电液伺服阀中力矩马达的原理及作用
时间：2021-06-02 16:13:08 来自：航宇机电
1. 根据可动件的运动形式可分为：直线位移式和角位移式，前者称力马达，后者称力矩马达。
2. 按可动件结构形式可分为：动铁式和动圈式两种。前者可动件是衔铁，后者可动件是控制线圈。
3. 按极化磁场产生的方式可分为：非激磁式、固定电流激磁和永磁式三种。非激磁没有专门的激磁线圈，两个控制线圈差动连接，利用常值电流产生极化磁通。永磁式利用永久磁铁建立极化磁通，其特点是结构简单、体积小和重量轻，但能获得的极化磁通较小。激磁式利用固定电流通过激磁线圈建立极化磁场，可获得较大的极化磁通，但需要有单独的激磁电源，结构复杂、体积大。
1. 能够产生足够的输出力和行程，同时体积小、重量轻。
2. 动态性能好、响应速度快。
3. 直线型好、死区小、灵敏度高和磁滞小。
4. 在某些使用情况下，还要求它抗振、抗冲击、不受环境温度和压力等影响。
图5-2所示为一种常用的永磁动铁式力矩马达工作原理图，它由永久磁铁、上导磁体、下导磁体、衔铁、控制线圈、弹簧管等组成。衔铁固定在弹簧管上端，由弹簧管支承在上、下导磁体的中间位置，可绕弹簧管的转动中心作微小的转动。衔铁两端与上、下导磁体（磁极）形成四个工作气隙①、②、③、④。两个控制线圈套在衔铁之上。上、下导磁体除作为磁极外，还为永久磁铁产生的极化磁通和控制线圈产生的控制磁通提供磁路。
永久磁铁将上、下导磁体磁化，一个为N级，另一个为S级。无信号电流时，衔铁在上、下导磁体中间的位置，由于力矩马达结构是对称的，永久磁铁在四个工作气隙中所产生的极化磁通是一样的，使衔铁两端所受的电磁吸力相同，力矩马达无力矩输出。当有信号电流通过线圈时，控制线圈产生控制磁通，其大小和方向取决于信号电流的大小和方向。当弹簧管变形产生的力反矩与电磁力相平衡时，衔铁停止转动，电磁力矩的大小与信号电流的大小成比例，衔铁的转角也与信号电流成比例。
图5-4是一种常见的永磁动圈式力马达的结构原理图。力马达的可动线圈悬置于工作气隙中，永久磁铁在工作气隙中形成极化磁通，当控制电流加到线圈上时，线圈就会收到电磁力的作用而运动。线圈的运动方向可根据磁通方向和电流方向按左手定则判断。线圈上的电磁力克服弹簧力和负载力，使线圈产生一个与控制电流成比例的位移。
1. 动铁式力矩马达因磁滞影响而引起的输出位移滞后比动圈式力马达大。
2. 动圈式力马达的线性范围比动铁式力矩马达宽。因此，动圈式力马达的工作行程大，而动铁式力矩马达的工作行程小。
3. 在同样的惯性下，动铁式力矩马达的输出力矩大，而动圈式力马达输出力小。动铁式力矩马达因输出力矩大，支承弹簧刚度可以取得大，使衔铁组件的固有频率高，而力马达的弹簧刚度小，动圈组件的固有频率低。
4. 减小工作气隙的长度可提高动圈式马达和动铁式力矩马达的灵敏度。但动圈式力马达受动圈尺寸限制，而动铁式力矩马达受静不稳定的限制。
5. 在相同功率情况下，动圈式力马达比动铁式力矩马达体积大，但动圈式力马达的造价低。
综上所述，
在要求频率高、体积小、重量轻的场合，
多采用动铁式力矩马达，
而在尺寸要求不严格、
频率要求不高，又希望价格低的场合，
往往采用动圈式力马达。
