转矩电机原理、种类与应用

转矩电机常用于生产制造过程中的张力控制，在广泛的电机应用范围里是一种相对少见却重要的应用。张力控制是指要沿着机器控制连续长度的薄片或薄膜状的材料、电缆或电线等产品，需要让产品保持一定的张力，以尽可能控制和保持恒定的产品厚度或伸长率。例如纸张卷筒、薄膜、塑料胶片、线材或织带的收卷或拉伸力量控制。除了可使产品在收卷或放卷过程中保持对齐外，也有助于避免皱纹或断裂。
 

转矩电机原理介绍

转矩电机是一种经过特殊设计的异步交流电机。它的运转原理与一般的感应式电机相同，但是透过增加转子电阻的方式来调整所需的转速及机械性能。与相同等级的感应式电机相比，转矩电机具备较大的静止力矩（stall torque）以及在低转速时稳定运转的特性，所以适用于高负载低转速的张紧应用，或是在短时间运转后到达停止位置并且保持负载的场合。而且在电机转速为零时，不会因为高温而造成电机烧毁。

供给转矩电机的电压和施加在电机上的负载，决定了电机的输出扭矩和转速。改变供给电机的电压，即可改变电机的转速并且依据转矩电机特有的垂下特性曲线，获得相对应的输出扭矩。

转矩电机与感应式电机的差异

转矩电机是专门为了需要电机在承受负载并保持转矩的情形下能低速运转，或是短时间运转后到达静止位置并且保持转矩而设计的电机，在应用上与一般的感应式电机有显著的不同。标准的感应式电机会在有负载的情况下尝试保持转速；而转矩电机则是会在有负载的情况下降低转速，甚至在转速为零的情形下仍然输出扭矩而不会因为大电流产生的高温而烧毁。

转矩电机与一般感应式电机的比较

项目	转矩电机	一般感应式电机
运转特性	在有负载时以低电压、低转速运转	在有负载时以固定的电压与转速运转
起动转矩	高	低
额定转速	较低	较高
改变转速方式	改变供给电压	改用调速电机或变频器

 

转矩电机 2 大不同种类

世协电机提供两种类型的转矩电机，分别为标准型及内建电压调节器型。

标准型转矩电机

利用外部设备来改变电机的输入电压，例如电源控制器，以调整电机转速与扭矩。

内建电压调节器型

电机的端子盒内已内建电压调节器，可依附属的可变电阻器，控制输入电压以调整电机转速。

转矩电机的应用领域有哪些？

转矩电机适用于卷取作业、保持张力或是推动工具或设备至特定位置后保持定位等应用。在卷取作业中，无论电机是在卷取方或是被卷取方，保持适当的张力，可以避免卷取材料松驰或松脱。

卷绕：

在纺织设备、电线电缆、金属加工与造纸等加工时，卷绕是非常重要的工序。在产品收卷过程中，当收卷的产品越多，产品卷绕到卷筒或卷盘上的直径增加时，驱动卷筒或卷盘的电机的输出力矩也必须增加，但电机的转速要随之降低，以保持固定的卷绕产品的速度与卷绕的张力。如果张力太大，线材线径或产品厚度可能会太细或太薄，甚至被拉断。如果张力不足则可能造成产品厚薄不均匀或卷绕松驰。转矩电机特殊的机械特性，正好可以满足这类型的应用。例如纺织纤维或布料卷取、条状编织物或织带卷绕机、缠绕胶带作业、薄膜或胶带卷绕、塑料或橡胶薄片卷取装置等。 

放线或放卷：

已卷绕在卷筒或卷盘上的产品或材料需要被拉出来前往下一个加工程序时，转矩电机能够在卷筒或卷盘上施加与输送方向相反的张力，并且随着筒径或盘径的变化，保持固定的反向张力和变化转动速度。例如，印刷或包装设备中整卷的标签或贴纸张力保持。此时转矩电机安装在被卷取方，旋转方向与卷取方的电机相反，转矩电机当作制动器使用，具备煞车的功能并且保持适当的张力。

提供静止扭力：

在某些应用场合中，有时需要电机运转一段时间后，在转速为零的情况下仍然提供静止的转矩（即所谓的堵转，有交流电输入但电机不转动）。例如需要压住物品、设置开关或电缆线收卷的起始与最后阶段，必须在电机转速为零的情形下同时保持张力。由于转矩电机的阻抗较大，所以可以在所谓的失速状态下运转而不会因为温度过高而烧毁。

结论

实务上，张力控制较常见的做法是采用伺服电机。但如果您只是单纯地进行卷绕或放卷作业而不需要精准的定位与动作速度控制，那么转矩电机是相当有效益的替代方案。世协电机不仅提供高质量的转矩电机适用此类特殊的应用场合，更全面标配温度控制开关与散热风扇（40W输出机型），让电机在稳定的持续运转下发挥功能，同时具备更长的使用寿命。此外，转矩电机亦可与一般感应式电机同样搭配模块化规格的减速机，提升输出扭力，应用的范围亦更加广泛。

欢迎联络世协了解更多关于转矩电机的规格及讯息。