負載轉(zhuǎn)矩增大時能自動降低轉(zhuǎn)速,同時加大輸出轉(zhuǎn)矩.當負載轉(zhuǎn)矩為一定值時改變電機端電壓便可調(diào)速.但轉(zhuǎn)速的調(diào)整率不好!因而在電機軸上加一測速裝置,配上控制器.利用測速裝置輸出的電壓和控制器給定的電壓相比,來自動調(diào)節(jié)電機的端電壓.使電機穩(wěn)定!

具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過載能力強、響應快、特性線性度好、力矩波動小等特點，可直接驅(qū)動負載省去減速傳動齒輪，從而提高了系統(tǒng)的運行精度。為取得不同性能指標，該電機有小氣隙、中氣隙、大氣隙三種不同結構形式，小氣隙結構，可以滿足一般使用精度要求，優(yōu)點是成本較低；大氣隙結構，由于氣隙增大，消除了齒槽效應，減小了力矩波動，基本消除了磁阻的非線性變化，電機線性度更好，電磁氣隙加大，電樞電感小，電氣時間常數(shù)小，但是制造成本偏高；中氣隙結構，其性能指標略低于大氣隙結構電機，但遠高于小氣隙結構電機，而體積小于大氣隙結構電機，制造成本低于大氣隙結構電機。

力矩電機應用：

在機械制造、紡織、造紙、橡膠、塑料、金屬線材和電線電纜等工業(yè)中，需要將產(chǎn)品卷繞在卷筒（盤）上。卷繞的直徑從開始至末了是越卷越大，為保持被卷物張力均勻（即線速度不變），就要求卷筒轉(zhuǎn)速越卷越小，卷繞力越卷越大。應用特性卷繞、開卷（制動恒功率特性）、無級調(diào)速等。

卷繞：

在電線電纜、紡織、金屬加工、造紙等加工時，卷繞是一個十分重要的工序。產(chǎn)品卷繞時卷筒的直徑逐漸增大，在整個過程中保持被卷產(chǎn)品的張力不變十分重要，因為張力過大會將線材的線徑拉細甚至拉斷，或造成產(chǎn)品的厚薄不均勻，而張力過小則可造成卷繞松弛。為使在卷繞過程中張力保持不變

，必須在產(chǎn)品卷繞到卷盤上的盤徑增大時驅(qū)動卷筒的電機的輸出力矩也增大，同時為保持卷繞產(chǎn)品線速度不變，須使卷盤的轉(zhuǎn)速隨之降低，力矩電動機的機械特性恰好能滿足這一要求。

開卷（制動恒功率特性）

開卷亦稱松卷、放卷、放線等。在工業(yè)生產(chǎn)中，有時需要把卷繞在滾筒上的產(chǎn)品輸送到下一個工序。在輸送過程中，要求施于產(chǎn)品一個與傳動方向相反的張力，同時要求隨著筒徑的變化，而保持產(chǎn)品傳動的線速度和反向張力恒定，這就要求電機具有制動恒功率特性。

無級調(diào)速

力矩電機的機械特性可以在現(xiàn)代伺服驅(qū)動裝置的控制下實現(xiàn)較高的剛度，因此可以代替原來機械傳動裝置實現(xiàn)直接驅(qū)動。目前已經(jīng)有采用力矩電機為核心動力元件的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控擺角銑頭等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在體積功率比上還不如機械傳動裝置的當，但由于其沒有傳動間隙，沒有磨損，傳動精度和效率高等優(yōu)勢，已經(jīng)開始在精密裝備上推廣使用行。

[$page]堵轉(zhuǎn)

在某些特殊場合中，有時要求電機在一段時間內(nèi)保持一靜止的力矩，如電纜收卷起始階段須保持張緊；大型鍛壓機的鍛件夾持裝置等。由于力矩電機的阻抗較大；其堵轉(zhuǎn)電流較小，同時采用了強迫通風，所以能滿足一定時間內(nèi)的堵轉(zhuǎn)要求。允許堵轉(zhuǎn)時間應按銘牌上標定值，如需較長的堵轉(zhuǎn)時間，可選用較大的力矩電機，通過降低力矩電機的端電壓來獲得。

其它

力矩電機還可根據(jù)其多種特點靈活應用，如本身具有直流串勵電機特性，可部分代替直流電機使用；又如根據(jù)其轉(zhuǎn)子具有高電阻特性，起動（堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩大，故可應用在啟閉閘（閥）門以及阻力矩大的拖動系統(tǒng)中；也可利用其起動（堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩大，起動（堵轉(zhuǎn)）電流小，實心轉(zhuǎn)子的機械強度高的特點，而使用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的裝置或其他類似動作的各種機械上。

代替力矩電機的配置

HC-V系列變頻器

變頻矢量電動機

旋轉(zhuǎn)編碼器

變頻器參數(shù)設置和接線

在實際工作使用過程中，最常用的是只使用模擬量調(diào)節(jié)來控制轉(zhuǎn)矩大小，而速度極限控制使用固定值就可以了，不低于設備要求的最高工作頻率。

XL變頻器帶動變頻矢量電機的工作過程

xl變頻器與變頻電機取代力矩電機后，其完全可以達到力矩電機的功能：

開機空載時，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩控制電位器來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)矩的大小，通?？蛻魰幸粋€經(jīng)驗值，這時電機的轉(zhuǎn)速會升到所設置的速度極限值。

當帶上負載開始收卷后，收卷電機會由于加載而速度降低，從牽引處到收卷軸處的塑料薄膜的張力達到電機所調(diào)的力矩時，速度保持不變繼續(xù)收卷，若牽引速度加快，那么這一段膜的張力就會減少，少于電機的當前力矩，那么變頻器的速度就會加快，直至一致。反之亦然。

若牽引電機停止工作，那么收卷電機也會由于膜的張力過大而停機，變頻器的頻率降到零，同時保持現(xiàn)有的力矩大小以使膜不會松弛。一旦牽引電機開始工作，收卷電機會隨之加減速。

結束語：

用迅磊變頻器替代力矩電機實現(xiàn)恒張力收放卷功能，具有優(yōu)越的轉(zhuǎn)矩特性，而且大大提高了設備的可靠性，克服了電機的發(fā)熱情況，節(jié)約了電能，也可減小電機的故障。所以越來越多的客戶開始采用變頻器來替代力矩電機實現(xiàn)橫張力控制。