轉矩馬達原理、種類與應用大解析

轉矩馬達常用於生產製造過程中的張力控制，在廣泛的馬達應用範圍裡是一種相對少見卻重要的應用。張力控制是指要沿著機器控制連續長度的薄片或薄膜狀的材料、電纜或電線等產品，需要讓產品保持一定的張力，以盡可能控制和保持恆定的產品厚度或伸長率。例如紙張捲筒、薄膜、塑料膠片、線材或織帶的收捲或拉伸力量控制。除了可使產品在收捲或放捲過程中保持對齊外，也有助於避免皺紋或斷裂。

轉矩馬達原理

轉矩馬達是一種經過特殊設計的異步交流馬達。它的運轉原理與一般的感應式馬達相同，但是透過增加轉子電阻的方式來調整所需的轉速及機械性能。與相同等級的感應式馬達相比，轉矩馬達具備較大的靜止力矩（stall torque）以及在低轉速時穩定運轉的特性，所以適用於高負載低轉速的張緊應用，或是在短時間運轉後到達停止位置並且保持負載的場合。而且在馬達轉速為零時，不會因為高溫而造成馬達燒毁。

供給轉矩馬達的電壓和施加在馬達上的負載，決定了馬達的輸出扭矩和轉速。改變供給馬達的電壓，即可改變馬達的轉速並且依據轉矩馬達特有的垂下特性曲線，獲得相對應的輸出扭矩。

轉矩馬達與感應式馬達的差異

轉矩馬達是專門為了需要馬達在承受負載並保持轉矩的情形下能低速運轉，或是短時間運轉後到達靜止位置並且保持轉矩而設計的馬達，在應用上與一般的感應式馬達有顯著的不同。標準的感應式馬達會在有負載的情況下嘗試保持轉速；而轉矩馬達則是會在有負載的情況下降低轉速，甚至在轉速為零的情形下仍然輸出扭矩而不會因為大電流產生的高溫而燒毁。

項目	轉矩馬達	一般感應式馬達
運轉特性	在有負載時以低電壓、低轉速運轉	在有負載時以固定的電壓與轉速運轉
起動轉矩	高	低
額定轉速	較低	較高
改變轉速方式	改變供給電壓	改用調速馬達或變頻器

 

轉矩馬達 2 大種類

世協電機提供兩種類型的轉矩馬達，分別為標準型及內建電壓調節器型。

標準型轉矩馬達

利用外部設備來改變馬達的輸入電壓，例如電源控制器，以調整馬達轉速與扭矩。

內建電壓調節器型

馬達的端子盒內已內建電壓調節器，可依附屬的可變電阻器，控制輸入電壓以調整馬達轉速。
 

轉矩馬達的應用領域有哪些？

轉矩馬達適用於捲取作業、保持張力或是推動工具或設備至特定位置後保持定位等應用。在捲取作業中，無論馬達是在捲取方或是被捲取方，保持適當的張力，可以避免捲取材料鬆馳或鬆脫。

捲繞：

在紡織設備、電線電纜、金屬加工與造紙等加工時，捲繞是非常重要的工序。在產品收捲過程中，當收捲的產品越多，產品捲繞到捲筒或捲盤上的直徑增加時，驅動捲筒或捲盤的馬達的輸出力矩也必須增加，但馬達的轉速要隨之降低，以保持固定的捲繞產品的速度與捲繞的張力。如果張力太大，線材線徑或產品厚度可能會太細或太薄，甚至被拉斷。如果張力不足則可能造成產品厚薄不均勻或捲繞鬆馳。轉矩馬達特殊的機械特性，正好可以滿足這類型的應用。例如紡織纖維或布料捲取、條狀編織物或織帶捲繞機、纏繞膠帶作業、薄膜或膠帶捲繞、塑膠或橡膠薄片捲取裝置等。

放線或放捲：

已捲繞在捲筒或捲盤上的產品或材料需要被拉出來前往下一個加工程序時，轉矩馬達能夠在捲筒或捲盤上施加與輸送方向相反的張力，並且隨著筒徑或盤徑的變化，保持固定的反向張力和變化轉動速度。例如，印刷或包裝設備中整捲的標籤或貼紙張力保持。此時轉矩馬達安裝在被捲取方，旋轉方向與捲取方的馬達相反，轉矩馬達當作制動器使用，具備煞車的功能並且保持適當的張力。

提供靜止扭力

在某些應用場合中，有時需要馬達運轉一段時間後，在轉速為零的情況下仍然提供靜止的轉矩（即所謂的堵轉，有交流電輸入但馬達不轉動）。例如需要壓住物品、設置開關或電纜線收捲的起始與最後階段，必須在馬達轉速為零的情形下同時保持張力。由於轉矩馬達的阻抗較大，所以可以在所謂的失速狀態下運轉而不會因為溫度過高而燒毁。
 

結論

實務上，張力控制較常見的做法是採用伺服馬達。但如果您只是單純地進行捲繞或放捲作業而不需要精準的定位與動作速度控制，那麼轉矩馬達是相當有效益的替代方案。世協電機不僅提供高品質的轉矩馬達適用此類特殊的應用場合，更全面標配溫度控制開關與散熱風扇（40W輸出機型），讓馬達在穩定的持續運轉下發揮功能，同時具備更長的使用壽命。此外，轉矩馬達亦可與一般感應式馬達同樣搭配模組化規格的減速機，提升輸出扭力，應用的範圍亦更加廣泛。

歡迎聯絡世協了解更多關於轉矩馬達的規格及訊息。