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1、1,串激电机技术讲座,2,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,3,1.2 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
2、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）,4,1.3 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800035000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
3、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,5,1.4 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,6,1.5 如何改变一台串激电机的转向？,改变
4、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,7,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？,8,1.7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
5、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,9,1.8 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个线圈与12个线圈并联电阻； Rb=R180*4*(K-1)/K2,10,1.9 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,11,第二节 绕组基
6、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,12,2.2 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
7、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,13,2.3 单波绕组,14,2.4 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,15,2.5 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
8、拟线圈为例，上图的起钩对应于转子尾钩。 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 每一槽的起始钩,16,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，第三钩,17,2.6 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）,18,留底绕线：本槽比起钩（绝对是1槽2钩）,19,怎么观察偏钩？-转子
9、,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、比尾钩,20,2.7 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,21,2.8 绕线机参数计算,三门巨力绕线机 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：A 1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
10、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，向右数钩,22,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=24 1 次移位绕线 B B+C=25 B+C=25 B+C=23 B+C=23 2 次移位挂勾 C C+D=24 C+D=26 C+D=24 C+D=22 2 次移位绕线 D 3 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=11 1 次移位绕线 B 2 次移位挂勾 A 2 次移位绕
11、线 B 3 次移位挂勾 A,XMJ绕线机起钩位：B,XMJ 更简单,23,例1,24,例2,25,例3,26,例4,27,例5,28,例6,29,2.9 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)为什么转子只有10、12、14槽，而没有11、13槽？ 3) 12槽24钩的转子，如果左飞叉红线绕，右飞叉用绿线绕，最后12槽的红绿线分布情况？ 答案： 1）40根/槽； 2）奇数槽不对称，双飞叉无法绕制。手工或单飞叉可以绕奇数槽； 3）常规绕线：10槽颜色各半，1槽全红，1槽全绿 留底绕线：8槽颜色各半，2槽1/4红3/4绿，另2槽3/4红1/4绿,