Der Drehmomentmotor ist ein Spezialmotor mit einer hohen Polzahl, der auch bei niedriger Drehzahl oder Stillstand (d. h. wenn sich der Rotor nicht dreht) ohne Beschädigung weiterläuft. In diesem Betriebszustand liefert er ein stabiles Drehmoment an die Last. Drehmomentmotoren können zudem ein Drehmoment entgegen der Drehrichtung (Bremsmoment) erzeugen. Die Welle des Drehmomentmotors liefert keine konstante Leistung, sondern ein konstantes Drehmoment.

1. Kurze Einleitung

Drehmomentmotoren umfassen Gleichstrom-Drehmomentmotoren, Wechselstrom-Drehmomentmotoren und bürstenlose Gleichstrom-Drehmomentmotoren. Sie finden breite Anwendung im Maschinenbau sowie in der Textil-, Papier-, Gummi-, Kunststoff-, Metalldraht- und Kabelindustrie.

2. Einstufung

01. Gleichstrom-Torquemotor

Eine Sonderform eines Gleichstrom-Servomotors. Die meisten von ihnen verwenden eine Permanentmagneterregung. Seine grundlegenden Anforderungen ähneln denen von DC-Servomotoren. Um ein großes Ausgangsdrehmoment und eine niedrige Drehzahl zu erreichen, wird es im Allgemeinen in einer flachen Struktur ausgeführt.

Das Funktionsprinzip des Gleichstrom-Drehmomentmotors entspricht dem des herkömmlichen Gleichstrom-Servomotors, jedoch unterscheiden sich Aufbau und Abmessungen. Um das Trägheitsmoment von Gleichstrom-Servomotoren zu reduzieren, sind diese meist in länglicher Zylinderform ausgeführt.

Um ein relativ großes Drehmoment und eine niedrige Drehzahl bei gleichem Volumen und gleicher Ankerspannung zu erzeugen, wird der Gleichstrom-Drehmomentmotor im Allgemeinen in Scheibenform hergestellt, und das Verhältnis von Ankerlänge zu Durchmesser beträgt im Allgemeinen etwa 0.2; Aus der Perspektive der strukturellen Rationalität wird berücksichtigt, dass es im Allgemeinen zu einem mehrpoligen Permanentmagneten verarbeitet wird. Um die Schwankungen von Drehmoment und Drehzahl zu reduzieren, werden mehr Nuten, Kommutierungsstücke und Reihenleiter gewählt.  

Es gibt zwei Bauarten: die geteilte und die integrierte Bauart. Die geteilte Bauart besteht aus drei Hauptteilen: Stator, Rotor und Bürstenhalter. Gehäuse und Drehwelle werden vom Anwender je nach Installationsmethode ausgewählt; Gehäuse und Welle sind vom Hersteller vormontiert.

02. AC-Torquemotor

Seine grundlegenden Anforderungen sind die gleichen wie bei AC-Servomotoren. Durch die Erhöhung des Rotorwiderstands werden ein breiterer Drehzahlbereich und weichere mechanische Eigenschaften erreicht. Im Vergleich zum allgemeinen Asynchronmotor gleicher Baugröße ist die Ausgangsleistung des Wechselstrom-Torquemotors um ein Vielfaches kleiner, das Stillstandsdrehmoment ist größer und der Stillstandsstrom ist viel kleiner.

Der Wechselstrom-Torquemotor verfügt im Allgemeinen über eine Käfigläuferstruktur und erreicht eine niedrige Drehzahl durch Erhöhung der Polpaarzahl. Es arbeitet hauptsächlich unter hoher Last und niedriger Geschwindigkeit, kann aber auch kurz- oder langzeitig im Stillstand betrieben werden.

Die Drehzahlregelung des AC-Torquemotors erfolgt über zwei Methoden: die Drehzahlrückmeldung des Drehzahlmessermotors und die Spannungsregelung.

Seit den 1970er Jahren werden Wechselstrom-Torquemotoren in Filmverarbeitungs-, Leichtindustrie-Chemiefaser-, Textil-, Kabel-, Kunststoff- und Papierwickelgeräten eingesetzt.

3. Struktur

Das Funktionsprinzip des Wechselstrom-Torquemotors ist genau das gleiche wie das des allgemeinen Käfigläufer-Asynchronmotors, der Aufbau ist jedoch unterschiedlich. Als Führungsschienen und Anschlüsse des Rotors werden Materialien mit hohem spezifischem Widerstand (wie Messing, Konstantan usw.) verwendet. Ring. Daher ist der Rotorwiderstand eines Torquemotors viel größer als der eines normalen Käfigläufermotors. Die mechanischen Eigenschaften von Torquemotoren unterscheiden sich von denen gewöhnlicher Käfigläufermotoren.

Aufgrund unterschiedlicher Konstruktionsparameter werden die mechanischen Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von Torquemotoren in zwei Kategorien eingeteilt: Torquemotoren mit Wicklungscharakteristik und Torquemotoren mit konstanter Drehmomentcharakteristik. Drehmomentmotor mit Wickelcharakteristik, der eine konstante Spannungsübertragung ermöglicht und für Fälle geeignet ist, bei denen eine konstante Spannung des Produkts aufrechterhalten und das Produkt während des Produktionsprozesses mit einer konstanten Liniengeschwindigkeit auf die Walze gewickelt werden muss, z. B. bei Druck- und Färbemaschinen, beim Aufwickeln von Stoffen Walze: Wenn der Stoff auf die Walze gewickelt wird, vergrößert sich der Durchmesser der Walze allmählich und die Belastung nimmt entsprechend zu.

Aus den mechanischen Eigenschaften des Drehmomentmotors ist ersichtlich, dass bei steigender Last die Drehzahl automatisch abnimmt, wodurch eine bestimmte Liniengeschwindigkeit und -spannung aufrechterhalten und die Prozessanforderungen erfüllt werden. Diese Art von Drehmomentmotor wird häufig in den Bereichen Textilien, Drucken und Färben, Papierherstellung, Gummi, Draht, Kabel usw. eingesetzt.

4. Prinzip:

Der Drehmomentmotor mit konstanter Drehmomentcharakteristik kann das Drehmoment in einem allgemein breiten Drehzahlbereich grundsätzlich konstant halten und eignet sich für Getriebefälle, die bei Drehzahländerungen ein konstantes Drehmoment erfordern. Wenn beispielsweise in Druck- und Färbemaschinen mehrere Walzen zum Transport des Stoffes verwendet werden, ändert sich der Durchmesser der Walzen nicht, da der Stoff nicht auf die Walzen gewickelt, sondern nur an der Oberfläche der Walzen befestigt und von diesen angetrieben wird ändern. Der Motor mit konstanter Drehmomentcharakteristik sorgt dafür, dass das Drehmoment und die Stoffspannung bei jeder Geschwindigkeit konstant sind.

Der Torquemotor ermöglicht einen langfristigen Betrieb bei niedriger Drehzahl (sogar blockiert), und seine Hitze ist sehr ernst, und zur Luftkühlung wird normalerweise ein externes Gebläse verwendet. Achten Sie bei Verwendung des Torquemotors bitte darauf, dass der Betrieb des Gebläses gut funktioniert, eine gute Belüftungsumgebung vorhanden ist und keine trockenen Brennstoffe, brennbarer Staub oder flüchtige brennbare Öle in die Nähe gelangen dürfen.

Aufgrund der unterschiedlichen Einsatzbedingungen sind die Arten und Spezifikationen der Materialien, die von den vom Torquemotor angetriebenen Maschinen gewickelt oder übertragen werden, unterschiedlich und die erforderliche Spannung ist unterschiedlich. Es ist erforderlich, das Drehmoment des Torquemotors anzupassen oder die Drehzahl innerhalb eines bestimmten Bereichs zu ändern, normalerweise durch Anpassung des angelegten Drehmoments. Die Spannung am Motor muss diese Anforderungen erfüllen. Um die Eingangsspannung des Torquemotors zu verändern, wird üblicherweise ein Spannungsregler verwendet. Für den Fall, dass die Härte der mechanischen Eigenschaften und die Einstellgenauigkeit verbessert werden müssen, kann der Thyristor-Geschwindigkeits-Gegenkopplungsregelkreis auch zur stufenlosen Geschwindigkeitsregelung verwendet werden, das System ist jedoch komplizierter.

5. Anwendung

Der Drehmomentmotor kann aufgrund seiner verschiedenen Eigenschaften auch flexibel eingesetzt werden: Er kann den Gleichstrommotor teilweise ersetzen, er kann in der Öffnungs- und Schließtür (Ventiltür) und im Bremssystem mit großem Widerstandsdrehmoment verwendet werden und kann auch verwendet werden Wird im Gerät mit häufiger positiver und negativer Drehung oder anderen ähnlichen Aktionen an verschiedenen Maschinen verwendet.

6. Reglereinstellung:

Es gibt verschiedene gängige Formen der Reglereinstellung:

01. Dreiphasen-Symmetrierung. Hierbei wird ein Dreiphasenregler in Sternschaltung mit koaxialer Steuerung verwendet. Gleichzeitig wird die Dreiphasenspannung angepasst, um einen Ausgleich zu erreichen. Der Drehmomentmotor kann so im symmetrischen Zustand laufen. Der Einstellbereich ist groß und die Wirkung gut, allerdings ist ein Dreiphasen-Spannungsregler erforderlich, was nicht sehr wirtschaftlich ist.

02. Zweiphasige Spannungsregelung. Verwenden Sie zwei einphasige Spannungsregler in U-Form und koaxialer Justierung. Beispielsweise gleiten beim Einstellen der beiden Phasen A und C die Schleifkontakte a und c des Spannungsreglers symmetrisch und gleichzeitig, wodurch eine symmetrische Justierung erreicht wird. Bei dieser Methode ist jedoch zu beachten, dass die Klemmenspannung des U-förmigen einphasigen Spannungsreglers der Netzspannung entspricht und die Nennspannung des verwendeten einphasigen Spannungsreglers an die Anforderungen der Netzspannung angepasst werden muss. Die meisten handelsüblichen einphasigen Spannungsregler haben eine Nennspannung von 220 V und sind daher nicht für übliche dreiphasige 380-V-Stromversorgungssysteme geeignet, sondern nur für Systeme mit dreiphasiger 220-V-Netzspannung.

03. Einphasenregelung. Bei der Einphasenregelung wird nur ein einphasiger Spannungsregler verwendet, um die Spannung einer Phase zu regeln.

7. Regulierungsmethode

Der Torquemotor arbeitet unausgeglichen und die Verstellleistung ist schlecht. Aufgrund der Einfachheit der Geräte ist diese Verstellform jedoch weit verbreitet. Die am häufigsten verwendeten einphasigen Spannungsregelungsmethoden sind wie folgt:

01. Der Spannungsregler ist zwischen zwei Phasen angeschlossen.

02. Der Spannungsregler ist zwischen der ersten Phase und dem Nullleiter angeschlossen. Bei einphasiger Regelung ist zu beachten, dass nach dem Einstellen der Spannung unter einen bestimmten Wert bei einer bestimmten Drehzahl ein negatives Drehmoment auftritt. Bei einer Spannung von 0 V tritt das negative Drehmoment im gesamten Drehzahlbereich auf. Beim Antrieb von Materialien wie Textilien, Kunststoffen, Papier usw. durch den Drehmomentmotor kommt es aufgrund des Bremsmoments im Motor zu anormalen Spannungen. Ursache für das negative Drehmoment ist die weiche Bauweise des Drehmomentmotors.

8. Vorteile:

01. Bei Antrieben mit niedriger Drehzahl ist der Wirkungsgrad von Hochleistungs-Torquemotoren 2-3 % höher als bei ähnlichen Antrieben;

02. Das mehrpolige Motordesign stellt sicher, dass diese Motoren im Vergleich zu ähnlichen Asynchronmotoren platzsparend und leicht sind, und Hochleistungs-Torquemotoren erfordern in vielen Fällen den Einsatz von Untersetzungsgetrieben, wodurch die Konfigurations-, Montage- und Wartungskosten gesenkt werden. sowie Investitions- und Betriebskosten.

03. Umweltfreundliches System (ggf. kein Umgang mit Getriebeöl nötig: energieeffizientes Antriebssystem).

04. Der Frequenzumrichter und der Hochleistungs-Torquemotor bilden ein optimal aufeinander abgestimmtes Hocheffizienzsystem, der Einsatz eines Encoders im Betrieb ist nicht erforderlich.

05. Der Hochleistungs-Torquemotor hat eine lange Lebensdauer (Nennlagerlebensdauer > 60,000 Stunden), ist wartungsfrei und weist eine hohe Verfügbarkeit auf, insbesondere für Anwendungen, bei denen auf das Untersetzungsgetriebe verzichtet werden kann.

06. Customization

9. Fazit:

Langsam laufende Permanentmagnet-Direktantriebs-Synchronmotoren liefern ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen direkt an der angetriebenen Maschine. Dank des Permanentmagnetrotors werden zudem ein hoher Wirkungsgrad und ein hoher Leistungsfaktor bei niedrigen Drehzahlen erzielt.

Der Permanentmagnet-Synchronmotor mit Direktantrieb für niedrige Drehzahlen wird als koordiniertes System zusammen mit dem Frequenzumrichterschrank bereitgestellt und bildet eine Antriebslösung mit langer Lebensdauer, niedrigen Lebenszykluskosten und hohem Wirkungsgrad bei Anwendungen mit niedriger Betriebsgeschwindigkeit.