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1、单相异步电机基础知识,2011-4-10,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,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,0.2电机的历史,右手定则,i,N,喝水不忘掘井人,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：,
2、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,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
3、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。,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）,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。,电阻启动,电容运转,电容启动,罩极启动,我司单相电容运转电机两相定子绕组如下所示，
4、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,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。,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,3、电机常用物料/
5、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。,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-90 0.5mm2 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
6、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,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
7、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,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。,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,5.2温升高 1)、设计温升高 2)、电压过高或过低 3)、
8、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,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)、
9、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,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。,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
10、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？ 技术方面 1 电机结构中设计成本最大在哪个部分。如何才能尽量降低成本？ 2 电机结构设计依据是什么？,经过统计归纳主要有以下两大点： 1：电机的设计原理 2：如何定位原材料的标准，从而来控制电机的点动和噪音问题,