โครงสร้างพื้นฐานและหลักการทำงานของมอเตอร์แรงบิดกระแสตรง

มอเตอร์แรงบิดกระแสตรงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตเครื่องจักรกล สิ่งทอ การทำกระดาษ ยาง พลาสติก ลวดโลหะ และการผลิตสายเคเบิล

มอเตอร์แรงบิดกระแสตรงเป็นรูปแบบพิเศษของเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้การกระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวร ข้อกำหนดพื้นฐานคล้ายกับข้อกำหนดของเซอร์โวมอเตอร์กระแสตรง เพื่อให้ได้แรงบิดเอาท์พุตสูงและความเร็วต่ำ โดยทั่วไปจึงได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างแบน อัตราส่วนความยาวของแกนกระดองมอเตอร์ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกมีขนาดเล็กมาก เพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพ แรงบิดเอาท์พุตของมอเตอร์จะต้องไม่เกินแรงบิดหยุดสูงสุด หรือที่เรียกว่าแรงบิดหยุดนิ่งสูงสุด กระแสกระดองที่สอดคล้องกับแรงบิดแผงลอยสูงสุดเรียกว่ากระแสแผงลอยสูงสุด หากกระแสกระดองเกินกระแสแผงหยุดสูงสุด มอเตอร์จะล้างอำนาจแม่เหล็กและจำเป็นต้องสร้างสนามแม่เหล็กใหม่เพื่อให้ทำงานได้ตามปกติ เพื่อลดความผันผวนของแรงบิดและความเร็ว สเตเตอร์ได้รับการออกแบบให้มีขั้วแม่เหล็กหลายคู่ และกระดองมีสล็อต ส่วนสับเปลี่ยน และตัวนำแบบอนุกรมจำนวนมากขึ้น แรงบิดกระเพื่อม ΔM แสดงถึงความแปรผันของแรงบิดเอาท์พุตที่ตำแหน่งต่างๆ ของกระดอง

มอเตอร์แรงบิดกระแสตรงใช้โครงสร้างแบนของรูด้านในขนาดใหญ่ ซึ่งมีข้อดีในการติดตั้งมอเตอร์บนเพลารับน้ำหนักโดยตรง ช่วยเพิ่มความแข็งของข้อต่อของระบบ ช่วยให้ระบบสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว ขยายแบนด์วิธ ทำงานได้อย่างเสถียร และตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแบบไดนามิก

ค่าคงที่ของมอเตอร์ KL เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของมอเตอร์แรงบิด ซึ่งแสดงถึงอัตราส่วนของแรงบิดแผงจุดสูงสุดต่อรากที่สองของกำลังไฟฟ้าแผงจุดสูงสุดของอินพุต (kgf·cm/W1/2) KL ไม่เพียงสะท้อนถึงประสิทธิภาพของมอเตอร์เท่านั้น แต่ยังคำนึงถึงกำลังไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้อีกด้วย

โครงสร้างโดยรวมของมอเตอร์แรงบิดกระแสตรงสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ แบบโมดูลาร์และแบบประกอบ ประเภทโมดูลาร์ประกอบด้วยสเตเตอร์ กระดอง และที่ยึดแปรงเป็นส่วนประกอบหลัก โดยผู้ใช้จะเลือกชิ้นส่วนรองรับที่เหลือตามความต้องการในการติดตั้ง ประเภทการประกอบจะคล้ายกับมอเตอร์ทั่วไป โดยที่มอเตอร์จะประกอบเป็นยูนิตอิสระเพียงตัวเดียว

เพื่อเอาชนะข้อเสียของการใช้แปรงถ่านและสับเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าในมอเตอร์แรงบิดกระแสตรง มอเตอร์แรงบิดกระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านจึงได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษ 1970 หลักการและโครงสร้างของมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านนั้นคล้ายคลึงกับมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน