[科普中国]-直驱式机构-

直驱式机构（Direct drive mechanism）是指一设备的动力来源直接由电动机提供，中间没有经过像变速箱或是皮带之类的减速机构。对应的马达会称为直驱马达（direct drive motor），也会简称DD马达，转速较低的DD马达因为其转矩会比相同功率的马达要高，因此也会称为转矩马达或是力矩马达。1

优点提升效率：功率不会消耗在减速机构中，皮带、链条或变速箱中元件的摩擦上。

降低噪音：因为设备较简单，零件较少，直驱式机构也比较不会产生振动，产生的噪音也比较小。

延长寿命：可动件较少也表示容易损坏的零件变少了。一般系统的损坏多半来自零件的老化（例如皮带的拉伸）或是应力。

低转速下的高转矩。

反应快且精准的定位：减少传动机构也可以避免传动机构对定位的影响，若是马达改用低惯量的永久磁铁马达，低惯量也会让定位反应加快。

驱动的刚性：没有变速箱或滑珠螺杆等机构，也避免了机械上的背隙、磁滞及弹性等相关问题。

缺点直驱式机构的主要缺点就是需要特制的电动机。一般电动机会设计在较高转速（例如1500或是3000rpm时才会有最大转矩。这様的特性适用于许多应用场合（例如风扇），但其他的机构需要在非常低的转速下有较大的转矩，例如留声机转盘，需要固定在33 1/3 rpm或45 rpm（而且要很精确）。

较慢的马达其体积也会比（应用在较高转速下的）标准马达要大。例如皮带驱动的留声机转盘，其马达直径为2.5cm，若是直驱式留声机转盘，直径为10cm。因为非直驱式的机构可以用减速机构使实际负载的转速下降，而提高负载上的转矩，相对而言，直驱式机构的马达就要产生够大的转矩。

直驱式机构需要比较精准的控制机械。有减速机的马达其惯量较大，会让输出的运动变的较平缓。大部分马达会有位置的转矩涟波，称为磁卡力矩。在高速马达上，磁卡力矩的频率较高，不致影响系统特性。而直驱式机构下，马达的转矩涟波比较容易影响系统，需要加惯量（例如飞轮）或是系统加入回授才能改善。

应用直驱式机构应用在许多的产品中：

高速风扇：不需精准，转速依风扇而定，约在1000至12000 rpm之间。

硬盘：需非常精准，转速有5400、7200、10000、15000 rpm等。

录影机：需非常精准，转速1800 rpm（NTSC）或1500 rpm（PAL）。

缝纫机：依机种，转速可能是3000 rpm到5000 rpm。

数控机床：数控机床的转盘需要快而且精准。

洗衣机：最高到1600rpm。

中速及可变速软盘。

光盘驱动器：CD会直接耦合在转子上，播放音乐的转速是250至500rpm，若是配合电脑使用，转速会更高。

非常低的转速唱片留声机：速度需非常精准，速度会是78, 33 1/3或45 rpm。

望远镜架台：速度需非常精准，24小时会转一圈。

其他应用洗衣机：像Fisher & Paykel、LG集团、三星集团、惠而浦及东芝等厂商有生产直驱式的洗衣机，洗衣滚筒直接装在马达上，取代较低效率的皮带驱动或是配合减速机的机种。

火车：1919年的Milwaukee Road class EP-2电车是直接用马达驱动火车的轮轴。东日本旅客铁道（JR East）在2002年1月架设了实验性的JR东日本E993系电力动车组电联车（EMU），称为AC Train，测试在电联车使用直驱马达的可行性。此技术后来应用在JR东日本E331系电联车，在2007年开始在京叶线上行驶。

车辆：自19世纪后期开始就有车毂马达，在21世纪开始用电动车的概念上。

风力发动机（参考无齿轮风力发动机）：许多公司都有开发风力发电的直驱式发电机，目的是在提升效率，也降低维护成本。2

车辆：例如单轮车、高轮单车及儿童的自行三轮车。