串激电机技术讲座

1、串激电机技术讲座1第1页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日第一节 电机常识电 机：机械能与电能相互转换的一种器械按能源转换方式分：电动机：电能转换成机械能发电机：把机械能转换电能按电源分：直流电机：电流大小恒定交流电机：电流按一定频率(50Hz/60Hz)交变按功率大小分：大型电机：中小型电机：微电机：中心高小于90mm或1500r/min时的折算功率小于1.1KW.按应用领域分：驱动电机控制电机1.1 电机分类第2页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.2 常见电机异步电机 结构简单可靠、用途最为广泛，调速性能差。 三相交流异步电动机（广泛地应用在工业

2、设备上，如机床、矿山机械、中央空调等） 单相交流异步电动机（广泛地应用家用电器上，风扇、冰箱、油烟机等）同步电机 转速与频率之间有严格的关系 n=60f /p，故谓这同步。（主要用于发电机，现代工农业生产所需电能几乎都是有同步发电机 发出的）直流电机 良好的调速性能差，但有电刷的机械磨损 电磁式直流电动机(功率较大，用于轧钢机械、纺织机械等) 永磁式直流电动机（功率较小，用于汽车、小家电）串激电机 启动力矩大，转速与电源频率无关 （电力机车、电动工具、小家电）第3页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.3 串激电动机串激电动机特点1）可交流、直流两用；2）转速高，一般800

3、035000转/分；3）调速方便（调压调速），且转速与电源频率无关；4）启动转矩大，46倍额定转矩；5）机械特牲较软，过载能力强；6）体积小，用料省；7）不足：碳刷和换向器有磨损、换向火花、电磁干扰等主要用途1）电动工具（电钻、角磨、电锯、砂光机、电刨）2）园林工具（割草机、修枝剪、电链锯）3）医疗器械（牙床机）4）家用电器（吸尘器、电吹风、榨汁机、滚筒洗衣机）Series Motor / Universal Motor第4页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.4 串激电机等值电路定子线圈与转子线圈在电路上是串联换向器的换流作用，不论工作在交流电的正半波、负半波或是恒定直

4、流电，其电磁转矩方向是一致的。这正是串激电动机可以交流、直流两用的原因If = 2*Ia第5页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.5 如何改变一台串激电机的转向？改变定子线圈接线方式，碳刷线与电源线对调一对碳刷线对调改变转子线绕线方式对调电源线进线无效果第6页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日机械特性即负载与转速的关系改变转子线绕线方式串激电动机的机械特性较软，即随着机械负载的增加，转速迅速下降1.6串激电动机的机械性有什么特点？第7页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.7换向火花形成原因机械性火花：1)转子平衡不好或装配不好，造

5、成转子振动2)换向器偏心、圆度差、光洁度不好3)弹簧压力不合适4)碳刷与换向器接触不好5)碳刷与刷盒配合不好6)碳刷材料不合适电磁性火花：1) 换向火花（换向线圈的电流突变，电磁能释放）2) 电位差火花（换向器片间电压过高）化学火花：1) 换向器表面氧化层（主要是氧化亚铜和碳素薄膜），这层氧化层在运转中被不断地磨损和加厚第8页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.8 转子电阻转子电路由24个小线圈串联而成；一个线圈头、另一个线圈尾、 换向片三者相联结；换向器的铜片与铜片之间以云母片绝缘， 但之间却是被1个线圈所短接；片间电阻：1个线圈与23个线圈并联电阻；对角电阻：12个线

6、圈与12个线圈并联电阻；Rb=R180*4*(K-1)/K2 第9页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日1.9 串激电机结构机械结构：定子、转子、轴承、前后支架、碳刷材料： 导电材料：漆包线、换向器、碳刷、引接线 导磁材料：硅钢片、钢外壳 绝缘材料：绝缘纸、槽楔片、绝缘漆、套管、端板 支撑材料：轴、轴承、前后支架第10页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日第二节 绕组基本原理2.1 换向器式电机绕组分类1）单叠： 同一极下的线圈串联成一条支路 电枢支路数 = 电机的极数， 每一个线圈的的头和尾连接在两个相邻的换向片上 2）单波： 所有N极下的线圈串联成一条支

7、路，S极下的线圈串联成另一条支路，电枢支路数 = 2 线圈的头和尾相隔一些换向片 （2极电机所连接的换向片是相邻的）3）复叠4）复波5）混合第11页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.2 单叠绕组这些绕组的主要区别在于：从电刷端看进去，电枢绕组形成了不同数目的并联支路数生产实践中大多数采用单叠或单波绕组在小型换向器式电机上几乎都是采用单叠绕组Y1: 第一节距，即一个线圈的两个有效边之间的跨距Y2: 第二节距，即前一个线圈的次边到后一线圈的首边之间的跨距Y: 合成节距，两上相邻线圈的首边之间的跨距YK:每一个线圈首端与尾端所联结的两个换向片之间的跨距第12页，共29页，20

8、22年，5月20日，5点56分，星期日2.3 单波绕组第13页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.4 生产中实用的绕线图左飞叉：红线 右飞叉：绿线红线头与绿线尾绕在同一钩子上这组红色圈与换向器连接关系（偏移） ，适用于任意槽内的一组线圈。起始钩换向器铁芯钩对槽Z=12 槽数U=2 虚槽数K=Z*U=24 换向片数第14页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.5 寻找起钩？图纸的起钩究竟在转子的什么位置？若以第一组所绕线圈为例，上图的起钩即绕线的第一个挂钩；若以转子最后一槽线圈为例，上图的起钩对应于倒数第三钩。若以转子下一个虚拟线圈为例，上图的起钩对应于

9、转子尾钩。 结论：任意一槽的线圈都有一个起始钩，12槽就有12个起始钩。 图纸上的起始钩 每一槽的起始钩第15页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日寻找尾钩？任意一槽的线圈都有一个尾钩，12槽就有12个尾钩。 （图纸上的起始钩 每一槽的起始钩） 图纸上的尾钩 每一槽的尾钩U=1，顺着叠绕方向，每二钩U=2，顺着叠绕方向，第三钩第16页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.6 怎么观察偏钩？-图纸寻找图纸上的尾钩（第23钩）以线圈所在的槽与尾钩来比较，一般以靠近尾钩的槽。常规绕线：本槽比每三钩（1槽2钩） 顺叠绕方向的第三钩 本槽比每二钩（ 1槽1钩） 第1

10、7页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日留底绕线：本槽比起钩（绝对是1槽2钩）第18页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日怎么观察偏钩？-转子一般以最后一槽线圈来作比较尾钩（双钩线）以靠近尾钩的一槽来与尾钩比较，偏几钩？这一槽这一钩一定要是同一飞叉上的漆包线 此槽对此钩，彼槽对彼钩结论：比槽、比尾钩第19页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.7 判定依据?槽、钩数，槽、钩对齐情况（左、右）偏几钩叠绕方向（右叠绕、左叠绕）尾线有无绕过180挂钩留底与否第20页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.8 绕线机参数计算三门

11、巨力绕线机1次移位挂钩上一个虚拟线圈中心线到起钩所跨过的换向片数：A1次移位绕线起钩到线圈中心线所跨过的换向片数：B（根据下表，A，B值只要算出一个即可）XMJ绕线机 起钩数：起钩到线圈中心线所跨过的换向片数：B以下列表及实例基于两种前提1）飞叉顺时针绕线（从转子外表观察）2）转子顺时针移位（从出轴端观察）换向器端朝上，向右数钩第21页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日AB速算表(三门巨力绕线机) 右叠绕 左叠绕 Z=12 K=24 常规 留底 常规 留底1 次移位挂勾 A A+B=26 A+B=24 A+B=22 A+B=241 次移位绕线 B B+C=25 B+C=25

12、 B+C=23 B+C=232 次移位挂勾 C C+D=24 C+D=26 C+D=24 C+D=222 次移位绕线 D3 次移位挂勾 A Z=12 K=12 常规 常规1 次移位挂勾 A A+B=K+1=13 A+B=K-1=111 次移位绕线 B2 次移位挂勾 A2 次移位绕线 B3 次移位挂勾 AXMJ绕线机起钩位：BXMJ更简单第22页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日例1第23页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日例2第24页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日例3第25页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日例4第26页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日例5第27页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日例6第28页，共29页，2022年，5月20日，5点56分，星期日2.9 几个问题的补充转子线圈的叠绕方向、尾线是否绕过180挂钩，影响电机工作转向，但并不能决定电机工作转向。1) 12槽24钩，0.50*10T，每槽有多少根漆包线？2)为什么