交流串激電機(jī)基本知識

關(guān)于交流串激電機(jī)基本知識第1頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)

1.

串激電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍廣,轉(zhuǎn)速與頻率無關(guān),轉(zhuǎn)速公式:n=(Ucos￠－IR－△U)/Ke×?(rpm)或者

=60√2×E×10/N×?,根據(jù)不同產(chǎn)品要求，轉(zhuǎn)速可以從4000rpm至35000rpm以上,運(yùn)用范圍廣,電動工具用的電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)（10000～38000）rpm以上；如電磨頭電機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過了38000rpm,高速角磨的電機(jī)轉(zhuǎn)速也達(dá)35000rpm以上。而其他交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速都與電源頻率有關(guān),當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),其轉(zhuǎn)速不會超過3000RPM(n=60f/p,p=1,f=50Hz),因而其使用范圍受到一定的限制.轉(zhuǎn)速公式中各字母的意義在后面的電機(jī)計(jì)算公式中會介紹.2.與其他交流電機(jī)相比,在同樣功率下，產(chǎn)品體積縮小許多，材料節(jié)省，重量輕，適合大批量生產(chǎn),制造成本低。

3.起動轉(zhuǎn)矩大,過載能力強(qiáng)。起動轉(zhuǎn)矩高達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的4-6倍,起動瞬間因轉(zhuǎn)子機(jī)械慣性大，n=0,感應(yīng)電勢E=0,由電壓平衡式可知U=E+IaR,Ia=U-E/R=U/R,起動電流很大，因Ia(電樞電流）=If（激磁電流），If產(chǎn)生磁通φ也很大，因此起動轉(zhuǎn)矩T=Ct×Ia×φ也很大,不易被卡住,適合于使用在啟動比較困難的地方.8第2頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)4.功率因數(shù)cos￠高。串激電機(jī)額定轉(zhuǎn)速比較高，定、轉(zhuǎn)子匝數(shù)相對比較少，(定轉(zhuǎn)子安匝比:8W1/N=0.85-1.5之間(常用1.05—1.3之間),W1為定子單個(gè)線圈的導(dǎo)體數(shù),N為轉(zhuǎn)子的所有導(dǎo)體數(shù),N=轉(zhuǎn)子鐵芯槽數(shù)×4×線圈匝數(shù),如定子單個(gè)線圈的匝數(shù)為260匝,轉(zhuǎn)子匝數(shù)為38匝,則該電機(jī)的定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比為8×260/12×4×38=1.14.此比值不能太大,太大了說明定子匝數(shù)過多,將造成定子銅耗的增加,造成激磁磁場過于飽和,鐵耗增加,溫升升高,效率下降,材料的利用率降低,還造成定子的電抗增加,使功率因數(shù)cos￠降低,使電機(jī)的特性變硬,需要對定轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行配合調(diào)整,一般情況,輸出功率大于400W定轉(zhuǎn)子安匝比取比值較小,輸出功率小于400W定轉(zhuǎn)子安匝比取比值較大),因此繞組電感也較少，電流和電壓的相位差夾角較小,所以功率因數(shù)cos￠比較高，一般來說,電機(jī)空載轉(zhuǎn)速在10000-15000之間,cos￠=0.88-0.95,空載轉(zhuǎn)速在15000-20000之間,cos￠=0.95-0.97,空載轉(zhuǎn)速在20000—30000以上,cos￠=0.97-0.99

I:電流相量;U:電壓相量;E:反電勢相量;IR:電阻壓降相量;JIX:電抗壓降相量.功率因數(shù)相量圖第3頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)5.采用雙重絕緣結(jié)構(gòu)1234123451.漆包線(導(dǎo)體);2.基本絕緣;3.轉(zhuǎn)子軸;4.附加絕緣(轉(zhuǎn)子軸絕緣)1.轉(zhuǎn)子軸絕緣(附加絕緣);2.工作絕緣(基本絕緣);3.轉(zhuǎn)子鐵芯;4.導(dǎo)電體(漆包線.換向器)5.加強(qiáng)絕緣(由軸絕緣和換向器的絕緣部分構(gòu)成)6.轉(zhuǎn)子軸6順便介紹一下定子的絕緣結(jié)構(gòu):1.基本絕緣:DMD或青殼紙2.附加絕緣:塑料機(jī)殼第4頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單介紹一下爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離的概念：1.爬電距離：在兩個(gè)導(dǎo)電零件之間或?qū)щ娏慵c電器、工具界面（即外殼表面）之間沿絕緣材料表面的最短距離。如在加強(qiáng)絕緣上的帶電零件(換向器的銅排端面）與其他金屬零件之間（轉(zhuǎn)子軸）的距離不能小于8mm；由基本絕緣（槽絕緣）將帶電的漆包線與轉(zhuǎn)子鐵芯隔開的沿絕緣材料表面的最短距離不能小于2mm；2.電氣間隙：在兩個(gè)導(dǎo)電零件之間或?qū)щ娏慵c電器、工具界面（即外殼表面）之間通過空氣量得的最短距離。如機(jī)殼表面與鐵芯表面的電氣間隙的最短距離不能小于4mm;3.絕緣穿通距離：在附加絕緣或加強(qiáng)絕緣隔開的金屬零件之間，穿過絕緣量得的最短距離。如將電機(jī)軸與鐵芯隔開的軸絕緣的最短距離不能小于1mm,一般取為1.25mm.第5頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.定子采用深槽結(jié)構(gòu)

深槽定子是隨著定子自動繞線機(jī)的采用而發(fā)展起來的，由于定子極身磁密較低，因此可將定子槽向定子極身中心靠近，不會增加過多的激磁安匝，采用深槽定子，不僅僅是為了增加放定子線圈的窗口面積，以便放更多定子線圈，主要是為了增大轉(zhuǎn)子直徑而不致過多的減少放定子線圈的窗口面積。采用深槽定子，由于增大了轉(zhuǎn)子的直徑，并又縮短了定子線圈的跨距匝長，既可減少漆包線的成本，又可以提高電機(jī)的功率10—20%。深槽定子極身第6頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)7.簡單介紹一下不同轉(zhuǎn)子芯片槽數(shù)安匝比的計(jì)算公式:A.8槽轉(zhuǎn)子安匝比=8W1/N=8W1/8×4W2=W1/4W2(電磨頭產(chǎn)品)

B.12槽轉(zhuǎn)子安匝比=8W1/N=8W1/12×4W2=W1/6W2(大多數(shù)產(chǎn)品采用12槽鐵芯)

C.14槽轉(zhuǎn)子安匝比=8W1/N=8W1/14×4W2=W1/7W2(目前還未使用)

D.16槽轉(zhuǎn)子安匝比=8W1/N=8W1/16×4W2=W1/8W2(切割機(jī)、斜斷鋸、臺鋸、230角磨等大功率產(chǎn)品)E.馬蹄形定子（C形定子）安匝比=8W1/12×8W2=W1/12W2(部分平板砂等小功率產(chǎn)品）其中W1為定子單個(gè)線圈的匝數(shù),W2為轉(zhuǎn)子單個(gè)線圈的匝數(shù)

8.串激電機(jī)的定子繞組與電樞繞組是串聯(lián)的，見圖1（單相串激電機(jī)原理圖），定子電流就是電樞電流，定子產(chǎn)生磁通φ與電樞電流幾乎同相位。若電機(jī)在運(yùn)行過程中負(fù)載增大時(shí)，電流和磁通也增加，但轉(zhuǎn)速下降，維持輸出功率不變。P2=M×n/9.55(W),其中M為轉(zhuǎn)矩(N.m),n為轉(zhuǎn)速(rpm).第7頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)圖1.單相串激電機(jī)原理圖第8頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)9.單相串激電機(jī)工作原理圖第9頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)10.單相串激電機(jī)的特性曲線電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載的增加而降低的特性稱為串激電機(jī)的軟特性第10頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)11.單相串激電機(jī)的一些常用公式:

1.輸入功率P1=U×I×cos￠N×ηN

(W)2.輸出功率P2=M×n/9.55(W)3.效率?=P2/P1×100%4.轉(zhuǎn)速n=(Ucos￠－IR－△U)/Ke×?(rpm)=60√2×E×10/N×?5.轉(zhuǎn)矩T=Ct×?×I(N.m)6.溫升△T=(R2-R1)/R1×(234.5+T1)－(T2－T1)(K)7.噪聲:聲壓級Lp=20㏒P/P。(dB)8.噪聲:聲功率級Lw=Lp+11dB(dB)(A)9.轉(zhuǎn)子的最大殘余重心偏移距離e=9550×G/n(μm)10.轉(zhuǎn)子的最大殘余不平衡量m=M×e/r(g)

8第11頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月11.定轉(zhuǎn)子之間的單邊氣隙δ=轉(zhuǎn)子直徑D2的1/100mm或者δ=(0.3τA/B)×10(mm)

(極距τ=3.14D2/2,線負(fù)荷A=100-145A/cm,氣隙磁密B=0.35-0.55T)

(單邊氣隙長度一般在0.3-0.8mm之間,大功率,高轉(zhuǎn)速電機(jī)取氣隙較大值,小功率,低轉(zhuǎn)速電機(jī)取氣隙較小值)12.轉(zhuǎn)子鐵芯長度與轉(zhuǎn)子外徑之比L/D2=0.5-1.713.D2L=Pi×6×√2×10/α*B*A*n(cm)14.極弧系數(shù)α=θ/π=0.667-0.7(θ為定子極弧對應(yīng)角度，一般為120度）

15.換向器外徑與轉(zhuǎn)子鐵芯外徑之比一般在0.6-0.72之間

16.轉(zhuǎn)子外徑與定子外徑之比D2/D1=0.54-0.62(如54片:31/54=0.574,如58.5片:35/58.5=0.598,如65片:39.5/65=0.61,如72片:41.5/72=0.576,如90片:54/90=0.60,如98片57/98=0.58

4243第12頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片各部分名稱簡介第13頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)的特點(diǎn)定子極靴定子極身第14頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組特點(diǎn)最常用的轉(zhuǎn)子繞線簡圖,Z=12槽,K=24片,槽對鉤繞組形式:單迭短距繞組.特點(diǎn):易于繞制,改善換向,可減小火花.左右第15頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組線路簡圖轉(zhuǎn)子繞組線路簡圖及電流分布1+2243234225216207198189101117161513-1214碳刷位置碳刷位置III/2I/2第16頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月單相串激電機(jī)在設(shè)計(jì)上的發(fā)展趨勢

1.提高電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于雙飛叉自動繞線機(jī)和全自動平衡機(jī)的使用，對轉(zhuǎn)子的動平衡精度有了可靠的保證，因而普遍采用提高電機(jī)轉(zhuǎn)速來縮小電機(jī)的體積，提高電機(jī)功率，降低電機(jī)成本；

2.增大轉(zhuǎn)子直徑。使轉(zhuǎn)子線圈的作用半徑增大，因而轉(zhuǎn)矩增大，直接提高電機(jī)的輸出功率，目前，轉(zhuǎn)子外徑與定子外徑之比已經(jīng)由原來的0.52—0.56提高到0.54—0.62，增大轉(zhuǎn)子外徑，也使電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組的溫升趨于接近，以改善轉(zhuǎn)子溫升偏高而定子溫升偏低的情況；

3.定子采用深槽結(jié)構(gòu)，前面已講；

4.提高磁通密度，增加激磁安匝。適當(dāng)提高磁通密度，增加激磁安匝，不但可以縮小磁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸，而且有利于換向，并使機(jī)械特性趨硬，提高空載轉(zhuǎn)速；

5.減少電機(jī)沖片規(guī)格，提高零部件的通用性。單相串激電機(jī)主要用于電動工具和家用電器，生產(chǎn)批量很大，為了適應(yīng)全自動大批量生產(chǎn)，降低制造成本，必須減少電機(jī)沖片的規(guī)格，提高通用性。否則，高速沖模具的投入將會增加較大的制造成本。

6.在電磁計(jì)算上已經(jīng)全部采用計(jì)算機(jī)程序軟件計(jì)算，不僅計(jì)算速度快，而且計(jì)算的效率和準(zhǔn)確性得到極大的提高；

第17頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程1.壓鐵芯注意要點(diǎn):壓裝尺寸;鐵芯跳動≤0.08MM;3.壓裝后轉(zhuǎn)子的扭力檢查,產(chǎn)品不同,扭力不同.(注:軸包塑材料為:BMC熱固性塑料或WH-501或PBT)4.目前北辰采用的是一次成型，以前的成型材料為熱縮性材料PPS,現(xiàn)在正逐步改為熱固性材料BMC,一次成型都會造成轉(zhuǎn)子鐵芯跳動大。第18頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程2.裝絕緣端板注意要點(diǎn):a.端板有顏色和長短的區(qū)分;b.端板不能有開裂或缺料變形;c.端板齒必須與轉(zhuǎn)子齒對齊,不能錯(cuò)位.d.端板的厚度≥2.2-2.5MM;e.120V產(chǎn)品需用棕色阻燃端板.

絕緣端板第19頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程3.測轉(zhuǎn)子鐵芯徑向跳動注意要點(diǎn):1.測試前校正百分表;2.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子一周,讀取最大值和最小值,兩個(gè)數(shù)值之差即為轉(zhuǎn)子鐵芯的跳動值,此值≤0.08MM;3.跳動值大于0.08MM的轉(zhuǎn)子挑出車削鐵芯外圓后再測試;第20頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程4.裝羊毛氈壓換向器注意要點(diǎn):1.羊毛氈須平整緊貼于換向器的底部;2.換向器壓裝尺寸和換向器扭力要求;(壓裝尺寸和扭力要求因產(chǎn)品而定)3.注意換向器鉤或槽與鐵芯槽的對應(yīng)關(guān)系(槽對槽或槽對鉤)(槽對槽:偏半片7.5°,槽對鉤:不借偏，適用于正反轉(zhuǎn)的電機(jī))第21頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程5.插槽絕緣紙注意要點(diǎn):1.插紙前檢查端板是否歪斜;2.槽絕緣紙應(yīng)伸出鐵芯兩端長度≥2.2-2.5MM,并保持與端板平齊;3.槽絕緣紙應(yīng)緊貼鐵芯內(nèi)壁.4.目前公司使用的絕緣紙為:230V產(chǎn)品0.25MM厚的DMD(聚酯復(fù)合薄膜)120V產(chǎn)品0.25MM厚的青殼紙第22頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程6.繞線注意要點(diǎn):1.線徑正確、匝數(shù)正確、繞法正確;2.張力器調(diào)整到適當(dāng)位置,保證兩邊線包高度的均勻性;(線徑不同,張力不同)，兩邊線包高度不一致將影響后面的動平衡工序；

3.鉤線方式及掛鉤正確;4.不能有脫鉤、斷線、壓紙的現(xiàn)象.5.轉(zhuǎn)子繞線后的槽滿率≤65%(在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮)第23頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程7.插槽楔注意要點(diǎn):1.槽楔伸出鐵芯兩端面的長度≥2.2-2.5MM,且要保證對稱平齊2.目前公司使用的槽楔材料為紅鋼紙（部分是用環(huán)氧板）第24頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程8.轉(zhuǎn)子點(diǎn)焊

T1

T20T3注意要點(diǎn):1.點(diǎn)焊后漆包線和換向器掛鉤的變形量＜10%-25%;2.點(diǎn)焊后換向器鉤的歪斜角度≤10°;3.點(diǎn)焊后不能出現(xiàn)虛焊.假焊和脫焊現(xiàn)象;4.點(diǎn)焊后掛鉤處漆包線脫漆量0.5-1MM;5.粗線或雙線并繞的轉(zhuǎn)子在焊接時(shí)需加大電流和氣壓,并將焊接停頓時(shí)間適當(dāng)延長;6.由于剛開始點(diǎn)焊時(shí)能量不夠，漆包線的漆膜未能充分熔掉，因此需對開始焊接的兩點(diǎn)或三點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊，防止虛焊或假焊現(xiàn)象點(diǎn)焊機(jī)能量與時(shí)間圖注:1.焊接棒材料為鎢鋼;2.每次焊接前須對焊接棒的角度進(jìn)行磨削,一般角度要＜4度；3.一般焊接到4000次左右須更換焊接棒；第25頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程9.測試(1)12

24

1

13轉(zhuǎn)子片間電阻曲線圖注意要點(diǎn):1.片間電阻≤±8%;2.對角電阻≤±8%;3.焊接電阻≤0.5mΩ;4.匝間測試,波形不能少于4個(gè),

與標(biāo)準(zhǔn)波形的面積差≤15%5.冷態(tài)絕緣電阻測試≥500MΩ;6.高壓測試:a.換向器對鐵芯1250V5mA3Sb.鐵芯對主軸2500V5mA3Sc.換向器對主軸3750V5mA3S第26頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程10.滴漆和包封膠注意要點(diǎn):1.線包滴漆均勻,無飛線.無汽泡.無漆瘤;2.鐵芯表面無漆,換向器表面無漆3.槽滿率較低的轉(zhuǎn)子,鋼片槽中需無堵塞;(可起通風(fēng)降溫作用)4.包封膠要包住換向器鉤部和轉(zhuǎn)子頸部,無開裂.無氣孔,包封均勻.目前公司使用的轉(zhuǎn)子漆為1146甲.乙(F級).包封膠為Q200或R960(耐溫200℃以上):第27頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程滴漆基本工藝、溫度、時(shí)間及滴漆量是過程控制重點(diǎn)1預(yù)熱:加熱轉(zhuǎn)子至滴漆合適溫度(約125℃）；排除濕汽，減少繞線應(yīng)力。2滴漆:轉(zhuǎn)子低速旋轉(zhuǎn),漆均勻的滴到繞組端部及頸部,依靠漆的自重及毛細(xì)管效應(yīng),滲入到線圈內(nèi)部,同時(shí)排出空氣。3凝膠:轉(zhuǎn)子保持自傳，滴飽漆的轉(zhuǎn)子在適宜溫度下（約120℃）快速凝膠。4固化:轉(zhuǎn)子保持自傳，在一定溫度下（約130℃）使揮發(fā)組份揮發(fā)而烘干。第28頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程轉(zhuǎn)子滴漆的目的

1.提高轉(zhuǎn)子的絕緣電氣強(qiáng)度；

2.提高轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度；

3.減少或消除繞線時(shí)漆包線的應(yīng)力；

4.提高轉(zhuǎn)子的導(dǎo)熱性；

5.提高轉(zhuǎn)子的耐濕性；轉(zhuǎn)子包封膠的目的:1.固定轉(zhuǎn)子頸部懸空漆包線,防止高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的斷裂;2.固定換向器鉤部焊接后的漆包線,防止相互間的接觸而引起短路;3.防止運(yùn)轉(zhuǎn)后碳粉與線圈的接觸而引起的高壓測試不通過.第29頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程11.銑換向器槽注意要點(diǎn):1.要保證分度的準(zhǔn)確性;2.確保銑槽后換向片間距離(步長)的一致性;3.銑槽后的換向器溝槽內(nèi)應(yīng)無殘留云母和絕緣漆;4.銑槽后片間距離一般為0.45-0.6mm,銑槽深度一般為0.5-1.2mm;(目前公司使用的自動銑槽機(jī)為視頻跟蹤銑槽機(jī),可隨時(shí)觀察銑槽的情況)1.云母片;2.換向片;3.正確銑槽;4.不正確銑槽(中間低兩邊高)第30頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程12.車換向器注意要點(diǎn):1.換向器表面粗糙度(光潔度)Ra≤0.42.換向器的車削長度.車削后的外徑;3.車削后換向器的徑向跳動≤0.015MM4.車削后換向器鉤部無飛絲;5.車削后需用滾刷清除鉤槽內(nèi)的銅屑;第31頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程13.壓風(fēng)葉注意要點(diǎn):1.壓裝風(fēng)葉后的尺寸檢查;2.風(fēng)葉不能有缺損、毛刺、變形、披鋒等;3.風(fēng)葉端面跳動≤0.3MM；

4.軸向推力檢查；

5.徑向扭矩檢查；第32頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程14.動平衡注意要點(diǎn):1.最大切削深度≤1.5MM,不能切到漆包線;2.切削長度不能超過鐵芯長度的一半;3.不能出現(xiàn)對角去重的情況;4.不能出現(xiàn)缺齒槽的情況;5.切削后應(yīng)去除齒槽毛刺;D.S.K6工位動平衡機(jī)工作原理

4(轉(zhuǎn)動)3(切削)5(切削)

2(檢測)6(檢測)1(取放)第33頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程15.測試(2)

此處測試是轉(zhuǎn)子完成所有加工工序后的最終測試,可以只測試片間電阻.焊接電阻和匝間測試。測試片間電阻可檢查轉(zhuǎn)子是否有斷線和換向器車削后溝槽內(nèi)是否有銅屑，測試焊接電阻可再次測試轉(zhuǎn)子是否有虛焊、假焊的情況,匝間測試可檢查轉(zhuǎn)子在前面所有加工工序中漆包線是否有碰傷.損傷等。

第34頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程16.防銹處理和印字注意要點(diǎn):1.不能用手直接拿換向器,防止換向器表面生銹，只能拿鐵芯或風(fēng)葉;2.換向器表面不能有防銹油;3.防銹油在轉(zhuǎn)子鐵芯表面要涂刷均勻,特別是動平衡切削處，防止生繡;4.在風(fēng)葉與主軸結(jié)合處加適量的厭氧膠,防止風(fēng)葉的松動;5.要做到輕拿輕放轉(zhuǎn)子,防止相互間的碰撞,影響轉(zhuǎn)子的動平衡.第35頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二.單相串激電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝流程壓軸.裝端板裝羊毛氈壓換向器插絕緣紙繞線插槽楔點(diǎn)焊測試1滴漆.包封膠銑換向器槽車換向器壓風(fēng)葉動平衡測試2涂厭氧膠和防銹處理印字軸加工軸絕緣高速沖轉(zhuǎn)子芯片硅鋼片卷料硅鋼片套裁第36頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程1.敲骨架(裝端板)注意要點(diǎn):1.端板配對正確;2.端板無變形.缺料.破裂等不良;3.端板厚度≥2.2-2.5MM.4.120V產(chǎn)品為棕色阻燃端板.第37頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程2.插絕緣紙注意要點(diǎn):1.兩端絕緣紙露出鐵芯長度≥2.2-2.5MM,一般與端板平齊;2.內(nèi)壁絕緣紙露出鐵芯極靴長度≤1.5MM;3.絕緣紙成型好,不起皺.不彎折.4.絕緣紙的材料為:230V產(chǎn)品為0.25MM厚的DMD(聚酯復(fù)合薄膜)120V產(chǎn)品為0.25MM厚的青殼紙第38頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程3.繞線注意要點(diǎn):1.線徑正確.匝數(shù)正確;2.張力調(diào)整器調(diào)到適當(dāng)位置(線徑不同,張力不同)3.不能有壓紙和斷線現(xiàn)象;第39頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程4.拉線與沖線注意要點(diǎn):1.漆包線的預(yù)留長度要合適,為后面接線提供方便;2.端子(插片)與定子端板的連接拔出力

3.端子(插片)與定子連接線(丁晴線)的連接拔出力

4.檢查定子連接線(丁晴線)線規(guī).長度.顏色的正確性

5.脫漆水不能濺到線圈上，否則將會損傷漆包線.(注:以上拔出力因產(chǎn)品而定,)第40頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程5.焊線注意要點(diǎn):1.焊錫爐設(shè)定溫度330℃---360℃之間;2.使用無鉛焊錫;(滿足ROHS和PAHS要求)3.焊錫應(yīng)無虛焊.假焊.尖角現(xiàn)象;4.不得有錫渣.錫粒掉入繞組中;5.熱縮管不能露銅第41頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程6.塞槽楔.塞毛氈注意要點(diǎn):

確保定子邊緣漆包線和定子連接線(丁晴線)卡住不松動

(此工序只有少部分定子需要,如百得的部分產(chǎn)品)(定子槽楔材料為環(huán)氧板)第42頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程7.整形注意要點(diǎn):1.整形后端板內(nèi)徑要大于定子鐵芯內(nèi)徑;2.線圈外徑要符合圖紙要求,不能大于鐵芯外徑;3.不能損傷連接線(丁晴線),端部線圈排列整齊,無飛線;4.整形頭在定子上停留的時(shí)間要求在5-10S內(nèi),否則達(dá)不到整形的效果.第43頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程8.測試

a.兩個(gè)線圈的電阻測試,與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電阻之差≤±8%;b.匝間測試:與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)波形差值≤15%,且波形不能少于4個(gè);c.高壓測試:1250V5mA3S不擊穿;d.檢查連接線(丁晴線)長度和顏色是否滿足要求.第44頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程9.浸漆注意要點(diǎn):1.漆包線和連接線(丁晴線)不能有損傷;2.懸掛時(shí)有連接線端朝上;3.線圈浸漆均勻飽滿,不能有氣泡.漆瘤.散線.浮線等現(xiàn)象;4.鐵芯內(nèi)外壁定位端面不能有漆瘤;5.目前定子使用的浸漆為831-2甲.乙(B級)或1032第45頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程10.定子包封膠注意要點(diǎn):1.此工序只有SKIL角磨定子有此要求;2.保證封膠涂刷均勻,不開裂;3.定子包封膠材料為速干型的Q201第46頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程11.涂飛線注意要點(diǎn):1.飛線一般都是浸漆時(shí)定子線圈朝上的部分會出現(xiàn)

2.用速干漆將飛線固定在線圈上即可;第47頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三.單相串激電機(jī)定子生產(chǎn)工藝流程高速沖定子芯片敲骨架(裝端板)插絕緣紙繞線拉線.涂脫漆水去漆皮.剪線壓插片(裝端子)塞槽楔.毛氈整形測試浸漆包封膠涂飛線沖線.焊接.套蠟管第48頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介

串激電機(jī)的主要零部件材料大致分為以下四類:一.金屬材料:轉(zhuǎn)子軸二.導(dǎo)磁材料:硅鋼片三.導(dǎo)電材料:漆包線.碳刷.碳刷彈簧.換向器四.絕緣材料:定轉(zhuǎn)子槽絕緣紙.定轉(zhuǎn)子絕緣端板.轉(zhuǎn)子槽楔.軸絕緣.絕緣漆.包封膠1.主軸電機(jī)軸是承受載荷的重要零部件,它必須要有較高的強(qiáng)度和剛度才能支承轉(zhuǎn)動部件的高速運(yùn)轉(zhuǎn),單相串激電機(jī)主軸材料多選用45#優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,對于功率較大,轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)主軸多選用40Cr或40CrMo調(diào)質(zhì)鋼,主軸長度越長,轉(zhuǎn)速越高的電機(jī)對軸的材料要求越高;

第49頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月2.硅鋼片硅鋼片是電機(jī)的重要導(dǎo)磁材料,分為熱軋硅鋼片和冷軋電工鋼帶,熱軋硅鋼片由于損耗大﹑磁通密度低﹑加工費(fèi)時(shí)(需將板料剪裁成條料后才能使用),目前已經(jīng)將熱軋硅鋼片淘汰?，F(xiàn)在已廣泛使用損耗小﹑磁通密度高﹑加工方便的冷軋電工鋼帶。冷軋電工鋼帶根據(jù)硅晶體的排列磁化方向分為晶粒取向和晶粒無取向兩種。鋼中加入硅的好處：

A.電阻率增加;B.鐵耗顯著減小;C.有利于將鋼中的有害物質(zhì)碳分離出來;

鋼中硅的含量不能超過4.5%,否則將造成硅鋼片硬度和脆性的增大,給套裁和沖制工序帶來較大的困難.

目前使用的硅鋼片的材料為無取向冷軋電工鋼帶，根據(jù)硅鋼片單位質(zhì)量損耗從小到大的類型有:DW470-50,DW600-50,DW800-50,其代號意義如下:第50頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介

DW470-50硅鋼片的厚度為:0.50MM表示頻率為50Hz,波形為正弦波的磁通密度為1.5T(特斯拉)的單位質(zhì)量鐵耗為4.7W/Kg,600鐵耗為:6.0W/Kg,800鐵耗為:8.0W/Kg表示冷軋無取向硅鋼片第51頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介幾種硅鋼片的價(jià)格對比(參考價(jià)格)

近幾年由于鐵礦石價(jià)格上漲和與國外的幾個(gè)大的鐵礦石供應(yīng)商談判未達(dá)成協(xié)議的原因，硅鋼片的價(jià)格也上漲很快，如DW800-50的硅鋼片在3年前大約在6500元/T,而現(xiàn)在此規(guī)格的硅鋼片價(jià)格大約在8700元/T.DW600-50的價(jià)格大約在9200元/T;

目前基于成本考慮,除客戶有特別指出硅鋼片要用DW470-50或DW600-50(如SKIL角磨.13沖擊鉆等)外,其他客戶的產(chǎn)品已基本轉(zhuǎn)為DW800-50硅鋼片生產(chǎn).第52頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介3.漆包線漆包線根據(jù)絕緣溫度等級分為:絕緣溫度等級AEBFHC最高允許溫度105120130155180＞180(℃)繞組溫升限值759095115140160(K)

一般電動工具電機(jī)使用的漆包線為:

定子:聚酯漆包線(QZ-2),130℃,B級漆包線轉(zhuǎn)子:聚酯亞胺漆包線(QZY),155℃,F級漆包線對于大功率、高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷、耐高溫的電機(jī)或客戶有特殊要求的電機(jī),可選用聚酰亞胺漆包線(QXY),180℃H級漆包線國外漆包線的分類為:UEW(低溫線＜130℃).PEW(中溫線155℃).AIW(高溫線＞180℃),絕緣溫度等級越高的漆包線價(jià)格越高.第53頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介4.換向器換向器的工作條件非常惡劣，不僅受到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)離心力作用，還要受到元件換向過程中釋放電火花灼傷，它的溫度高出電樞許多，因此對換向器的材質(zhì)和加工工藝要求也很高，材質(zhì)分紫銅換向器和銀銅合金換向器(含銀量約千分之三)兩種,一般產(chǎn)品用紫銅換向器，對產(chǎn)品質(zhì)量要求高的或者功率大的選用銀銅合金換向器。銀銅合金軟化溫度(280℃)比紫銅軟化溫度(150℃)高出130℃。換向器加工質(zhì)量對電機(jī)換向影響很大，例如要求換向器表面加工成光澤鏡面，表面粗糙度控制在Ra0.4以下，換向器跳動量控制在0.015mm以下。碳刷與換向器吻合表面應(yīng)大于80%以上。但銀銅合金換向器價(jià)格比紫銅換向器價(jià)格高,一般情況下,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n≤20000rpm,選用紫銅的換向器,且轉(zhuǎn)子頸部不用封膠;(可降低成本)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n＞20000rpm,或客戶有特殊要求時(shí)選用銀銅合金帶加固環(huán)帶內(nèi)襯銅套的換向器,且轉(zhuǎn)子頸部需要封膠.第54頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介因?yàn)閾Q向器是非常重要的零部件,下面介紹一下?lián)Q向器的一些基本技術(shù)要求

1.換向片對孔的軸線傾斜度(簡稱斜片)小于片間絕緣寬度云母片的1/3(約為0.15mm);2.相鄰兩換向片間的徑向最大誤差(簡稱片間段差)小于0.01mm;3.換向器鉤沿圓周應(yīng)均勻分布,對軸線的位置度(簡稱換向鉤位置度)誤差小于0.25mm;4.換向器外圓徑向跳動值小于0.015mm;5.相鄰換向片之間耐壓:600V1S0.1mA;

第55頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.換向片與內(nèi)孔之間耐壓:3750V60S0.25mA;7.換向器的內(nèi)孔直徑:A.有襯套的內(nèi)孔應(yīng)符合GB/T1801中規(guī)定的H7;B.無襯套的內(nèi)孔應(yīng)符合GB/T1801中規(guī)定的H8;8.紫銅換向器銅的含量≥99.9%,硬度HB85---110;

銀銅換向器銀的含量為0.03-0.3%,硬度HB85--115;9.經(jīng)過超速測試(40000RPM)后換向片徑向變化最大值分別為0.007mm(室溫),0.01mm(熱態(tài)180±2℃)<需供應(yīng)商提供檢測報(bào)告>;10.經(jīng)過超速測試(40000RPM)后相鄰換向片的段差變化最大值分別為0.003mm(室溫),0.007mm(熱態(tài)180±2℃)<需供應(yīng)商提供檢測報(bào)告>;第56頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介5.碳刷碳刷是串激電機(jī)重要元件之一，碳刷材質(zhì)選用對電機(jī)火花至關(guān)重要，且直接影響到電機(jī)使用壽命。電機(jī)對碳刷的要求絕不僅僅表現(xiàn)在換向性能上，而且還要求碳刷的潤滑性能好，形成氧化膜的能力要強(qiáng)，碳刷自身的磨損及對換向器表面磨損要小等，以保證良好的滑動接觸。所以選擇碳刷時(shí)，要盡量滿足上述多項(xiàng)要求。碳刷的電流密度要求控制在12A/cm2以下,否則將造成換向困難,火花增大,也會影響EMC的測試.第57頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四.單相串激電機(jī)的主要零部件材料簡介6.碳刷彈簧與碳刷配合使用的碳刷彈簧，它也是非常重要零件之一，彈簧壓力范圍在電動工具上采用250～500g/cm2之間。彈簧壓力過大將加大碳刷與換向器表面的摩擦,破壞換向器表面的氧化亞銅薄膜,使換向情況惡化,彈簧壓力過小,會使碳刷與換向器表面的接觸不良,碳刷容易跳動,造成火花的增大,彈簧壓力的取值方法:功率大的取大值，功率小的取小值.彈簧質(zhì)量的好壞，取決于選用材料和加工工藝，尤其是控制材質(zhì)的淬火溫度。彈簧是與碳刷接觸的，它是一個(gè)導(dǎo)電體，工作溫度也很高，在高溫下彈簧不能軟化，不能失去正常壓力。

第58頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月7.氣隙對電機(jī)性能的影響定子轉(zhuǎn)子氣隙定子極靴與轉(zhuǎn)子外徑之間的空間稱為氣隙第59頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月氣隙對電機(jī)性能的影響：

a.氣隙偏大會增加定子繞組的用銅量，增加電機(jī)的成本；

b.氣隙偏大，因造成繞組的增加而使繞組的電感增大，會降低電機(jī)的功率因數(shù)；

c.適當(dāng)增加氣隙的長度，可以減少磁極的表面損耗；

d.適當(dāng)增加氣隙的長度，可以減少電樞反應(yīng)，可以改善換向，減少火花；

e.適當(dāng)增加氣隙的長度，可減少偏心的影響，減小單邊磁拉力，避免定轉(zhuǎn)子相擦（擦鐵）；

f.氣隙偏小易造成定轉(zhuǎn)子的相擦（擦鐵）；

g.氣隙偏小易造成電機(jī)的發(fā)熱偏高，降低電機(jī)的使用壽命；

h.氣隙偏小將造成電機(jī)的電磁噪聲的加大；第60頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月五.單相串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生火花的原因很多，如電磁因素、電位因素、機(jī)械因素和化學(xué)因素等

1.電磁因素:主要有電抗電勢、電樞反應(yīng)電勢、換向電勢和變壓器電勢等。電磁因素產(chǎn)生火花的原因很復(fù)雜且很難改善,只做了解即可;2.電位因素:電源電壓是通過幾何中心線上的兩個(gè)碳刷加在電樞繞組上的，粗看起來，電壓是均勻分布在每個(gè)元件上。其實(shí)每個(gè)元件的電阻因線圈感抗的影響是不一樣的，而是先繞的元件電阻小，后繞的元件電阻大，先繞的阻值小，根據(jù)歐姆定律U=IR,承受電壓低,它連接的換向片片間電壓也低。后繞的阻值大，承受的電壓也高，連接的換向片片間電壓也高。第61頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

高低不一的繞組元件就在電機(jī)運(yùn)行時(shí)，就產(chǎn)生電位火花。每個(gè)換向片間的電位壓降計(jì)算公式為:Up=2U/K,其中U為電源電壓,K為換向器的片數(shù),若U=230V,K=24,則Up=19.1V,若U=120V,K=24,則Up=10V,所以在換向器片數(shù)相同的情況下,230V比120V的電機(jī)每個(gè)換向片間的電位壓降要高,電動工具用串激電動機(jī)換向片間的電位壓降一般要求在25V以下,推薦Up=10～16V.改善由電位因素產(chǎn)生的火花可采用以下方法:a.采用片數(shù)多的換向器，或者采用多槽沖片,盡量減少換向片間的電位壓降,但制造成本會增加;b.換向元件間電阻值差要小,改進(jìn)制造工藝質(zhì)量,將換向器每個(gè)片間電阻控制在±8%以內(nèi).第62頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月五.單相串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因3.機(jī)械因素由于機(jī)械原因引起火花大原因很多，而且復(fù)雜，只能挑主要的和經(jīng)常遇到的來敘述:換向器偏心，轉(zhuǎn)子動平衡不良引起轉(zhuǎn)子跳動加??；換向器質(zhì)量不好,相鄰換向器片間出現(xiàn)間距不等,高低偏差；換向器表面加工精度不高；(一般要求Ra<0.4)碳刷壓力不當(dāng)，過大或過??；(一般要求250～500g/cm2)碳刷材質(zhì)不良，碳刷彈簧淬火處理不符要求；（當(dāng)溫度升高時(shí)，彈簧失去彈性壓力）第63頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月碳刷在刷握里配合尺寸過松，引起碳刷在刷握里跳動，過緊將碳刷卡住，造成接觸不良；(一般要求0.05-0.39MM)換向器與刷握端面間距過大；(一般要求1.5±0.5MM)換向器片間電壓過多(＞25V)，碳刷電流密度過大(＞12A/cm2)；碳刷的圓弧面與換向器表面的圓弧面吻合度小于80%；電機(jī)繞組存在缺陷，出現(xiàn)繞組短路或開路現(xiàn)象；轉(zhuǎn)子點(diǎn)焊不良,出現(xiàn)虛焊和假焊現(xiàn)象.第64頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月五.單相串激電機(jī)火花產(chǎn)生的原因4.化學(xué)因素

電機(jī)在正常工作時(shí)，換向器和碳刷接觸表面上有一層氧化亞銅薄膜。這層薄膜的電阻很大，又烏亮光滑，因而能使換向近似于直線電阻換向。(換向方式分為:直線換向.延時(shí)換向和超前換向,三種換向方式中直線換向方式最佳,換向的過程非常復(fù)雜,這里暫不講述,在后面的改善換向中將提到)

正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下碳刷的摩擦作用，可能把換向片表面的氧化亞銅薄膜破壞，但是在電流流過碳刷與換向片時(shí)，由于溫度較高以及空氣中含有水分，又使換向器表面氧化，生成氧化亞銅薄膜，這樣，換向器表面的氧化亞銅薄膜，在電機(jī)運(yùn)行過程中處于不斷破壞和不斷生成的動態(tài)平衡中。第65頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月如果正常運(yùn)行條件遭到破壞，如碳刷壓力過大或過小，或者缺乏氧氣和水分，或者電機(jī)運(yùn)行在有腐蝕性的氣體(如氯氣)中時(shí)，都會使換向器表面的氧化亞銅薄膜遭到破壞，氧氣和水分對于串激電機(jī)運(yùn)行很重要，所以串激電機(jī)一般不制成封閉式電機(jī)這是其中的一個(gè)原因之一。(正因?yàn)椴荒苤瞥煞獯媸诫姍C(jī),且塑料機(jī)殼不能對高頻輻射起到屏蔽作用,導(dǎo)致30MHz以上的高頻能量的輻射,使電機(jī)的EMC測試比較困難).第66頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六.單相串激電機(jī)繞組溫升的計(jì)算方法及控制繞組溫升的措施電機(jī)繞組溫升的計(jì)算公式為:（繞組法測試）△T=(R2-R1)/R1×(K+T1)－(T2－T1)

單位:KR1:開始測試時(shí)繞組的冷態(tài)直流電阻;(Ω)R2:測試結(jié)束時(shí)繞組的熱態(tài)直流電阻;(Ω)T1:開始測試時(shí)繞組附近的環(huán)境溫度;(℃)T2:測試結(jié)束時(shí)繞組附近的環(huán)境溫度;(℃)K:繞組系數(shù),銅:234.5,鋁：225(注:溫升的測試方法有繞組法和電偶法兩種)第67頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六.單相串激電機(jī)繞組溫升的計(jì)算方法及控制繞組溫升的措施舉例計(jì)算電機(jī)繞組的溫升電阻Ω溫度℃溫升K要求值K測試結(jié)果0.94U轉(zhuǎn)子定子R1R2T1T2△T1.0981.430273076.1≤90PASS1.5421.970273069.9≤90PASS1.06U轉(zhuǎn)子定子1.0981.4402727303078.5≤90≤90PASSPASS1.5422.00074.7以0.94U轉(zhuǎn)子為例計(jì)算溫升△T=(R2-R1)×(234.5+T1)/R1-(T2-T1)=(1.430-1.098)×(234.5+27)/1.098-(30-27)=(0.332×261.5)/1.098-3=79.07-3=76.07(K)GS標(biāo)準(zhǔn)《90KUL標(biāo)準(zhǔn)《75K第68頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六.單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施在設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí),可采取以下措施控制繞組的溫升:1.限制線負(fù)荷(或電負(fù)荷)A:轉(zhuǎn)子外圓單位圓周長度上的電流A=NI/3.14D2,N為轉(zhuǎn)子的總導(dǎo)體數(shù),I為電樞電流,D2為轉(zhuǎn)子的外徑,單位:A/cm,與電樞繞組的電流密度J=I/2S(導(dǎo)體單位面積上所通過的電流:A/mm2,I是電機(jī)的電流,S為單根漆包線的截面積)的乘積AJ(也稱發(fā)熱因子)可控制電樞繞組的溫升,線負(fù)荷A越大,將導(dǎo)致繞組銅耗的增加,繞組匝數(shù)的增多,換向時(shí)換向圈內(nèi)的電抗電勢增大,使換向惡化,因此線負(fù)荷A的取值范圍一般限制在100-145A/cm,J的取值范圍在10-18A/mm2,第69頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月而AJ的乘積≤1400-1800之間,在此范圍之內(nèi),電機(jī)的溫升不會太高,此值在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)需加以考慮,線徑越細(xì)的漆包線線負(fù)荷A與電樞繞組的電流密度J=I/2S的乘積越大,轉(zhuǎn)子繞組的溫升將會升高.事實(shí)也證明線徑越細(xì)的漆包線溫升越高.(轉(zhuǎn)子外圓單位面積上散出的熱量Q=AJρ,其中ρ為漆包線的電阻率),或者通過AJ=Ka×L×D22×n×10計(jì)算AJ的乘積.其中Ka為系數(shù),由以下圖中查取,L為鐵芯長度(cm),D2為轉(zhuǎn)子鐵芯外徑(cm),n為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(rpm)-4第70頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六.單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施Ka與額定輸出功率PH的關(guān)系曲線圖KAPH(W)第71頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六.單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施2.限制I2r1的數(shù)值可控制定子繞組的溫升,I是電機(jī)的電流,r1為定子電阻,如果定子漆包線的匝數(shù)過多或選用漆包線的線徑較細(xì),將會增加定子繞組的電阻,從而導(dǎo)致定子繞組溫升的增加.I2r1=KS×L×D22×n×10(W)

其中KS為系數(shù),由以下圖中查取,L為鐵芯長度(cm),D2為轉(zhuǎn)子鐵芯外徑(cm),n為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(rpm)3.一般來講,定子溫升比轉(zhuǎn)子溫升要低些,但不能相差太大,兩者溫升相差太大了,說明電機(jī)的有效材料沒有得到充分運(yùn)用,需要對定子溫升進(jìn)行調(diào)整,也就是對定子線徑和匝數(shù)進(jìn)行調(diào)整.有時(shí)需要對轉(zhuǎn)子參數(shù)和定子參數(shù)進(jìn)行配合調(diào)整以獲得滿足要求的轉(zhuǎn)子溫升和定子溫升.因此,電機(jī)溫升的調(diào)整比較麻煩,有的需要進(jìn)行多次調(diào)整才能滿足要求.

-4第72頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六.單相串激電機(jī)控制繞組溫升的措施系數(shù)KS與定子鐵芯外徑D1的關(guān)系曲線圖KSD1第73頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月七.單相串激電機(jī)火花等級的劃分

火花等級

碳刷下火花程度

判斷標(biāo)準(zhǔn)1級

無火花換向器上沒有黑痕,碳刷上沒有灼痕.11/1級碳刷邊緣僅小部分(約1/5至1/4刷邊長)有斷續(xù)的幾點(diǎn)點(diǎn)狀火花換向器上沒有黑痕,碳刷上沒有灼痕.11/2級碳刷邊緣大部分(大于1/2刷邊長)有連續(xù)的較稀的顆粒狀火花換向器上有黑痕,但不發(fā)展,用汽油擦其表面即能除去,同時(shí)在碳刷上有輕微灼痕.2級(電動工具要求火花等級在2級以下)碳刷邊緣大部分或全部有連續(xù)的較密的顆粒狀火花,開始有斷續(xù)的舌狀火花換向器上有黑痕,但不發(fā)展,用汽油擦其表面不能除去,同時(shí)在碳刷上有輕微灼痕.如短時(shí)出現(xiàn)此種火花,不會對換向器和碳刷造成損壞.3級碳刷整個(gè)邊緣有強(qiáng)烈的舌狀火花,并伴有爆裂聲音換向器上黑痕嚴(yán)重,用汽油擦其表面不能除去,同時(shí)在碳刷上有嚴(yán)重灼痕,引起環(huán)火,碳刷將被燒焦或損壞.第74頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月八.單相串激電機(jī)的能量損耗及效率較低的原因1.單相串激電機(jī)的能量損耗包括電氣損耗和機(jī)械損耗.A.電氣損耗包括:a.定子繞組的銅耗,約占輸入功率的10-14%;b.轉(zhuǎn)子繞組的銅耗,約占輸入功率的8-12%;c.定轉(zhuǎn)子鐵芯的總鐵耗,約占輸入功率的12-17%;d.換向損耗和電刷壓降損耗,約占輸入功率的1-3%;

第75頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

銅耗是由于電機(jī)電流流過繞組銅線而造成的,它使繞組發(fā)熱,定轉(zhuǎn)子鐵耗是由于定轉(zhuǎn)子鐵芯被磁化而造成的,它由磁滯損耗和渦流損耗兩部分組成,電氣損耗還包括換向損耗和電刷壓降損耗. B.機(jī)械損耗包括風(fēng)摩損耗、軸承損耗、碳刷摩擦損耗.轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁化損耗和諧波損耗等,約占輸入功率的6-10%;

以上各種損耗之和,即總損耗約為輸入功率的37%-56%左右.第76頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月八.單相串激電機(jī)的能量損耗及效率較低的原因2.單相串激電機(jī)的能量平衡可用功率方程式表示如下:P1=P2+∑P

P1:輸入功率,P2:輸出功率,∑P:總損耗

3.單相串激電機(jī)的效率公式為:?=P2/P1=(P1-∑P)/P1=(UIcos￠-∑P)/P14.單相串激電機(jī)的效率低的原因從上面的各種損耗的大概計(jì)算可知,總損耗包括電氣損耗和機(jī)械損耗,總損耗約占輸入功率的37%-56%左右,而這些損耗最終都轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)出去,造成電機(jī)溫升的升高,所以一般單相串激電機(jī)的效率都是在35%-60%左右,經(jīng)過大量的計(jì)算和實(shí)踐證明,輸入功率越小轉(zhuǎn)速越低的電機(jī)效率越低,輸入功率越大轉(zhuǎn)速越高的電機(jī)效率越高,只有少部分大功率高轉(zhuǎn)速的電機(jī)可以達(dá)到60%以上,如電圓鋸、高速角磨、斜斷鋸、臺鋸、切割機(jī)的電機(jī)等.

第77頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月八.單相串激電機(jī)的能量損耗及效率較低的原因3.單相串激電機(jī)的能量流程圖

輸入功率P1輸出功率P2約占輸入功率的35%-60%電氣損耗:約占輸入功率的

31%-46%機(jī)械損耗:約占輸入功率的

6%-10%第78頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月九.單相串激電機(jī)最大殘余不平衡量的計(jì)算方法及解決振動的措施

1.最大殘余不平衡量:指轉(zhuǎn)子在空載轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)子上剩余的不平衡量不至于導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的振動,此時(shí)轉(zhuǎn)子上剩余的不平衡量稱為轉(zhuǎn)子的最大殘余不平衡量.2.最大殘余重心偏移距離:指轉(zhuǎn)子上的最大殘余不平衡量偏移轉(zhuǎn)子軸中心的距離,其計(jì)算公式為:e=9550×G/n(單位μm)

其中:G為平衡精度,一般電動工具的平衡精度規(guī)定為G6.3級,即G=6.3mm/s,n為轉(zhuǎn)子的空載轉(zhuǎn)速,單位:rpm(注:國際標(biāo)準(zhǔn)ISO1940-1973(E)旋轉(zhuǎn)剛體平衡精度,將平衡精度等級分為G0.4-G4000,共11級,數(shù)值越小,要求的平衡精度越高)3.最大殘余不平衡量的計(jì)算公式為:m=M×e/r(單位g)

其中M為轉(zhuǎn)子的質(zhì)量（Kg）,e為最大殘余重心偏移距離(μm),r為轉(zhuǎn)子的半徑(mm).4.下面以電圓鋸的轉(zhuǎn)子舉例來計(jì)算最大殘余重心偏移距離和最大殘余不平衡量

第79頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月九.單相串激電機(jī)最大殘余不平衡量的計(jì)算方法及解決振動的措施電圓鋸轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為0.57Kg,轉(zhuǎn)子外徑