碳刷马达零件介绍

1、碳刷马达零部件介绍一、碳刷马达基本构造：1.永磁直流碳刷马达的基本构造,由以下三要素构成: a.产生磁场部分; b.电流流过部分; c.机械转动输出部分直流马达产生磁场部分的a使用永久磁石.电流流过部分b的构成 端子 电刷 换向器 电刷 端子.换向器与线圈随转动角度不同,而转动电流的流动方向来得到连续转动.在此情况下,磁场中,为更加有效地取得电流作用产生的力矩,通过使用轴与轴承亦即上述c的转动的机械输出. 具体的马达构成如下:组装定子 1.机壳2.磁石/磁瓦3.弹簧4.轴承（含油或滚动）转子组件 1.换向器2.轴3.芯片4.漆包线5.涂敷粉/绝缘片6.绝缘垫片/介子7.铜环8.挡油板9.调整垫

2、片/介子10.压敏电阻1.铁盖2.电刷座3. (碳精)4.阻尼器5.端子6.含油轴承组装铁盖成品马达 1.胶盖组装胶盖2. (碳精)3.端子4.阻尼器5.含油轴承以上是常规的碳刷电机的组成结构（如3系列和5系列的电机），其他如电机的按装面带前支架，带涡轮结构等都是为了配合客户使用的环境而作的设计（098/59lyt系列等）。二、马达零件结构特性及使用情况：零件图片明细.xls序号零件名称性能及特点零件对使用的影响1-1机壳(镀锌/电泳或原色) a. 固定轴承和磁瓦产生磁路b. 马达内部保护和马达安装时的基准面c. 组装胶(铁)盖的固定作用机壳外形必须满足规格值，影响客户的安装使用。外观无刮花,

3、脏污及变形等，客户一般会针对这些不良进行投诉保证轴承面的平面度以及固定磁瓦的深度达到规格要求。.1-2 磁瓦可分为:a. (干压)铁氧体b. (湿压)铁氧体c. 橡胶d. 钕铁硼磁瓦（粘接/烧结）a. 保持磁力,转子绕线圈内电流流过时,产生使转子旋转所需的磁场.b. 烧结磁石易破损,缺口.c. 外观无凸起和披锋.d. 磁性能高，适用于低转速度大力矩的电机，但是成本比普通的磁瓦高要检查磁石外观不要充磁后有裂纹和缺口.不要有杂物混入磁石内.尺寸要满足设计要求,否则对马达性能有影响.1-3弹簧卡簧(弹簧钢)a. 将磁瓦固定于铁壳内部.b. 有的马达要两个弹弓定位(单个使用的话机壳会冲压侧扇配合固定磁

4、瓦)必需具有弹性,且弹力要满足要求.弹力不足的话可能出现卡簧和磁瓦掉落造成电机卡转。切断位不能有披锋.否则电机运转时可能与转子出现刮碰。r”处形状要满足设计要求.1-4含油轴承1. 烧结含油轴承铜系合金铁系合金铜铁合金2.滚珠轴承a. 润滑油的含量和保持.b. 支承轴芯,使轴枝获得良好润滑,减少机械损耗.c. 降低机械噪音.d. 对大功率高转速马达,须使用滚珠轴承,否则易烧坏电机要检查轴承的含油率是否满足要求.我公司的含油率一般在18%-21%轴承的孔径尺寸与轴尺寸配合，否则会产生电机噪音和电流大等不良. 有的马达对轴承油有特别要求,在选用时特别留意.（使用环境高温或者低温）机壳端轴承外,可加

5、轴承油,但如果是碳刷马达,后盖的轴承外不能在后盖处加轴承油.2-1换向器整体式换向器a. 将电刷提供之电流按一定方向提供给绕线的机构(整流机构)b. 换向器种类1.组装换向器:由换向器铜片,换向器胶芯和换向器介子组装而成.2.整体式换向器(换向器铜片与树脂成型为一体的换向器):接线方式有钩型和槽型,接线部位镀锡.精车后的圆度,光洁度及段差要满足要求.这是产生电机噪音的主要来源。组装换向器用于低输出,要求不高之电机. 整体式换向器用于输出功率较大的小电机.整体式换向器的铜片材料:无氧铜,铜合金和低银无氧铜，我司换向器含量一般在cu+ag0.03%.组装换向器1.铜片换向器铜片材质:a.铜合金:单

6、纯板电刷用在换向器上使用润滑油,用碳精时不可加润滑油.控制圆度和段差.在此铜片不能有指纹和汗水.不得使用指定油以外之油.包装状态下,因涂有保护油,不得轻易清洗.2.换向器骨架 带玻纤尼龙树脂或酚醛树脂 在保持换向器铜片位置的同时,与轴芯,芯片和漆包线绝缘作用.维持铜片之真圆度对尺寸精度有较高要求.为防止相位角度变化,用凸台定位在压入轴芯和芯片时要压到底.胶芯不得有披锋.极片固定压圈将铜片固定在换向器胶芯上.必须压到铜片之根部,不得与电刷接触.在抛光时,磨光带不能接触介子.介子无披锋.2-2轴高碳钢加镀层轴不锈钢轴a.机械能量传送到外部.b.轴是电机电枢的回转中心,是电枢零件的主联接件c.轴是定

7、子,转子的联接件同机壳,端盖的轴承存在高精度滑动配合d.电机轴还包括带台阶或轴带蜗杆部分的异形轴，材料etg88，hs100（如cr098）e.可装在轴部品: 齿轮滑轮偏心轮等根据马达性能不一样,对轴的圆度和硬度.同轴承的滑动配合,决定了轴的高光洁度及高直线度要求.否则电机在高速运转的时候会与轴承摩擦产生噪音和振动等不良现象。针对不同客户的使用环境,轴枝还要有相应的抗磨能力,即环境实验.我司一般的碳刷电机都用的是碳钢轴，有些特殊场合如电机要在高湿的环境下使用的话会选择有不锈钢的轴，不锈钢的轴比碳钢轴的成本高。对镀层的轴需控制镀层的厚度.2-3铁芯片芯片a.保持绕线,并通过绕线中场电流产生磁力,

8、产生具有旋转力的磁场通道.b.芯片通过积厚（叠铆）形成铁芯.c.电磁钢板是在外部磁化方向作用下易于改变的材料,一般称之为硅钢片.d.有的为了马达的特性,芯片厚度要改薄.有的铁芯要清洗,注意保存地点,不要生锈.芯片不要移位. 改善电机电流,降低铁损.在选料时,注意成本,加工性及强度等问题.我司使用的有470#、600#、1200#等我司碳刷电机一般都用600#的材料。2-4漆包线a.有电流通过时,产生磁力,使磁力转换为转动力.b.线径与圈数之关系是: 单位面积之电流越大,转动力就越大.电流与线径成正比感应电动势与圈数成正比c.绕线之绝缘等级(耐热)uew铜线120(e级绝缘)pew铜线155(f

9、级绝缘)piw铜线180(h级绝缘)其它如aiw等一般情况下,耐热在200以上d.绝缘皮膜越薄,气孔及其它缺陷越易发生.我司绕线圈数表示:例:08550表示线径0.08,绕线圈数为550圈(相对一极而言)线径越粗,电流越大线圈数越多,感应电动势就越大绝缘皮膜厚度有0级,1级,2级例:uew-2表示uew铜线第2种皮膜厚度0级1级2级在绕线时,一定要控制绕线张力及绕线夹具是否使漆皮线脱皮.绕线注意:(a).绕线位置,状态(b).挂线接触状态(c).铜钩与漆皮线的碰焊电流和时间要控制.2-5绝缘盖a. 为防止芯片,轴与线圈接触时碰伤漆皮线引起短路,要保护电线的绝缘皮膜的同时,还需固定铜头.b. 铁

10、芯绝缘另外一种方法:使用涂敷胶粉.（常规碳刷都是使用这种方式处理）在加绝缘盖时,要注意位置不能偏角.绝缘盖不能变形,破裂,否则易卡线及断线.涂敷时铁芯要清洗.涂敷层强度及厚度.检查涂敷层的边缘覆盖率.2-6绝缘介子为防止转子铜环与漆皮线发生短路,需进行绝缘保护.只有在线包比较大的时候有使用（如我司25lyt机种）介子破损不能使用，否则会早转子线圈与铜环接触产生绝缘不良。2-7转子铜环(铜系合金) a. 固定转子位置,保证轴向间隙(轴向虚位)b. 为防止转子因外力作用下,间隙发生变化,对铜环的推出力有要求.一般情况:转子铜环之轴向保持力强度轴径 保持力强度(min)1.5 5kg2.0 15kg

11、2.3 17kg3.17 35kg5.0 35kg表面要平滑,无伤痕,披锋.对压入铜环的夹具及气压要求稳定,否则易造成深浅不一及倾斜.造成马达振动和间隙不良.需检查铜环的垂直度/平面度2-8挡油板防止轴承流出的润滑油进入换向器内,造成槽间短路.压入换向器端的最顶部挡油板与轴芯需紧密接触使用一次后,不能再用第2次2-9调整垫片a. 轴方向(轴向力)之轴向间隙调整.b. 接受轴方向的负荷.c. 保持润滑性,减少轴向力产生的阻力的机械损失.保护润滑油,降低机械噪音注意加垫片的厚度及个数,不要相混.造成间隙不良。 压敏的e10值是马达使用电压d/v的1.5-2.0倍。应避免过度热冲击,建议焊接时:a.

12、 采用低温焊接,使用鸭嘴烙铁,功率小于25w,温度不高于300.b. 最好使用自动恒温烙铁,若烙铁温度高于300时,产品要先预热50以上.c. 用自动焊接机,注意冲击力一般应小于1kgf.2-10压敏电阻d/va. 吸收因碳刷与换向器整流作用引起的火花.b. 降低电气杂音c. 延长马达寿命d. 压敏电压按 e1/e10/选用.e. 耐焊接性好,焊接后e10变化率小.标注：e10值是10ma的恒流源通过压敏电阻时测得的电压值3-1端盖(铁盖/胶盖)a. 2种类型 合成树脂成形后的胶盖钢板冲压成形后的铁盖再与电刷座铆接保持和固定轴承的作用a. 固定端子和电刷b. 保护马达内部c. 决定外观尺寸,制

13、造外观美合成树脂成形品,特别是轴承底部因成形条件的变化易出现破裂等现象,此项要注意.冲压加工的铁盖容易变色,不可用手直接接触.防止生锈在装入机壳内时,需和机壳配合良好，不否则会早转子转动不顺，电流大等不良。 无披锋,翘起,变形等无变色及生锈在干燥不潮湿处保管3-2碳刷架/座 a. 在铁盖上进行充分铆接,固定端子,电刷,电刷臂,使其保持安定.b.维持与铁盖的铆接强度在固定电刷的同时也要维持电刷间的间隙,对称度.铁盖铆接时,注意铁盖与碳刷架间不可有间隙.作业中要注意不可受到灰尘,垃圾等污染.3-3a.与换向器极片的接触,向线圈内提供电流碳精(金属碳精) 选择碳精,要根据电机的工作电压,电机转速和工

14、作寿命来选择不同化学成分如含碳量.不同的刷体的电机始动电压,噪声,寿命和转矩大小都有影响.按碳精成分可为: 1).铜石墨碳精 2).银石墨碳精碳精耐磨性好,使得电机寿命长,允许电流密度较大.b.电刷张力电刷张力是接触在换向器表面的压力,此压力可高效率的提供电能,为能在充分的发挥机械能,平时维持合适的电刷张力很重要,电刷张力不可太大也不可太小,对马达寿命,电气杂音也有影响.a.电刷受压力的平均及偏差要稳定碳精不可受潮,有油污=易使碳精内含有的金属产生氧化等不良影响使用时,不可以用手(未戴手套的手)触摸*低电压高转速电机要求碳精含铜量高;*高电压高转速电机要求碳刷含铜量低;*低电压低转速,低噪声电

15、机碳精含铜量应适中.生产测量时电刷张力是很困难的,作为一种代用特性,必须充分确认电刷之间隔(间隙),刷握平行等.3-4阻尼条/阻尼器a. 为了抑制电刷工作中的振动,降低机械噪声,确保电刷与换向器稳定地滑动接触,一般在电刷臂上加装阻尼器起到减振作用.b. 减少因碳晶与换向器表面的接触而产生的机械杂音.c. 阻尼器的种类分以下:1).白阻尼器在聚脂薄膜绝缘纸上附有粘接剂(不干胶),切成长方形条形.另一种白阻尼器是环氧清漆浸债聚酯粘接带,同样切制成长方形条状供使用.2).橡胶阻尼条用13mm厚的合成橡胶,也称黑色阻尼器.减振效果好.3).油脂阻尼器它是一种粘度大的润滑剂,附着力大,点滴于刷臂指定位置

16、.其减震效果好,又不产生硅,硫等有害气体,也没有纤维带来的危害.要避免直接受到阳光暴晒,需在较阴暗的地方保管.不可接触胶水 为了不使胶水劣化,即使戴了手套或手指套也不可碰触胶水.使用时用镊子从衬纸上剥离贴在电刷臂/电刷指定位置.作业方便,但减振效果稍差.作业性较差,同时价格也高.工艺上不如白阻尼器操作方便因油脂有流动性,作业性较差,同时价格也高.作业性好,价格便宜.要易于组装,自重不脱落.插入时端子无刮花,翘曲及变形.3-5端子黄铜(镀锡) 磷铜铍铜钢材a. 是传送电流及输出电流的初始端及末端.b. 电刷之固定c. 端子外形有以下几种:1).接地端子2).直身端子3).圆形通孔带帽4).圆形盲

17、孔带帽5).内藏式端子 以上是简单介绍了常规碳刷电机主要零部件的构成和作用。dc马达性能曲线图之理解方法4.1 从dc马达之性能曲线图,可确定在不同工作点上之马达性能,现简述其专用符号:no:空载转速(rpm) ts:堵转力矩(g.cm)io:空载电流(a) is:堵转电流(a)p:输出功率(w) pmax:最大输出功率:效率(%) max:最大效率4.2 dc马达性能曲线图.4.2.1转速曲线与电流曲线作为dc马达性能特性,力矩(t)与转速(n)/电流(i)为直线关系.转速线从空载转速(no)下降至堵转力矩(ts)零点,电流(i1)则从io开始增大达堵转最大电流(is).4.2.2 输出功率

18、曲线输出功率曲线理论上是为功率最大,并中心对称.任意一点输出功率方程为:4.2.3效率曲线:4.3 性能曲线图判定其工作点性能方法a) 当力矩已知时,在横轴力矩点上划作垂直线,在与n,i,相交点取各数值.b) 当力矩为未知值时,先用电流表量出马达动作时之工作电流,并将该值点上电流在线,以该点划出垂直线和力矩刻度为其工作点力矩,其余数值同a)方法找出.五、直流马达的性能调节v端子电压;r马达电阻;5.1 改变马达端子电压调节性能5.2 改变马达电阻调节性能5.3 改变马达磁力强度调节性能下面就此三种方式对马达性能的影响进行简要的分析:5.1 改变马达端子电压调节性能5.1.1 如果供电电源是恒压

19、电源,那么改变马达端子电压,则马达机械特性曲线(即速度曲线)将平行移动.改变电压前后的马达空载转速比,堵转扭力比,堵转电流比均与电压比成正比,而空载电流可近视认为相等。最高效率注以上电压的改变量须在马达性能的承受的范围内.5.1.2 如果供电电源为非恒电源(如电池),由于其存在一定的内阻,当有电流通过时,电源内部将存在一定的压降.r电源内阻r马达电阻v电源电压5.2 改变马达电阻调节性能改变马达电阻调节性能为以下三种情况:a. 改变线圈匝数调节性能b. 改变漆包线线径调节性能c. 改变线圈匝数及漆包线线径调节性能5.2.1 改变线圈匝数调节性能空载转速比与线圈匝数比成反比空载电流比与线圈数比成反比马达电阻比与线圈匝数比成正比堵转电流比与线圈匝数比成反比堵转扭力相等5.2.2 改变漆包线线径调节性能马达空载转速马达空载电流可近视认为相等马达堵转电流比与线径