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1、电机的基本功能与分类电机的基本原理电机的基本结构,前言,电机是以磁场为媒介进行机械和电能互相转换的电磁装置。把电能转换为机械能的称电机，相反则为发电机。电机分类的方法众多，通常按照以下几种类型来划分：1.从能量角度划分：为发电机、电动机、变压器。2.从电流角度划分：直流电机和交流电机（交流电机包括变压器、异步电机和同步电机n=60f/p 单位为r/min，它是取决与电频率f和电机磁极对数p的一个常数。凡是电机转数等于n的称为同步电机，不等于n的称为异步电机或者感应电机，没有固定n的为直流电机）。3.从运动方式划分：旋转电机、直线电机、静止电机（即变压器）。4.从使用场合还可划分为潜水电机、防暴
2、电机、航空电机等。,电机的基本原理,电机是通过电磁感应原理来实现能量转换的，因此，电和磁是构成电机的两大要素。电在电机中主要是以路的形式出现，即由导体、线圈、绕组构成电机的电路。磁在电机中则是以场的形式存在的，一般工程分析计算时，为了方便，常将磁场简化为磁路。,1-1电机的工作原理,直流电机可作为发电机运行，也可作为电动机运行，这就是电机的可逆原理其基本结构与直流发电完全相同(如FM-70K3-LE-CF)。将两个电刷加上直流电源，即如下图所示时，则有直流电流从电刷A流入，经过线圈abcd，从电刷B流出，根据电磁力定律，载流导体ab和cd受到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定两段导体受到的力
3、形成一个转矩，使得转子逆时针转动。当电枢转过90时，两个线圈边均处于磁通密度B=0的位置，线圈中就没有电流流过，转矩便消失。由于机械惯性的作用，使电枢冲过一个角度，这时线圈中又有电流通过，其流通 途径为通过电刷A、换向片2、线圈边dc和ab，最后经换向片1及电刷B到达电源的负极。,1-2电机的工作原理图,旋转电枢式的直流电机电枢旋转、磁极固定，带有换向器,通过换向片，电刷1总与位于N极下的导体相连，极性为正电刷2与位于S极下的导体相连，极性为负,1-3左手定则,左手定则亦称“电动机定则”。它是确定通电导体在外磁场中受力方向的定则。其方法是：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并都与手掌在同一平面上
4、。设想将左手放入磁场中，使磁力线垂直地进入手心，其余四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是磁场对电流作用力的方向。,2-4电磁力,载流导体位于磁场中时，导体上受到力Fe,直流电机的励磁方式,2-1电机的构造,电动机结构主要包括两部分：定子和转子。电机的固定不动部分称为定子，定子一般是由定子铁芯、定子绕组、机座、电刷装置等组成。电机的旋转部分称为转子，转子是由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴承、风扇和转轴等组成。,直流电机的基本构造,直流电机的基本构造,1-2电机的构造图,大壳：首先，大壳为什么选用铁制品的，而不用塑胶的呢？因为铁导磁率大，而且利于散热。材质：大部分都是用冷轧钢板。冷轧薄钢板是普
5、通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。,首先，大壳为什么选用铁制品的，而不用塑胶的呢？因为铁导磁率大，而且利于散热。材质：大部分都是用冷轧钢板。冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称，俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其
6、机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板，在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。日本冷轧碳素薄钢板 适用牌号：SPCC、SPCD、SPCE 符号：S-钢（Steel）、P-板（Plate）、C-冷轧（cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压级（Draw）、E-深冲级（Elongation）热处理状态：A退火、S-退火+平整、8（1/8）的硬质、4（1/4）的硬质、2（1/2）的硬质、1硬质。日本电镀锌薄钢板适用牌号：SECC（原板SPCC）、SECD（原板SPCD）、SECE（原板SPCE）锌层代号：E8、E16、E24、E32符号：S-钢（Steel）、E-电镀
7、（Electrodeposition）、C-冷轧（Cold）、第四位C-普通级（common）、D-冲压级（Draw）、E-深冲级（Elongation）。锌层代号：E-电镀锌层，8、16、24、32表示锌附着量，单位为g/m2，镀层厚度（单面）1.4、4.2、7.0。表面处理代号：C-铬酸系处理、O-涂油、P-磷酸系处理、S-铬酸系处理+涂油、Q-磷酸系处理+涂油、M-不处理。标记：产品名称（钢板或钢带），本产品标准号、牌号、表面处理类别、锌层代号、规格及尺寸、外形精度。,磁石,磁石的分类：大致可分位铁氧体和钕铁硼两种。如何衡量磁性能的高低？主要有三个参量：剩磁Br（Residual Ind
8、uction）,单位Gauss，是衡量磁体对外所能提供磁场强弱的参量；矫顽力Hc（Coercive Force），单位Oersteds，是衡量抗退磁能力的参量；磁能积BHmax,单位Gauss-Oersteds,是表征所能存储能量多少的一个物理量。铁氧体磁石特点：*采用粉末冶金方法生产、剩磁较低，回复磁导磁率小*矫顽力较大，抗去磁能力较强，特别适宜于用作动态工作条件 的磁路结构*材质硬且脆,可以金刚砂工具进行切割加工*主要原材料是氧化物（四氧化三铁），故不易腐蚀*工作温度：40至+200 钕铁硼磁石特点：*采用粉末冶金方法生产、剩磁较高、矫顽力较大、体积小。*相对较脆、价格高,胶底盖,胶底盖大
9、多是塑胶成型，也有部分大马达底盖用铝合金和锌合金的。塑胶成型的大多选用尼龙、PBT、ABS等为材料。选用的根据主要从使用的物理性能、化学性能、电气性能以及价格方面考虑决定的。（个别是客户指定）,电刷（碳精）：关于碳刷的种类，大致可分为以下几种：-铜石墨材料、-树脂粘结材料、-电化石墨材料、-天然石墨材料。,电刷是起导通（即电流传输的功能），应具备以下三种要求。1.其材料应具备在整流子换向时提供润滑以及电流传输功能。2.能在电刷寿命与整流子或滑环状况方面取得一种平衡。3.在大多数情况下能够形成平滑以及连续的氧化膜。电刷四项物理性能:1.电阻率、2.抗折强度、3.肖氏硬度、4.密度 1.电阻率电阻
10、率越高，对火花压制越有利；电压降会增加，电机的效率会下降；同时，炭刷的温升会增加，有可能会导致炭刷胀死在刷架中。2.抗折强度抗折强度越高，炭刷越耐磨。3.硬度硬度越高，炭刷越耐磨，噪音会增大；同时对换向器的磨损也会增加。4.密度密度对炭刷性能的影响最小。定性地讲，密度越高，炭刷越耐磨。综合来讲，电阻率和抗折强度对炭刷的性能起着决定性作用。这四个参数是相互作用的。它们的影响作用如下：密度硬度电阻率抗折强度 密度硬度电阻率抗折强度 弹簧弹力与电刷的机械磨损和电气磨损关系如下：弹簧弹力机械磨损电气磨损 弹簧弹力机械磨损电气磨损,杯士,马达使用的杯士主要有粉末冶金烧结杯士和滚珠杯士。选用何种杯士主要是
11、根据客户的要求，实际应用场合以及单价方面考虑决定的。相对来说烧结杯士的单价要比滚珠杯士便宜得多，但是径向如果受负荷大的话就得用滚珠杯士。然而烧结杯士的选用要比滚珠杯士选用较为复杂，因为滚珠杯士是系列化的标准品，而烧结杯士大多是根据自己要求指定的，选用时不仅要考虑承受的面压、PV值以及含油种类等。,电器元件：电容（磁介电容、纸介电容、电解电容）电感、变阻器（国内叫压敏电阻）、电阻、PTC（国内叫热敏电阻）、恒温器、温度管等。,磁介电容：阻直流，通交流。纸介电容：稳定电压，消减电磁杂波。电解电容：稳定电压。电感：消除电磁杂波(形象的说是通直流，阻交流），主要在低频起作用。变阻器：稳定电压，吸收电磁杂波、减少火花。电阻：限制电刷的作用。PTC、恒温器、温度管：都是保护回路的作用，但三者使用又有区别。,铜头（换向器）,1.换向器的功用及要求:2.换向器材料3.换向器的结构:4.换向器设计的其它考虑因素:5.换向器的检验:6.换向器的安装及运转要求:7.供货商所作换向器质量测试:,芯片,芯片都是用硅素钢板制作的。使用的JIS牌号有H-9、H-12、H-18、H-23、H-30。牌号的不同主要是代表铁损的大小和含硅量的大小。含硅量大的铁损就小，马达发热也就小。,结 束,谢谢大家！,
