串激电机技术讲座精.ppt

串激电机技术讲座1第1页，本讲稿共29页第一节 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，本讲稿共29页1.2 1.2 常见电机常见电机l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（广泛地应用家用电器上，风扇、冰箱、油烟机等）l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）l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）l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，本讲稿共29页1.3 1.3 串激电动机串激电动机l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l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 MotorSeries Motor/Universal Motor第4页，本讲稿共29页1.4 1.4 串激电机等值电路串激电机等值电路l定子线圈与转子线圈在电路上是串联l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。l这正是串激电动机可以交流、直流两用的原因lIf=2*Ia第5页，本讲稿共29页1.5 1.5 如何改变一台串激电机的转向？如何改变一台串激电机的转向？l改变定子线圈接线方式，碳刷线与电源线对调l一对碳刷线对调l改变转子线绕线方式l对调电源线进线无效果第6页，本讲稿共29页l机械特性即负载与转速的关系改变转子线绕线方式l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1.61.6串激电动机的机械性有什么特点？串激电动机的机械性有什么特点？第7页，本讲稿共29页1.71.7换向火花形成原因换向火花形成原因l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l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）l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，本讲稿共29页1.8 1.8 转子电阻转子电阻l转子电路由24个小线圈串联而成；l一个线圈头、另一个线圈尾、换向片三者相联结；l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；l片间电阻：1个线圈与23个线圈并联电阻；l对角电阻：12个线圈与12个线圈并联电阻；lRb=R180*4*(K-1)/K2 第9页，本讲稿共29页1.9 1.9 串激电机结构串激电机结构l机械结构：定子、转子、轴承、前后支架、碳刷l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，本讲稿共29页第二节 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，本讲稿共29页2.2 2.2 单叠绕组单叠绕组l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l生产实践中大多数采用单叠或单波绕组l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，本讲稿共29页2.3 2.3 单波绕组单波绕组第13页，本讲稿共29页2.4 2.4 生产中实用的绕线图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，本讲稿共29页2.5 2.5 寻找起钩？寻找起钩？l图纸的起钩究竟在转子的什么位置？l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；l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。l若以转子下一个虚拟线圈为例，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 每一槽的起始钩第15页，本讲稿共29页寻找尾钩？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，本讲稿共29页2.6 2.6 怎么观察偏钩？怎么观察偏钩？-图纸图纸l寻找图纸上的尾钩（第23钩）l以线圈所在的槽与尾钩来比较，一般以靠近尾钩的槽。l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17页，本讲稿共29页留底绕线：本槽比起钩（绝对是留底绕线：本槽比起钩（绝对是1 1槽槽2 2钩）钩）第18页，本讲稿共29页怎么观察偏钩？怎么观察偏钩？-转子转子l一般以最后一槽线圈来作比较l尾钩（双钩线）l以靠近尾钩的一槽来与尾钩比较，偏几钩？l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，本讲稿共29页2.7 2.7 判定依据判定依据?l槽、钩数，槽、钩对齐情况l（左、右）偏几钩l叠绕方向（右叠绕、左叠绕）l尾线有无绕过180挂钩l留底与否第20页，本讲稿共29页2.8 2.8 绕线机参数计算绕线机参数计算三门巨力三门巨力绕线机绕线机l1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：Al1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绕线机绕线机 起钩数：起钩到线圈中心线所跨过的换向片数：Bl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，本讲稿共29页ABAB速算表速算表(三门巨力绕线机三门巨力绕线机)右叠绕右叠绕 左叠绕左叠绕 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 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，本讲稿共29页例例1 1第23页，本讲稿共29页例例2 2第24页，本讲稿共29页例例3 3第25页，本讲稿共29页例例4 4第26页，本讲稿共29页例例5 5第27页，本讲稿共29页例例6 6第28页，本讲稿共29页2.9 2.9 几个问题的补充几个问题的补充l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绿第29页，本讲稿共29页