单相电机基础知识

关于单相电机基础知识第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期日目录0、电机概论1、常用电机分类2、单相电机结构、工作原理及性能介绍3、电机常用材料4、单相电机常用生产工艺介绍5、单相电机常见问题及分析第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期日0、电机概论0.1电机在工农业、医疗、航天、民生等领域扮演着重要的角色，是所有机械、家电等设备的动力源。电机设计涉及到电磁、材料、机械、电力电子等学科，是一门比较综合的专业。李鹏、江泽民、朱镕基、胡锦涛、贾庆林、黄菊、李长春第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期日0.2电机的历史右手定则iN第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期日喝水不忘掘井人第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期日1、常用电机分类电机可按用途、工作方式、工作原理、防护方式、功率等许多形式进行分类，针对小功率电动机，分类如下：我司电机主要是单相电容运转电机、罩极电机和正在开发的BLDC电机第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期日2、单相电机结构、工作原理及性能介绍

单相异步电动机只需单相交流电源供电，因而应用非常广泛。如，小型机床、轻工设备、医疗机械、家用电器、电动工具、农用水泵、仪器仪表等众多领域。优点：使用方便、结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便等等，与三相异步电机相比，缺点为体积稍大、性能稍差。2.1单相异步电机结构单相异步电动机主要包括定子、转子及支撑件几部分。其中定子由绕组、铁心、引出线及绝缘材料等组成。铁心一般由0.5mm的硅钢片叠压而成。绕组分为主绕组和副绕组，主绕组又称工作绕组，副绕组又称起动绕组或辅助绕组。单相异步电动机的转子也由铁心、绕组和转子轴组成。其中铁心也由0.5mm的硅钢片叠压而成，绕组常为铸铝笼型。第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期日支撑件包括端盖（铸铝端盖和拉伸端盖）和轴承（滚珠轴承、含油轴承）第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期日2.2单相异步电机工作原理三相异步电动机原理，单相电机由于只有一相绕组工作，通电后在气隙磁场中形成脉振磁势，在转子上面感应出相反的电势和电流，转子无法自启动。如果通电后给转子一个外力，转子将顺着转动起来。

在无外力驱动下，磁场中只有直轴磁势，在外力作用下，产生交轴磁势，产生单向力矩。所以必须给单相电机增加启动装置，包括电阻启动、电容启动和罩极启动。第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期日电阻启动电容运转电容启动罩极启动第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期日我司单相电容运转电机两相定子绕组如下所示，在绕组中通过的两相对称电流的变化规律为两相电流随时间变化的曲线如下图所示工作原理如下方框图所示旋转磁场转子绕组电势转子绕组电流电磁转矩转子旋转第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期日2.3单相异步电机性能电机根据负载不同，设计时关注的性能也不同，如转矩（启动、最大及额定）、转速、电流（空载、负载及启动）、功率（空载、额定）、容压及功率因素等。电机还要关注噪音、温升等参数。风扇电机关注的主要是电机额定转速、空载功率、噪音及温升。第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期日各参数的测量电阻：使用微电阻测试仪或电桥等，也可以使用万用表。功率、电流及功率因数：万用表或综合参数测试仪、测功机转速：闪光测速仪、测功机转矩：测功机温升：电阻测试仪、带电温升测试仪等噪音：噪音测量仪或测试系统第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期日3、电机常用物料/材料电机常用材料包括导电材料、导磁材料、绝缘材料及其他结构件材料。材料的选用与电机的绝缘等级及使用环境有关系。第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期日3.1导电材料（1）漆包线：在铜/铝线的外面包覆一层绝缘材料构成，根据耐温等级确定漆膜类型，根据性能确定线径大小。如QZ-1为薄漆膜聚酯铜漆包线关注线径、耐压、漆膜厚度、针孔数及漆膜连续性等参数。（2）电源线：在单股/多股铜线上面包覆一层绝缘材料构成，根据耐温等级确定绝缘材料的型号，根据电流大小确定线径。如RV-900.5mm2

关注导体电阻、耐压、绝缘电阻、老化性、阻燃性等

（3）鼠笼：铝笼一般选用99.7%以上的纯铝3.2绝缘材料（1）绝缘漆：根据绝缘等级选用合适的漆，还要考虑与其他绝缘材料的相容性。关注耐压强度、绝缘电阻、黏度、固含量、厚层固化性、与轴承适用性、耐热性等。

（2）槽绝缘类：聚酯薄膜、DM、DMD及NMN等，根据工艺及绝缘等级选定。（3）槽楔：层压布板（4）其他：绝缘胶布、PVC管、玻纤管及硅胶管等第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期日3.3导磁材料硅钢片：是软磁性材料，起导磁作用。按轧制工艺分为冷轧板及热轧板，按晶粒取向性分为晶粒取向钢板及无取向钢板，按硅含量分为高硅钢板及低硅钢板。关注的性能包括磁感、铁损、涂层厚度、层间电阻、硬度等。

现在迫于降成本压力选用冷板，在性能方面没有硅钢片好，但是对小型电机的性能（如温升、转速等）影响不大。3.4其他结构件材料（1）端盖：铸铝端盖和拉升端盖（2）转子轴：常用45#

（3）轴承：滚珠轴承、含油轴承关注PV值第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期日第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期日4、单相电机常用生产工艺介绍各种电机的工艺不同，同一电机也根据工厂不同而出现不同的工艺，自己结合实际看书，推荐《微电机结构工艺学》。第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期日5、单相电机常见问题及分析5.1电机不转

1)、电源线和漆包线未接通或其它连接不良

2)、熔断器熔断

3)、定子绕组断路

4)、定子绕组接地

5)、定子绕组相间短路

6)、定子绕组接线错误

7)、过载或传动机械被卡住

8)、轴承中无润滑油，转轴因发热膨胀，妨碍在轴承中回转

9)、轴承损坏或有杂质第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期日5.2温升高

1)、设计温升高

2)、电压过高或过低

3)、电机过载运行

4)、电动机绕组短路

5)、电动机的机械故障，如轴弯曲、装配不好、轴承有毛病等

6)、通风散热不良5.3噪音电机噪音一般包括电磁噪音、机械噪音和空气动力噪音，具体：

1)、电磁音是电机定子与转子各次谐波相互作用而产生的（槽噪声），

2)、基波磁通引起的定子铁芯的磁致收缩现象而产生的（磁噪声）

3)、磁场气隙不均匀引起的定子、转子间磁场引力不平衡的单边磁拉力引起的噪音

第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期日4)、转子的不平衡振动引起的噪音.5)、轴承损坏引起的噪音6)、其它零部件松动引起的噪音7)、定转子加工精度差,同轴度超差

8)、装配不良;9)、风扇噪音5.4功率电流超差1)、绕组接错线2)、电源电压不稳定3)、气隙过大4)、转子轴与轴承配合紧或轴承不良5.5耐压不良1)、绕组垂线或槽外线2)、绝缘层破坏3)、电源线胶皮破损4)、电机中有金属异物第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期日5.6转速偏低1)、绕组局部短路2)、鼠笼转子断条3)、机械故障引起，如轴承和转子轴配合不良，定转子摩擦引起。4)、电机过载运行等以上问题同时会引起电机功率超差。第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期日其他疑问工艺方面：1现在生产任务十分严峻，一切都是以完成生产任务为目标，这样就导致员工在赶产量的时候造成质量下降，加工操作有时达不到工艺要求，如何寻找到工艺、质量、产量这三者之间的平衡点？2装配时经常出现而且可以避免的问题是标位不正确，螺钉打不紧等，除了加强员工自身职业素质以外，也就是员工的主观因素外，工艺方面如何加强这些小问题发生的概率？3在检测噪音这个环节，由于在生产线检测，导致隔音效果很不理想，如何才能创造出较理想的检测噪音的环境？4在检测齿箱时，由于生产线速度较快，检测齿箱扫齿，过齿等问题的有效性很低，如何才能在较快的生产速度情况下有效的检测齿箱问题？5目前提拉机头线现象极其普遍，这在工艺方面是不允许的，如何从工艺方面解决这一问题？