最新交流串激電機(jī)基本知識培訓(xùn)

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單相交流串激電機(jī)基本知識培訓(xùn),培訓(xùn)目錄,一,.,單相交流串激電機(jī)的特點,二,.,轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)工藝流程及每個工序注意要點,三,.,定子的生產(chǎn)工藝流程及每個工序注意要點,四,.,單相交流串激電機(jī)主要零部件材料簡介,五,.,單相交流串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因,六,.,單相交流串激電機(jī)繞組溫升的計算方法,及控制繞組溫升的措施,七,.,單相串激電機(jī)火花等級的劃分,八,.,單相串激電機(jī)能量損耗及效率低的原因,九,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子最大殘余不平衡量的 計算方法及解決振動的措施,十,.,單相串激電機(jī)噪音的計算方法及解決噪聲措施,十一,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整的方法,十二,.,改善電機(jī)換向和,EMC,的措施,十三,.,現(xiàn)有鐵芯與交流產(chǎn)品規(guī)格對照表,十四,.,電機(jī)改變電壓后的參數(shù)計算方法,十五,.,電機(jī)電磁負(fù)荷的選擇及電機(jī)參數(shù)的簡單計算方法,十六,.,電機(jī)參數(shù)的詳細(xì)計算方法,(,僅供參考）,十七,.,無刷電機(jī)的特點及工作原理（僅供參考）,十八,.,單相異步電機(jī)的特點及工作原理（僅供參考）,一,.,單相串激電機(jī)的特點,1.,串激電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍廣,轉(zhuǎn)速與頻率無關(guān),轉(zhuǎn)速公式,:,n=(Ucos, ,IR, ,U)/Ke×,Ø,(rpm),或者,=602×E×10 /N×,Ø,根據(jù)不同產(chǎn)品要求，轉(zhuǎn)速可以從,4000rpm,至,35000rpm,以上,運用范圍廣,電動工具用的電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)（,10000,38000,）,rpm,以上；如電磨頭電機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過了,38000rpm,高速角磨的電機(jī)轉(zhuǎn)速也達(dá),35000rpm,以上。而其他交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速都與電源頻率有關(guān),當(dāng)電源頻率為,50Hz,時,其轉(zhuǎn)速不會超過,3000RPM(n=60f/p, p=1, f=50Hz),因而其使用范圍受到一定的限制,.,轉(zhuǎn)速公式中各字母的意義在后面的電機(jī)計算公式中會介紹,.,2.,與其他交流電機(jī)相比,在同樣功率下，產(chǎn)品體積縮小許多，材料節(jié)省，重量輕，適合大批量生產(chǎn),制造成本低。,3.,起動轉(zhuǎn)矩大,過載能力強(qiáng)。起動轉(zhuǎn)矩高達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的,4-6,倍,起動瞬間因轉(zhuǎn)子機(jī)械慣性大，,n=0,感應(yīng)電勢,E=0,由電壓平衡式可知,U=E+IaR , Ia=U-E/R=U/R ,起動電流很大，因,Ia(,電樞電流）,=If,（激磁電流），,If,產(chǎn)生磁通,也很大，因此起動轉(zhuǎn)矩,T=Ct ×Ia×,也很大,不易被卡住,適合于使用在啟動比較困難的地方,.,8,一,.,單相串激電機(jī)的特點,4.,功率因數(shù),cos,高。串激電機(jī)額定轉(zhuǎn)速比較高，定、轉(zhuǎn)子匝數(shù)相對比較少，,(,定轉(zhuǎn)子安匝比,:8W1/N=0.85-1.5,之間,(,常用,1.05,1.3,之間,),W1,為定子單個線圈的導(dǎo)體數(shù),N,為轉(zhuǎn)子的所有導(dǎo)體數(shù),N=,轉(zhuǎn)子鐵芯槽數(shù),×4×,線圈匝數(shù),如定子單個線圈的匝數(shù)為,260,匝,轉(zhuǎn)子匝數(shù)為,38,匝,則該電機(jī)的定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比為,8×260/12×4×38=1.14.,此比值不能太大,太大了說明定子匝數(shù)過多,將造成定子銅耗的增加,造成激磁磁場過于飽和,鐵耗增加,溫升升高,效率下降,材料的利用率降低,還造成定子的電抗增加,使功率因數(shù),cos,降低,使電機(jī)的特性變硬,需要對定轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行配合調(diào)整,一般情況,輸出功率大于,400W,定轉(zhuǎn)子安匝比取比值較小,輸出功率小于,400W,定轉(zhuǎn)子安匝比取比值較大,),因此繞組電感也較少，電流和電壓的相位差夾角較小,所以功率因數(shù),cos,比較高，一般來說,電機(jī)空載轉(zhuǎn)速在,10000-15000,之間, cos,=0.88-0.95,空載轉(zhuǎn)速在,15000-20000,之間, cos,=0.95-0.97,空載轉(zhuǎn)速在,20000,30000,以上, cos,=0.97-0.99,I:,電流相量,;,U:,電壓相量,;,E:,反電勢相量,;,IR:,電阻壓降相量,;,JIX:,電抗壓降相量,.,功率因數(shù)相量圖,一,.,單相串激電機(jī)的特點,5.,采用雙重絕緣結(jié)構(gòu),1,2,3,4,1,2,3,4,5,1.,漆包線,(,導(dǎo)體,);,2.,基本絕緣,;,3.,轉(zhuǎn)子軸,;,4.,附加絕緣,(,轉(zhuǎn)子軸絕緣,),1.,轉(zhuǎn)子軸絕緣,(,附加絕緣,);,2.,工作絕緣,(,基本絕緣,);,3.,轉(zhuǎn)子鐵芯,;,4.,導(dǎo)電體,(,漆包線,.,換向器,),5.,加強(qiáng)絕緣,(,由軸絕緣和換向,器的絕緣部分構(gòu)成,),6.,轉(zhuǎn)子軸,6,順便介紹一下定子,的絕緣結(jié)構(gòu),:,1.,基本絕緣,:DMD,或青殼紙,2.,附加絕緣,:,塑料機(jī)殼,簡單介紹一下爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離的概念：,1.,爬電距離：在兩個導(dǎo)電零件之間或?qū)щ娏慵c電器、工具界面（即外殼表面）之間沿絕緣材料表面的最短距離。如在加強(qiáng)絕緣上的帶電零件,(,換向器的銅排端面）與其他金屬零件之間（轉(zhuǎn)子軸）的距離不能小于,8mm,；由基本絕緣（槽絕緣）將帶電的漆包線與轉(zhuǎn)子鐵芯隔開的沿絕緣材料表面的最短距離不能小于,2mm,；,2.,電氣間隙：在兩個導(dǎo)電零件之間或?qū)щ娏慵c電器、工具界面（即外殼表面）之間通過空氣量得的最短距離。如機(jī)殼表面與鐵芯表面的電氣間隙的最短距離不能小于,4mm;,3.,絕緣穿通距離：在附加絕緣或加強(qiáng)絕緣隔開的金屬零件之間，穿過絕緣量得的最短距離。如將電機(jī)軸與鐵芯隔開的軸絕緣的最短距離不能小于,1mm,一般取為,1.25mm.,6.,定子采用深槽結(jié)構(gòu),深槽定子是隨著定子自動繞線機(jī)的采用而發(fā)展起來的，由于定子極身磁密,較低，因此可將定子槽向定子極身中心靠近，不會增加過多的激磁安匝，,采用深槽定子，不僅僅是為了增加放定子線圈的窗口面積，以便放更多定子,線圈，主要是為了增大轉(zhuǎn)子直徑而不致過多的減少放定子線圈的窗口面積。,采用深槽定子，由于增大了轉(zhuǎn)子的直徑，并又縮短了定子線圈的跨距匝長，,既可減少漆包線的成本，又可以提高電機(jī)的功率,1020%,。,深槽,定子極身,一,.,單相串激電機(jī)的特點,7.,簡單介紹一下不同轉(zhuǎn)子芯片槽數(shù)安匝比的計算公式,:,A. 8,槽轉(zhuǎn)子安匝比,=8W,1,/N=8W,1,/8×4W,2=,W,1,/4W,2,(,電磨 頭產(chǎn)品,),B,. 12,槽,轉(zhuǎn)子安匝比,=8W,1,/N=8W,1,/12×4W,2,=W,1,/6W,2,(,大多數(shù)產(chǎn)品采用,12,槽鐵芯,),C,. 14,槽,轉(zhuǎn)子安匝比,=8W,1,/N=8W,1,/14×4W,2,=W,1,/7W,2,(,目前還未使用,),D,. 16,槽,轉(zhuǎn)子安匝比,=8W,1,/N=8W,1,/16×4W,2,=W,1,/8W,2,(,切割機(jī),、,斜斷鋸,、,臺鋸,、,230,角磨等大功率產(chǎn)品,),E.,馬蹄形定子（,C,形定子）安匝比,=8W,1,/12×8W,2=,W,1,/12W,2(,部分平板砂等小功率產(chǎn)品）,其中,W,1,為定子單個線圈的匝數(shù),W,2,為轉(zhuǎn)子單個線圈的匝數(shù),8.,串激電機(jī)的定子繞組與電樞繞組是串聯(lián)的，見圖,1,（單相串激電機(jī)原理圖），定子電流就是電樞電流，定子產(chǎn)生磁通,與電樞電流幾乎同相位。若電機(jī)在運行過程中負(fù)載增大時，電流和磁通也增加，但轉(zhuǎn)速下降，維持輸出功率不變。,P,2,=M×n/9.55(W) ,其中,M,為轉(zhuǎn)矩,(N.m),n,為轉(zhuǎn)速,(rpm).,一,.,單相串激電機(jī)的特點,圖,1.,單相串激電機(jī)原理圖,一,.,單相串激電機(jī)的特點,9.,單相串激電機(jī)工作原理圖,一,.,單相串激電機(jī)的特點,10.,單相串激電機(jī)的特性曲線,電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載的增加而降低的特性稱為串激電機(jī)的軟特性,一,.,單相串激電機(jī)的特點,11.,單相串激電機(jī)的一些常用公式,:,1.,輸入功率,P,1,=U×I×cos,N,×,N,(W),2.,輸出功率,P,2,=M×n/9.55(W),3.,效率,=P,2,/P,1,×100%,4.,轉(zhuǎn)速,n=(Ucos, ,IR, ,U)/Ke×,Ø,(rpm)=602×E×10 /N×,Ø,5.,轉(zhuǎn)矩,T=Ct×,Ø,×I(N.m),6.,溫升,T=(R,2,-R,1,)/R,1,×(234.5+T,1,),(T,2,T,1,) (K),7.,噪聲,:,聲壓級,Lp=20P/P,。,(dB),8.,噪聲,:,聲功率級,Lw=Lp+11dB (dB) (A),9.,轉(zhuǎn)子的最大殘余重心偏移距離,e=9550×G/n(,µ,m),10.,轉(zhuǎn)子的最大殘余不平衡量,m=M×e /r (g),8,11.,定轉(zhuǎn)子之間的單邊氣隙,=,轉(zhuǎn)子直徑,D,2,的,1/100mm,或者,=( 0.3A/B) ×10 (mm),(,極距,=3.14D,2,/2 ,線負(fù)荷,A=100-145A/cm,氣隙磁密,B=0.35-0.55T),(,單邊氣隙長度一般在,0.3-0.8mm,之間,大功率,高轉(zhuǎn)速電機(jī)取氣隙較大值,小功率,低轉(zhuǎn)速電機(jī)取氣隙較小值,),12.,轉(zhuǎn)子鐵芯長度與轉(zhuǎn)子外徑之比,L/D,2,=0.5-1.7,13. D,2,L=Pi ×6 × 2×10 /,*B*A*n (cm ),14.,極弧系數(shù),=,/,=0.667-0.7(,為定子極弧對應(yīng)角度，一般為,120,度）,15.,換向器外徑與轉(zhuǎn)子鐵芯外徑之比一般在,0.6-0.72,之間,16.,轉(zhuǎn)子外徑與定子外徑之比,D,2/,D,1,=0.54-0.62 (,如,54,片,: 31/54=0.574,如,58.5,片,:35/58.5=0.598,如,65,片,:39.5/65=0.61,如,72,片,:41.5/72=0.576,如,90,片,:54/90=0.60,如,98,片,57/98=0.58,4,2,4,3,一,.,單相串激電機(jī)的特點,電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片各部分名稱簡介,一,.,單相串激電機(jī)的特點,定子極靴,定子極身,一,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組特點,最常用的轉(zhuǎn)子繞線簡圖,Z=12,槽,K=24,片,槽對鉤,繞組形式,:,單迭短距繞組,.,特點,:,易于繞制,改善換向,可減小火花,.,左,右,一,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組線路簡圖,轉(zhuǎn)子繞組線路簡圖及電流分布,1,+,2,24,3,23,4,22,5,21,6,20,7,19,8,18,9,10,11,17,16,15,13,-,12,14,碳刷位置,碳刷位置,I,I,I/2,I/2,單相串激電機(jī)在設(shè)計上的發(fā)展趨勢,1.,提高電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于雙飛叉自動繞線機(jī)和全自動平衡機(jī)的使用，對轉(zhuǎn)子的動平衡精度有了可靠的保證，因而普遍采用提高電機(jī)轉(zhuǎn)速來縮小電機(jī)的體積，提高電機(jī)功率，降低電機(jī)成本；,2.,增大轉(zhuǎn)子直徑。使轉(zhuǎn)子線圈的作用半徑增大，因而轉(zhuǎn)矩增大，直接提高電機(jī)的輸出功率，目前，轉(zhuǎn)子外徑與定子外徑之比已經(jīng)由原來的,0.52,0.56,提高到,0.54,0.62,，增大轉(zhuǎn)子外徑，也使電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組的溫升趨于接近，以改善轉(zhuǎn)子溫升偏高而定子溫升偏低的情況；,3.,定子采用深槽結(jié)構(gòu)，前面已講；,4.,提高磁通密度，增加激磁安匝。適當(dāng)提高磁通密度，增加激磁安匝，不但可以縮小磁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸，而且有利于換向，并使機(jī)械特性趨硬，提高空載轉(zhuǎn)速；,5.,減少電機(jī)沖片規(guī)格，提高零部件的通用性。單相串激電機(jī)主要用于電動工具和家用電器，生產(chǎn)批量很大，為了適應(yīng)全自動大批量生產(chǎn)，降低制造成本，必須減少電機(jī)沖片的規(guī)格，提高通用性。否則，高速沖模具的投入將會增加較大的制造成本。,6.,在電磁計算上已經(jīng)全部采用計算機(jī)程序軟件計算，不僅計算速度快，而且計算的效率和準(zhǔn)確性得到極大的提高；,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,1.,壓鐵芯,注意要點,:,壓裝尺寸,;,鐵芯跳動,0.08MM;,3.,壓裝后轉(zhuǎn)子的扭力檢查,產(chǎn)品不同,扭力不同,.,(,注,:,軸包塑材料為,:BMC,熱固性塑料或,WH-501,或,PBT),4.,目前北辰采用的是一次成型，以前的成型材料為熱縮性材料,PPS,現(xiàn)在,正逐步改為熱固性材料,BMC,一次成型都會造成轉(zhuǎn)子鐵芯跳動大。,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,2.,裝絕緣端板,注意要點,:a.,端板有顏色和長短的區(qū)分,;b.,端板不能有開裂或缺料變形,;c.,端板齒必須與轉(zhuǎn)子齒對齊,不能錯位,.d.,端板的厚度,2.2-2.5MM;e.120V,產(chǎn)品需用棕色阻燃端板,.,絕緣端板,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,3.,測轉(zhuǎn)子鐵芯徑向跳動,注意要點,:,1.,測試前校正百分表,;,2.,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子一周,讀取最大值和最,小值,兩個數(shù) 值之差即為轉(zhuǎn)子鐵,芯的跳動值,此值,0.08MM;,3.,跳動值大于,0.08MM,的轉(zhuǎn)子挑出,車削鐵芯外圓后再測試,;,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,4.,裝羊毛氈壓換向器,注意要點,:,1.,羊毛氈須平整緊貼于換向器的底部,;,2.,換向器壓裝尺寸和換向器扭力要求,;(,壓裝尺寸和扭力要求因產(chǎn)品而定,),3.,注意換向器鉤或槽與鐵芯槽的對應(yīng)關(guān)系,(,槽對槽或槽對鉤,),(,槽對槽,:,偏半片,7.5°,槽對鉤,:,不借偏，適用于正反轉(zhuǎn)的電機(jī),),二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,5.,插槽絕緣紙,注意要點,:,1.,插紙前檢查端板是否歪斜,;,2.,槽絕緣紙應(yīng)伸出鐵芯兩端長度,2.2-2.5MM,并保持與端板平齊,;,3.,槽絕緣紙應(yīng)緊貼鐵芯內(nèi)壁,.,4.,目前公司使用的絕緣紙為,:230V,產(chǎn)品,0.25MM,厚的,DMD(,聚酯復(fù)合薄膜,),120V,產(chǎn)品,0.25MM,厚的青殼紙,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,6.,繞線,注意要點,:,1.,線徑正確、匝數(shù)正確、繞法正確,;,2.,張力器調(diào)整到適當(dāng)位置,保證兩邊線包高度的均勻性,;,(,線徑不同,張力不同,),，兩邊線包高度不一致將影響后面的動平衡工序；,3.,鉤線方式及掛鉤正確,;,4.,不能有脫鉤、斷線、壓紙的現(xiàn)象,.,5.,轉(zhuǎn)子繞線后的槽滿率,65%(,在設(shè)計時需考慮,),二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,7.,插槽楔,注意要點,:,1.,槽楔伸出鐵芯兩端面的長度,2.2-2.5MM,且要保證對稱平齊,2.,目前公司使用的槽楔材料為紅鋼紙（部分是用環(huán)氧板）,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,8.,轉(zhuǎn)子點焊,T1,T2,0 T3,注意要點,:,1.,點焊后漆包線和換向器掛鉤的變形量,10%-25%;,2.,點焊后換向器鉤的歪斜角度,10°,3.,點焊后不能出現(xiàn)虛焊,.,假焊和脫焊現(xiàn)象,;,4.,點焊后掛鉤處漆包線脫漆量,0.5-1MM;,5.,粗線或雙線并繞的轉(zhuǎn)子在焊接時需加大,電流和氣壓,并將焊接停頓時間適當(dāng)延長,;,6.,由于剛開始點焊時能量不夠，漆包線的漆,膜未能充分熔掉，因此需對開始焊接的兩,點或三點進(jìn)行補(bǔ)焊，防止虛焊或假焊現(xiàn)象,點焊機(jī)能量與時間圖,注,:,1.,焊接棒材料為鎢鋼,;,2.,每次焊接前須對,焊接棒的角度進(jìn)行,磨削,一般角度要,4,度；,3.,一般焊接到,4000,次左右,須更換焊接棒；,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,9.,測試,(1),12,24,1,13,轉(zhuǎn)子片間電阻曲線圖,注意要點,:,1.,片間電阻,±8%;,2.,對角電阻,±8%;,3.,焊接電阻,0.5m;,4.,匝間測試,波形不能少于,4,個,與標(biāo)準(zhǔn)波形的面積差,15%,5.,冷態(tài)絕緣電阻測試,500M;,6.,高壓測試,:,a.,換向器對鐵芯,1250V5mA3S,b.,鐵芯對主軸,2500V5mA3S,c.,換向器對主軸,3750V5mA3S,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,10.,滴漆和包封膠,注意要點,:,1.,線包滴漆均勻,無飛線,.,無汽泡,.,無漆瘤,;,2.,鐵芯表面無漆,換向器表面無漆,3.,槽滿率較低的轉(zhuǎn)子,鋼片槽中需無堵塞,;(,可起通風(fēng)降溫作用,),4.,包封膠要包住換向器鉤部和轉(zhuǎn)子頸部,無開裂,.,無氣孔,包封均勻,.,目前公司使用的轉(zhuǎn)子漆為,1146,甲,.,乙,(F,級,).,包封膠為,Q200,或,R960,(,耐溫,200,以上,),:,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,滴漆基本工藝 、溫度、時間及滴漆量是過程控制重點,1,預(yù)熱,:,加熱轉(zhuǎn)子至滴漆合適溫度,(,約,125,）；排除濕汽，減少繞線應(yīng)力。,2,滴漆,:,轉(zhuǎn)子低速旋轉(zhuǎn),漆均勻的滴到繞組端部及頸部,依靠漆的自重及毛細(xì)管效應(yīng),滲入到線圈內(nèi)部,同時排出空氣。,3,凝膠,:,轉(zhuǎn)子保持自傳，滴飽漆的轉(zhuǎn)子在適宜溫度下（約,120,）快速凝膠。,4,固化,:,轉(zhuǎn)子保持自傳，在一定溫度下（約,130,）使揮發(fā)組份揮發(fā)而烘干。,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,轉(zhuǎn)子滴漆的目的,1.,提高轉(zhuǎn)子的絕緣電氣強(qiáng)度；,2.,提高轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度；,3.,減少或消除繞線時漆包線的應(yīng)力；,4.,提高轉(zhuǎn)子的導(dǎo)熱性；,5.,提高轉(zhuǎn)子的耐濕性；,轉(zhuǎn)子包封膠的目的,:,1.,固定轉(zhuǎn)子頸部懸空漆包線,防止高速運,轉(zhuǎn)時的斷裂,;,2.,固定換向器鉤部焊接后的漆包線,防止相互間的接觸而引起短路,;,3.,防止運轉(zhuǎn)后碳粉與線圈的接觸而引起的,高壓測試不通過,.,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,11.,銑換向器槽,注意要點,:,1.,要保證分度的準(zhǔn)確性,;,2.,確保銑槽后換向片間距離,(,步長,),的一致性,;,3.,銑槽后的換向器溝槽內(nèi)應(yīng)無殘留云母和絕緣漆,;,4.,銑槽后片間距離一般為,0.45-0.6mm,銑槽深度一般為,0.5-1.2mm;,(,目前公司使用的自動銑槽機(jī)為視頻跟蹤銑槽機(jī),可隨時觀察銑槽的情況,),1.,云母片,;,2.,換向片,;,3.,正確銑槽,;,4.,不正確銑槽,(,中間低兩邊高,),二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,12.,車換向器,注意要點,:,1.,換向器表面粗糙度,(,光潔度,)Ra 0.4,2.,換向器的車削長度,.,車削后的外徑,;,3.,車削后換向器的徑向跳動,0.015MM,4.,車削后換向器鉤部無飛絲,;,5.,車削后需用滾刷清除鉤槽內(nèi)的銅屑,;,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,13.,壓風(fēng)葉,注意要點,:,1.,壓裝風(fēng)葉后的尺寸檢查,;,2.,風(fēng)葉不能有缺損、毛刺、變形、披鋒等,;,3.,風(fēng)葉端面跳動,0.3MM,；,4.,軸向推力檢查；,5.,徑向扭矩檢查；,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,14.,動平衡,注意要點,:,1.,最大切削深度,1.5MM,不能切到漆包線,;,2.,切削長度不能超過鐵芯長度的一半,;,3.,不能出現(xiàn)對角去重的情況,;,4.,不能出現(xiàn)缺齒槽的情況,;,5.,切削后應(yīng)去除齒槽毛刺,;,D.S.K 6,工位動平衡機(jī)工作原理,4(,轉(zhuǎn)動,),3 (,切削,) 5(,切削,),2 (,檢測,) 6(,檢測,),1(,取放,),二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,15.,測試,(2),此處測試是轉(zhuǎn)子完成所有加工工序后的最終測試,可以只測試片間電阻,.,焊接電阻和匝間測試。測試片間電阻可檢查轉(zhuǎn)子是否有斷線和換向器車削后溝槽內(nèi)是否有銅屑，測試焊接電阻可再次測試轉(zhuǎn)子是否有虛焊,、,假焊的情況,匝間測試可檢查轉(zhuǎn)子在前面所有加工工序中漆包線是否有碰傷,.,損傷等。,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,16.,防銹處理和印字,注意要點,:,1.,不能用手直接拿換向器,防止換向器表面生銹，只能拿鐵芯或風(fēng)葉,;,2.,換向器表面不能有防銹油,;,3.,防銹油在轉(zhuǎn)子鐵芯表面要涂刷均勻,特別是動平衡切削處，防止生繡,;,4.,在風(fēng)葉與主軸結(jié)合處加適量的厭氧膠,防止風(fēng)葉的松動,;,5.,要做到輕拿輕放轉(zhuǎn)子,防止相互間的碰撞,影響轉(zhuǎn)子的動平衡,.,二,.,單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程,壓軸,.,裝端板,裝羊毛氈,壓換向器,插絕緣紙,繞線,插槽楔,點焊,測試,1,滴漆,.,包封膠,銑換向器槽,車換向器,壓風(fēng)葉,動平衡,測試,2,涂厭氧膠和,防銹處理印字,軸加工,軸絕緣,高速沖轉(zhuǎn)子芯片,硅鋼片卷料,硅鋼片套裁,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,1.,敲骨架,(,裝端板,),注意要點,:,1.,端板配對正確,;,2.,端板無變形,.,缺料,.,破裂等不良,;,3.,端板厚度,2.2-2.5MM.,4. 120V,產(chǎn)品為棕色阻燃端板,.,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,2.,插絕緣紙,注意要點,:,1.,兩端絕緣紙露出鐵芯長度,2.2-2.5MM,一般與端板平齊,;,2.,內(nèi)壁絕緣紙露出鐵芯極靴長度,1.5MM;,3.,絕緣紙成型好,不起皺,.,不彎折,.,4.,絕緣紙的材料為,:230V,產(chǎn)品為,0.25MM,厚的,DMD (,聚酯復(fù)合薄膜,),120V,產(chǎn)品為,0.25MM,厚的青殼紙,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,3.,繞線,注意要點,:,1.,線徑正確,.,匝數(shù)正確,;,2.,張力調(diào)整器調(diào)到適當(dāng)位置,(,線徑不同,張力不同,),3.,不能有壓紙和斷線現(xiàn)象,;,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,4.,拉線與沖線,注意要點,:,1.,漆包線的預(yù)留長度要合適,為后面接線提供方便,;,2.,端子,(,插片,),與定子端板的連接拔出力,3.,端子,(,插片,),與定子連接線,(,丁晴線,),的連接拔出力,4.,檢查定子連接線,(,丁晴線,),線規(guī),.,長度,.,顏色的正確性,5.,脫漆水不能濺到線圈上，否則將會損傷漆包線,.,(,注,:,以上拔出力因產(chǎn)品而定,),三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,5.,焊線,注意要點,:,1.,焊錫爐設(shè)定溫度,330-360,之間,;,2.,使用無鉛焊錫,;(,滿足,ROHS,和,PAHS,要求,),3.,焊錫應(yīng)無虛焊,.,假焊,.,尖角現(xiàn)象,;,4.,不得有錫渣,.,錫粒掉入繞組中,;,5.,熱縮管不能露銅,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,6.,塞槽楔,.,塞毛氈,注意要點,:,確保定子邊緣漆包線和定子連接線,(,丁晴線,),卡住不松動,(,此工序只有少部分定子需要,如百得的部分產(chǎn)品,),(,定子槽楔材料為環(huán)氧板,),三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,7.,整形,注意要點,:,1.,整形后端板內(nèi)徑要大于定子鐵芯內(nèi)徑,;,2.,線圈外徑要符合圖紙要求,不能大于鐵芯外徑,;,3.,不能損傷連接線,(,丁晴線,),端部線圈排列整齊,無飛線,;,4.,整形頭在定子上停留的時間要求在,5-10S,內(nèi),否則達(dá)不到,整形的效果,.,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,8.,測試,a.,兩個線圈的電阻測試,與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電阻之差,±8%;,b.,匝間測試,:,與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)波形差值,15%,且波形不能少于,4,個,;,c.,高壓測試,: 1250V5mA3S,不擊穿,;,d.,檢查連接線,(,丁晴線,),長度和顏色是否滿足要求,.,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,9.,浸漆,注意要點,:,1.,漆包線和連接線,(,丁晴線,),不能有損傷,;,2.,懸掛時有連接線端朝上,;,3.,線圈浸漆均勻飽滿,不能有氣泡,.,漆瘤,.,散線,.,浮線等現(xiàn)象,;,4.,鐵芯內(nèi)外壁定位端面不能有漆瘤,;,5.,目前定子使用的浸漆為,831-2,甲,.,乙,(B,級,),或,1032,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,10.,定子包封膠,注意要點,:,1.,此工序只有,SKIL,角磨定子有此要求,;,2.,保證封膠涂刷均勻,不開裂,;,3.,定子包封膠材料為速干型的,Q201,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,11.,涂飛線,注意要點,:,1.,飛線一般都是浸漆時定子線圈朝上的部分會出現(xiàn),2.,用速干漆將飛線固定在線圈上即可,;,三,.,單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程,高速沖定子芯片,敲骨架,(,裝端板,),插絕緣紙,繞線,拉線,.,涂脫漆水,去漆皮,.,剪線,壓插片,(,裝端子,),塞槽楔,.,毛氈,整形,測試,浸漆,包封膠,涂飛線,沖線,.,焊接,.,套蠟管,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,串激電機(jī)的主要零部件材料大致分為以下四類,:,一,.,金屬材料,:,轉(zhuǎn)子軸,二,.,導(dǎo)磁材料,:,硅鋼片,三,.,導(dǎo)電材料,:,漆包線,.,碳刷,.,碳刷彈簧,.,換向器,四,.,絕緣材料,:,定轉(zhuǎn)子槽絕緣紙,.,定轉(zhuǎn)子絕緣端板,.,轉(zhuǎn)子槽楔,.,軸絕緣,.,絕緣漆,.,包封膠,1.,主軸,電機(jī)軸是承受載荷的重要零部件,它必須要有較高的強(qiáng)度和剛度才能支承轉(zhuǎn)動部件的高速運轉(zhuǎn),單相串激電機(jī)主軸材料多選用,45#,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,對于功率較大,轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)主軸多選用,40Cr,或,40CrMo,調(diào)質(zhì)鋼,主軸長度越長,轉(zhuǎn)速越高的電機(jī)對軸的材料要求越高,;,2.,硅鋼片,硅鋼片是電機(jī)的重要導(dǎo)磁材料,分為熱軋硅鋼片和冷軋電工鋼帶,熱軋硅鋼片由于損耗大,磁通密度低,加工費時,(,需將板料剪裁成條料后才能使用,),目前已經(jīng)將熱軋硅鋼片淘汰?，F(xiàn)在已廣泛使用損耗小,磁通密度高,加工方便的冷軋電工鋼帶。冷軋電工鋼帶根據(jù)硅晶體的排列磁化方向分為晶粒取向和晶粒無取向兩種。,鋼中加入硅的好處：,A.,電阻率增加,;B.,鐵耗顯著減小,;C.,有利于將鋼中的有害物質(zhì)碳分離出來,;,鋼中硅的含量不能超過,4.5%,否則將造成硅鋼片硬度和脆性的增大,給套裁和沖制工序帶來較大的困難,.,目前使用的硅鋼片的材料為無取向冷軋電工鋼帶，根據(jù)硅鋼片單位質(zhì)量損耗從小到大的類型有,:,DW470-50,DW600-50,DW800-50,其代號意義如下,:,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,DW470-50,硅鋼片的厚度為,:0.50MM,表示頻率為,50Hz,波形為正弦波的磁通,密度為,1.5T(,特斯拉,),的單位質(zhì)量鐵耗為,4.7W/Kg, 600,鐵耗為,:6.0W/Kg,800,鐵,耗為,:8.0W/Kg,表示冷軋無取向硅鋼片,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,幾種硅鋼片的價格對比,(,參考價格,),近幾年由于鐵礦石價格上漲和與國外的幾個大的鐵礦石供應(yīng)商談判未達(dá)成協(xié)議的原因，硅鋼片的價格也上漲很快，如,DW800-50,的硅鋼片在,3,年前大約在,6500,元,/T,而現(xiàn)在此規(guī)格的硅鋼片價格大約在,8700,元,/T.DW600-50,的價格大約在,9200,元,/T;,目前基于成本考慮,除客戶有特別指出硅鋼片要用,DW470-50,或,DW600-50(,如,SKIL,角磨,.13,沖擊鉆等,),外,其他客戶的產(chǎn)品已基本轉(zhuǎn)為,DW800-50,硅鋼片生產(chǎn),.,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,3.,漆包線,漆包線根據(jù)絕緣溫度等級分為,:,絕緣溫度等級,A E B F H C,最高允許溫度,105 120 130 155 180,180,(,),繞組溫升限值,75 90 95 115 140 160,(K),一般電動工具電機(jī)使用的漆包線為,:,定子,:,聚酯漆包線,(QZ-2),130 , B,級漆包線,轉(zhuǎn)子,:,聚酯亞胺漆包線,(QZY),155 ,F,級漆包線,對于大功率、高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷、耐高溫的電機(jī)或客戶有特殊要求的電機(jī),可選用聚酰亞胺漆包線,(QXY),180 H,級漆包線,國外漆包線的分類為,:UEW(,低溫線,130,).PEW(,中溫線,155,).AIW(,高溫線,180,),絕緣溫度等級越高的漆包線價格越高,.,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,4.,換向器,換向器的工作條件非常惡劣，不僅受到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)離心力作用，還要受到元件換向過程中釋放電火花灼傷，它的溫度高出電樞許多，因此對換向器的材質(zhì)和加工工藝要求也很高，材質(zhì)分紫銅換向器和銀銅合金換向器,(,含銀量約千分之三,),兩種,一般產(chǎn)品用紫銅換向器，對產(chǎn)品質(zhì)量要求高的或者功率大的選用銀銅合金換向器。銀銅合金軟化溫度,(280),比紫銅軟化溫度,(150),高出,130,。換向器加工質(zhì)量對電機(jī)換向影響很大，例如要求換向器表面加工成光澤鏡面，表面粗糙度控制在,Ra0.4,以下，換向器跳動量控制在,0.015mm,以下。碳刷與換向器吻合表面應(yīng)大于,80%,以上。,但銀銅合金換向器價格比紫銅換向器價格高,一般情況下,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速,n20000rpm,選用紫銅的換向器,且轉(zhuǎn)子頸部不用封膠,;(,可降低成本,),當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速,n,20000rpm,或客戶有特殊要求時選用銀銅合金帶加固環(huán)帶內(nèi)襯銅套的換向器,且轉(zhuǎn)子頸部需要封膠,.,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,因為換向器是非常重要的零部件,下面介紹一下?lián)Q向器的一些基本技術(shù)要求,1.,換向片對孔的軸線傾斜度,(,簡稱斜片,),小于片間絕緣寬度云母片的,1/3(,約為,0.15mm);,2.,相鄰兩換向片間的徑向最大誤差,(,簡稱片間段差,),小于,0.01mm;,3.,換向器鉤沿圓周應(yīng)均勻分布,對軸線的位置度,(,簡稱換向鉤位置度,),誤差小于,0.25mm;,4.,換向器外圓徑向跳動值小于,0.015mm;,5.,相鄰換向片之間耐壓,:600V1S0.1mA;,6.,換向片與內(nèi)孔之間耐壓,:3750V60S0.25mA;,7.,換向器的內(nèi)孔直徑,:,A.,有襯套的內(nèi)孔應(yīng)符合,GB/T1801,中規(guī)定的,H7;,B.,無襯套的內(nèi)孔應(yīng)符合,GB/T1801,中規(guī)定的,H8;,8.,紫銅換向器銅的含量,99.9%,硬度,HB85-110,;,銀銅換向器銀的含量為,0.03-0.3%,硬度,HB85-115,;,9.,經(jīng)過超速測試,(40000RPM),后換向片,徑向變化最大值分別為,0.007mm(,室溫,),0.01mm(,熱態(tài),180±2)<,需供應(yīng)商提供檢測報告,>,10.,經(jīng)過超速測試,(40000RPM),后相鄰換向片,的段差變化最大值分別為,0.003mm(,室溫,),0.007mm(,熱態(tài),180±2)<,需供應(yīng)商提供檢測報告,>,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,5.,碳刷,碳刷是串激電機(jī)重要元件之一，碳刷材質(zhì)選用對電機(jī)火花至關(guān)重要，且直接影響到電機(jī)使用壽命。電機(jī)對碳刷的要求絕不僅僅表現(xiàn)在換向性能上，而且還要求碳刷的潤滑性能好，形成氧化膜的能力要強(qiáng)，碳刷自身的磨損及對換向器表面磨損要小等，以保證良好的滑動接觸。所以選擇碳刷時，要盡量滿足上述多項要求。碳刷的電流密度要求控制在,12A/cm,²,以下,否則將造成換向困難,火花增大,也會影響,EMC,的測試,.,四,.,單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介,6.,碳刷彈簧,與碳刷配合使用的碳刷彈簧，它也是非常重要零件之一，彈簧壓力范圍在電動工具上采用,250,500g/cm,²,之間。彈簧壓力過大將加大碳刷與換向器表面的摩擦,破壞換向器表面的氧化亞銅薄膜,使換向情況惡化,彈簧壓力過小,會使碳刷與換向器表面的接觸不良,碳刷容易跳動,造成火花的增大,彈簧壓力的取值方法,:,功率大的取大值，功率小的取小值,.,彈簧質(zhì)量的好壞，取決于選用材料和加工工藝，尤其是控制材質(zhì)的淬火溫度。彈簧是與碳刷接觸的，它是一個導(dǎo)電體，工作溫度也很高，在高溫下彈簧不能軟化，不能失去正常壓力。,7.,氣隙對電機(jī)性能的影響,定子,轉(zhuǎn)子,氣隙,定子極靴與轉(zhuǎn)子,外徑之間的空間,稱為氣隙,氣隙對電機(jī)性能的影響：,a.,氣隙偏大會增加定子繞組的用銅量，增加電機(jī)的成本；,b.,氣隙偏大，因造成繞組的增加而使繞組的電感增大，會降低電機(jī)的功率因數(shù)；,c.,適當(dāng)增加氣隙的長度，可以減少磁極的表面損耗；,d.,適當(dāng)增加氣隙的長度，可以減少電樞反應(yīng)，可以改善換向，減少火花；,e.,適當(dāng)增加氣隙的長度，可減少偏心的影響，減小單邊磁拉力，避免定轉(zhuǎn)子相擦（擦鐵）；,f.,氣隙偏小易造成定轉(zhuǎn)子的相擦（擦鐵）；,g.,氣隙偏小易造成電機(jī)的發(fā)熱偏高，降低電機(jī)的使用壽命；,h.,氣隙偏小將造成電機(jī)的電磁噪聲的加大；,五,.,單相串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因,產(chǎn)生火花的原因很多，如電磁因素、電位因素、機(jī)械因素和化學(xué)因素等,1.,電磁因素,:,主要有電抗電勢、電樞反應(yīng)電勢、換向電勢和變壓器電勢等。電磁因素產(chǎn)生火花的原因很復(fù)雜且很難改善,只做了解即可,;,2.,電位因素,:,電源電壓是通過幾何中心線上的兩個碳刷加在電樞繞組上的，粗看起來，電壓是均勻分布,在每個元件上。其實每個元件的電阻,因線圈感抗的影響,是不一樣的，而是先繞的元件電阻小，后繞的元件電阻大，先繞的阻值小，,根據(jù)歐姆定律,U=IR,承受電壓低,它連接的換向片片間電壓也低。后繞的阻值大，承受的電壓也高，連接的換向片片間電壓也高。,高低不一的繞組元件就在電機(jī)運行時，就產(chǎn)生電位火花。,每個換向片間的電位壓降計算公式為,:Up=2U/K,其中,U,為電源電壓,K,為換向器的片數(shù),若,U=230V,K=24,則,Up=19.1V,若,U=120V,K=24,則,Up=10V,所以在換向器片數(shù)相同的情況下,230V,比,120V,的電機(jī)每個換向片間的電位壓降要高,電動工具用串激電動機(jī)換向片間的電位壓降一般要求在,25V,以下,推薦,Up=10,16V.,改善由電位因素產(chǎn)生的火花可采用以下方法,: a.,采用片數(shù)多的換向器，或者采用多槽沖片,盡量減少換向片間的電位壓降,但制造成本會增加,;b.,換向元件間電阻值差要小,改進(jìn)制造工藝質(zhì)量,將換向器每個片間電阻控制在,±8%,以內(nèi),.,五,.,單相串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因,3.,機(jī)械因素,由于機(jī)械原因引起火花大原因很多，而且復(fù)雜，只能挑主要的和經(jīng)常遇到的來敘述,:,換向器偏心，轉(zhuǎn)子動平衡不良引起轉(zhuǎn)子跳動加??；,換向器質(zhì)量不好,相鄰換向器片間出現(xiàn)間距不等,高低偏差；,換向器表面加工精度不高；,(,一般要求,Ra<0.4),碳刷壓力不當(dāng)，過大或過小；,(,一般要求,250,500g/cm,²,),碳刷材質(zhì)不良，碳刷彈簧淬火處理不符要求；（當(dāng)溫度升高時，彈簧失去彈性壓力）,碳刷在刷握里配合尺寸過松，引起碳刷在刷握里跳動，過緊將碳刷卡住，造成接觸不良；,(,一般要求,0.05-0.39MM),換向器與刷握端面間距過大；,(,一般要求,1.5 ±0.5MM),換向器片間電壓過多,(,25V),，碳刷電流密度過大,(,12A/cm,²,),；,碳刷的圓弧面與換向器表面的圓弧面吻合度小于,80%,；,電機(jī)繞組存在缺陷，出現(xiàn)繞組短路或開路現(xiàn)象；,轉(zhuǎn)子點焊不良,出現(xiàn)虛焊和假焊現(xiàn)象,.,五,.,單相串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因,4.,化學(xué)因素,電機(jī)在正常工作時，換向器和碳刷接觸表面上有一層氧化亞銅薄膜。這層薄膜的電阻很大，又烏亮光滑，因而能使換向近似于直線電阻換向。,(,換向方式分為,:,直線換向,.,延時換向和超前換向,三種換向方式中直線換向方式最佳,換向的過程非常復(fù)雜,這里暫不講述,在后面的改善換向中將提到,),正常運轉(zhuǎn)情況下碳刷的摩擦作用，可能把換向片表面的氧化亞銅薄膜破壞，但是在電流流過碳刷與換向片時，由于溫度較高以及空氣中含有水分，又使換向器表面氧化，生成氧化亞銅薄膜，這樣，換向器表面的氧化亞銅薄膜，在電機(jī)運行過程中處于不斷破壞和不斷生成的動態(tài)平衡中。,如果正常運行條件遭到破壞，如碳刷壓力過大或過小，或者缺乏氧氣和水分，或者電機(jī)運行在有腐蝕性的氣體,(,如氯氣,),中時，都會使換向器表面的氧化亞銅薄膜遭到破壞，氧氣和水分對于串激電機(jī)運行很重要，所以串激電機(jī)一般不制成封閉式電機(jī)這是其中的一個原因之一。,(,正因為不能制成封存式電機(jī),且塑料機(jī)殼不能對高頻輻射起到屏蔽作用,導(dǎo)致,30MHz,以上的高頻能量的輻射,使電機(jī)的,EMC,測試比較困難,).,六,.,單相串激電機(jī)繞組溫升的計算方法及控制繞組溫升的措施,電機(jī)繞組溫升的計算公式為,:,（繞組法測試）,T=(R,2,-R,1,)/R,1,×(K+T,1,),(T,2,T,1,),單位,: K,R,1,:,開始測試時繞組的冷態(tài)直流電阻,;(,),R,2,:,測試結(jié)束時繞組的熱態(tài)直流電阻,;(,),T,1,:,開始測試時繞組附近的環(huán)境溫度,;(,),T,2,:,測試結(jié)束時繞組附近的環(huán)境溫度,;(,),K:,繞組系數(shù),銅,: 234.5,鋁：,225,(,注,:,溫升的測試方法有繞組法和電偶法兩種,),六,.,單相串激電機(jī)繞組溫升的計算方法及控制繞組溫升的措施,舉例計算電機(jī)繞組的溫升,電 阻,溫 度,溫 升,K,要求值,K,測試結(jié)果,0.94U,轉(zhuǎn)子,定子,R1,R2,T1,T2,T,1.098,1.430,27,30,76.1,90,PASS,1.542,1.970,27,30,69.9,90,PASS,1.06U,轉(zhuǎn)子,定子,1.098,1.440,27,27,30,30,78.5,90,90,PASS,PASS,1.542,2.000,74.7,以,0.94U,轉(zhuǎn)子為例計算溫升,T=(R2-R1) ×(234.5+T1)/R1-(T2-T1),=(1.430-1.098) ×(234.5+27)/1.098-(30-27),=(0.332×261.5)/1.098-3,=79.07-3,=76.07(K),GS,標(biāo)準(zhǔn), 90K,UL,標(biāo)準(zhǔn), 75K,六,.,單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施,在設(shè)計電機(jī)時,可采取以下措施控制繞組的溫升,:,1.,限制線負(fù)荷,(,或電負(fù)荷,)A:,轉(zhuǎn)子外圓單位圓周長度上的電流,A=NI/3.14D,2,N,為轉(zhuǎn)子的總導(dǎo)體數(shù),I,為電樞電流,D,2,為轉(zhuǎn)子的外徑,單位,:A/cm,與電樞繞組的電流密度,J=I/2S(,導(dǎo)體單位面積上所通過的電流,:A/mm,², I,是電機(jī)的電流,S,為單根漆包線的截面積,),的乘積,AJ(,也稱發(fā)熱因子,),可控制電樞繞組的溫升,線負(fù)荷,A,越大,將導(dǎo)致繞組銅耗的增加,繞組匝數(shù)的增多,換向時換向圈內(nèi)的電抗電勢增大,使換向惡化,因此線負(fù)荷,A,的取值范圍一般限制在,100-145A/cm,J,的取值范圍在,10-18 A/mm,²,而,AJ,的乘積,1400-1800,之間,在此范圍之內(nèi),電機(jī)的溫升不會太高,此值在電機(jī)設(shè)計時需加以考慮,線徑越細(xì)的漆包線線負(fù)荷,A,與電樞繞組的電流密度,J=I/2S,的乘積越大,轉(zhuǎn)子繞組的溫升將會升高,.,事實也證明線徑越細(xì)的漆包線溫升越高,.(,轉(zhuǎn)子外圓單位面積上散出的熱量,Q=AJ,其中,為漆包線的電阻率,),或者通過,AJ=Ka×L×D,2,²,×n×10,計算,AJ,的乘積,.,其中,Ka,為系數(shù),由以下圖中查取,L,為鐵芯長度,(cm), D,2,為轉(zhuǎn)子鐵芯外徑,(cm) , n,為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,(rpm),-4,六,.,單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施,Ka,與額定輸出功率,PH,的關(guān)系曲線圖,K,A,PH(W),六,.,單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施,2.,限制,I,²,r,1,的數(shù)值可控制定子繞組的溫升,I,是電機(jī)的電流, r,1,為定子電阻,如果定子漆包線的匝數(shù)過多或選用漆包線的線徑較細(xì),將會增加定子繞組的電阻,從而導(dǎo)致定子繞組溫升的增加,.,I,²,r,1,=K,S,×L×D,2,²,×n×10 (W),其中,K,S,為系數(shù),由以下圖中查取,L,為鐵芯長度,(cm), D,2,為轉(zhuǎn)子鐵芯外徑,(cm) , n,為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,(rpm),3.,一般來講,定子溫升比轉(zhuǎn)子溫升要低些,但不能相差太大,兩者溫升相差太大了,說明電機(jī)的有效材料沒有得到充分運用,需要對定子溫升進(jìn)行調(diào)整,也就是對定子線徑和匝數(shù)進(jìn)行調(diào)整,.,有時需要對轉(zhuǎn)子參數(shù)和定子參數(shù)進(jìn)行配合調(diào)整以獲得滿足要求的轉(zhuǎn)子溫升和定子溫升,.,因此,電機(jī)溫升的調(diào)整比較麻煩,有的需要進(jìn)行多次調(diào)整才能滿足要求,.,-4,六,.,單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施,系數(shù),K,S,與定子鐵芯外徑,D,1,的關(guān)系曲線圖,K,S,D,1,七,.,單相串激電機(jī)火花等級的劃分,火花等級,碳刷下火花程度,判斷標(biāo)準(zhǔn),1,級,無火花,換向器上沒有黑痕,碳刷上沒有灼痕,.,11/1,級,碳刷邊緣僅小部分,(,約,1/5,至,1/4,刷邊長,),有斷續(xù)的幾點點狀火花,換向器上沒有黑痕,碳刷上沒有灼痕,.,11/2,級,碳刷邊緣大部分,(,大于,1/2,刷邊長,),有連續(xù)的較稀的顆粒狀火花,換向器上有黑痕,但不發(fā)展,用汽油擦其表面即能除去,同時在碳刷上有輕微灼痕,.,2,級,(,電動工具要求,火花等級在,2,級以下,),碳刷邊緣大部分或全部有連續(xù)的較密的顆粒狀火花,開始有斷續(xù)的舌狀火花,換向器上有黑痕,但不發(fā)展,用汽油擦其表面不能除去,同時在碳刷上有輕微灼痕,.,如短時出現(xiàn)此種火花,不會對換向器和碳刷造成損壞,.,3,級,碳刷整個邊緣有強(qiáng)烈的舌狀火花,并伴有爆裂聲音,換向器上黑痕嚴(yán)重,用汽油擦其表面不能除去,同時在碳刷上有嚴(yán)重灼痕,引起環(huán)火,碳刷將被燒焦或損壞,.,八,.,單相串激電機(jī)的能量損耗及效率較低的原因,1.,單相串激電機(jī)的能量損耗包括電氣損耗和機(jī)械損耗,.,A.,電氣損耗包括,:,a.,定子繞組的銅耗,約占輸入功率的,10-14%;,b.,轉(zhuǎn)子繞組的銅耗,約占輸入功率的,8-12%;,c.,定轉(zhuǎn)子鐵芯的總鐵耗,約占輸入功率的,12-17%;,d.,換向損耗和電刷壓降損耗,約占輸入功率的,1-3%;,銅耗是由于電機(jī)電流流過繞組銅線而造成的,它使繞組發(fā)熱,定轉(zhuǎn)子鐵耗是由于定轉(zhuǎn)子鐵芯被磁化而造成的,它由磁滯損耗和渦流損耗兩部分組成,電氣損耗還包括換向損耗和電刷壓降損耗,.,B.,機(jī)械損耗包括風(fēng)摩損耗,、,軸承損耗,、,碳刷摩擦損耗,.,轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁化損耗和諧波損耗等,約占輸入功率的,6-10%;,以上各種損耗之和,即總損耗約為輸入功率的,37%-56%,左右,.,八,.,單相串激電機(jī)的能量損耗及效率較低的原因,2.,單相串激電機(jī)的能量平衡可用功率方程式表示如下,:,P,1,=P,2,+P,P,1,:,輸入功率,P,2,:,輸出功率, P:,總損耗,3.,單相串激電機(jī)的效率公式為,:,=P,2,/P,1,=(P,1,- P)/P,1,=(UIcos,- P)/P1,4.,單相串激電機(jī)的效率低的原因,從上面的各種損耗的大概計算可知,總損耗包括電氣損耗和機(jī)械損耗,總損耗約占輸入功率的,37%-56%,左右,而這些損耗最終都轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)出去,造成電機(jī)溫升的升高,所以一般單相串激電機(jī)的效率都是在,35%- 60%,左右,經(jīng)過大量的計算和實踐證明,輸入功率越小轉(zhuǎn)速越低的電機(jī)效率越低,輸入功率越大轉(zhuǎn)速越高的電機(jī)效率越高,只有少部分大功率高轉(zhuǎn)速的電機(jī)可以達(dá)到,60%,以上,如電圓鋸、高速角磨,、,斜斷鋸,、,臺鋸,、,切割機(jī)的電機(jī)等,.,八,.,單相串激電機(jī)的能量損耗及效率較低的原因,3.,單相串激電機(jī)的能量流程圖,輸入功率,P,1,輸出功率,P,2,約占輸入功率的,35%-60%,電氣損耗,:,約占,輸入功率的,31%- 46%,機(jī)械損耗,:,約占,輸入功率的,6%- 10%,九,.,單相串激電機(jī)最大殘余不平衡量的計算方法及解決振動的措施,1.,最大殘余不平衡量,:,指轉(zhuǎn)子在空載轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子上剩余的不平衡量不至于導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的振動,此時轉(zhuǎn)子上剩余的不平衡量稱為轉(zhuǎn)子的最大殘余不平衡量,.,2.,最大殘余重心偏移距離,:,指轉(zhuǎn)子上的最大殘余不平衡量偏移轉(zhuǎn)子軸中心的距離,其計算公式為,:,e=9550×G/ n (,單位,µ,m),其中,:G,為平衡精度,一般電動工具的平衡精度規(guī)定為,G6.3,級,即,G=6.3mm/s , n,為轉(zhuǎn)子的空載轉(zhuǎn)速,單位,:rpm,(,注,:,國際標(biāo)準(zhǔn),ISO1940-1973(E),旋轉(zhuǎn)剛體平衡精度,將平衡精度等級分為,G0.4-G4000,共,11,級,數(shù)值越小,要求的平衡精度越高,),3.,最大殘余不平衡量的計算公式為,:,m=M×e /r (,單位,g),其中,M,為轉(zhuǎn)子的質(zhì)量（,Kg,）,e,為最大殘余重心偏移距離,(,µ,m), r,為轉(zhuǎn)子的半徑,(mm).,4.,下面以電圓鋸的轉(zhuǎn)子舉例來計算最大殘余重心偏移距離和最大殘余不平衡量,九,.,單相串激電機(jī)最大殘余不平衡量的計算方法及解決振動的措施,電圓鋸轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為,0.57Kg,轉(zhuǎn)子外徑為,41.5mm,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為,33000rpm,要使轉(zhuǎn)子達(dá)到,G6.3,級的平衡精度,該轉(zhuǎn)子的最大殘余重心偏移距離和最大殘余不平衡量的計算方法如下,:,A.,最大殘余重心偏移距離,:,e=9550×G/ n=9550×6.3/33000=1.823,µ,m,B,.,最大殘余不平衡量,:,m=M×e /r=,0.57,×,1.823/20.75=0.050g,按最大不平衡量均勻分布到左右兩個校準(zhǔn)面上來考慮，則左右兩個校準(zhǔn)面上允許的最大殘余不平衡量為,0.05/2=0.025g=25mg,九,.,單相串激電機(jī)最大殘余不平衡量的計算方法及解決振動的措施,假如我們將以上例子中的轉(zhuǎn)速改為,10000rpm,則最大殘余重心偏移距離和最大殘余不平衡量分別為,:,A.,最大殘余重心偏移距離,:,e=9550×G/ n=9550×6.3/10000=6.0165,µ,m,B.,最大殘余不平衡量,:,m=M×e