概述:
串励电动机作为电机家族的一员,它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工具中.随着家用电器的普遍应用,它的前景越来越广大.
1.1串励电动机的定义:
定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机.
1.2串励电动机的基本结构:
串励电动机主要是由定子,转子,前、后端盖(罩)及散热风叶组成.定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴,电枢绕组及换向器组成,其作用是保证并产生连续的电磁力矩,通过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能; 前后罩起支撑电枢,将定、转子连结固定成一体的作用. 其中转轴,前、后罩要有足够的强度,以防电枢与罩发生共振现象,引起振动和危险.一般前、后罩内有滚动或滑动轴承.
1.3串励电动机的特点:
1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性:
不论是交流电还是直流电;不论是60Hz还是50 Hz;不论12V、24VDC还是110V、220V、240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机.
1.3.2它的转速高,调速范围广:
它的转速范围为3000~40000RPM,在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速范围.家用电器正需要这种高转速、宽调速范围的电机. 因感应电机达不到高转速(不大于3000
RPM).例如吸尘器,它需要高转速在容器内外形成负压,以产生吸力.
1.3.3启动力矩大,体积小:
当负载力矩增大时, 串励电动机能调整自身的转速和电流,以增大自身的力矩.
1.4串励电动机的设计特点:
串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计.一个设计优良的串励电动机,不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求,还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上
优化,既使电机能通过相关的实验考核,符合Array相间的标准,又节省材料和工时.
二、串励电动机基本工作原理
2.1基本原理:
如左图一,它是串励电动机的基本工作
原理图.电流流经上部定子线圈,产生一定方
向的磁场;然后经碳刷进入换向器(铜头),再
在转子绕组中分成上、下并联支路流过,导流
的转子线圈在外部磁场作用下产生力,从而
使转子转动,铜头使转子中的电流始终保持上下对称、连续;电流最后从另一个碳刷出来进入下部定子.因上部与下部定子线圈绕线方向一致,致使上、下定子产生的磁场同向,这是必须保持一致的.
2.2 串励电动机为何能按设计方向连续转动?
如左图二: 其为串励电动机外接直流电时电 流、磁通及力矩曲线.电流通过定子线圈的激磁方向由线圈的进、出线以及绕线方向决定. 如图中电流I,可产生磁通Φ1和反向磁通Φ2,而对于串励
电动机,其力矩方向由电流I 及磁通Φ两个矢量决定.这就是定子绕线后接线的开口及交叉决定反正、转向的原因.
正向电流如经绕组产生正向磁场,则电机
产生正向力矩,即正转. 反之则反转. 如左图三,对于单相串励电动机,因电流为交
,则在定子中产生滞后约
°的交变正弦波磁场, 如图中Φ1和Φ2.其电流与磁,从而产生形象同于全波整流波.当定子绕组顺绕时产生上半部分力矩波, 即产1T ,反之则产生负向2T .这样就决定了.
2.3 换向电磁原理
在串励电动机的设计过程中,关于串励电动机的换向问题是最关键的.因为换向状况的好坏直接决定了电机寿命及对无线电 设备电磁干扰的好坏.怎样改善串励电动机的换向火花是一个复杂而困难的问题.
如图一, 欲使力矩Tm 的大小
和方向保 持为恒定,即Φ及I 在空间上的相位必须恒
定.假使转子沿着轴向旋转,而导体流过的电流却仍未换向,则作用力便无法维持恒定,上述状况便无法
成立,这就需要换向. 电枢旋转时,
使每一组件边在经过一固定位置时,其电流得以切换的装置叫换向器(铜头). 组件: 对于串励电动机,指连接两换向片,由进出两线头所连接的多匝线圈为一组件,因组件和换向片一一对应,所以组件数和换向片数相等.
如图四和五表示一个单迭绕组(迭绕对于串励电动机指:任意两串联的线圈都是后一个紧迭在前一个上面,每个组件的始端与终端分别焊接在相邻两换向片上的绕组)电枢的换向过程.设其换向器片数为8,换向器由右向左逆时针运动,并设碳刷宽稍大于一个换向片的宽度.因碳刷位置是固定不变的,开始时换向片1与碳刷完全接触,组件8的下组件边及组件1的上组件边电流合为2i a 流出;当换向器转动至碳刷与换向器片1和2接触处,组件1被短路,组件8的下组件边及组件2的上组件边也合为2i a 流出;当碳刷与换向器片2完全接触时,组件2的上组件边及组件1的下组件边合为2i a 流出,这样换向片1换向完成,组件1中的电流方向由+i 变为-i .,完成此换向过程的时间称为换向周期T K .设此电机负
载转速为12000RPM,则41025.68
1200060
-==
x x T k 秒. 2.4 引起换向火花的原因
,其换向周期特短,一般在.在这么短的时间内,要释放电机换向,必然会引起火花.换向组件:
P=(e r +e a )i+e kt i
.只有明
,才能有效地找到
.对于串励电动机,一般要求e kt r +e a )≦4.5V.
电抗电势e r
T K 内,换向组件中电流由+i a 变 (包括槽漏
).
从而在换向组件中产生漏自感电势e L ;同时进行换向的其它组件,通过互感作用在该组件中还感应出互感电势e m .
k
a r r m L r T i L dt di
L e e e 2=-=+=
其中L r 为换向组件的等效漏电感. Lr ∝ W 2?·L
W –––换向组件之匝数, L –––电枢铁芯长 .
即k
a r T i L W e ??∝2
.这说明电机同一组件,其匝数越多,转速越高,电流越大,则电抗电势就愈大.
2.4.2 旋转电势e a
2.4.2.1 电刷放在几何中性线位置
如图一,电机可视为有两个磁场:定子激绕组产生的直轴主磁场Φd 及电枢绕组产生的交轴电枢磁场Φaq,此时换向组件轴线与主磁场轴线重合,当电机旋转时,换向组件在交轴电枢磁场中产生的旋转电势大小为: aq a B L V W e ???=2
W –––换向组件匝数
端部漏磁通
V –––电枢线速度; L –––铁芯长;B aq –––交轴电枢反应产生的磁密.其中B aq ∝W ．i a , 则a a i L V W e ???∝2.
可见e a 的大小与组件匝数平方、线速度及电流成正比;旋转电势e a 与电抗电势e r 方向相
同,总是企图阻止换向组件内电流的变化,使换向延迟.
2.4.2.2 电刷不在几何中性在线:
如图七所示,当电刷偏离几何中性线一定角度β时,换向组件既切割电枢
磁场,产生旋转电势e a ;又切割主磁场,产
生对应的旋转电势e m .它们符合右手安培定则.
β角越大, e m 越大.且e m 的电势方向同e r 的相反.
2.4.2.3 变压器电势e kt
换向组件轴线与主磁场轴线重合,脉振主磁场Φd 与换向线圈匝链,产生变压器电势.
d kt fW
e Φ=44.4
因Φd 与换向组件匝链,故e kt 数值很大,且比(e r +e a )大.其中:
W –––换向组件匝数 f –––电源频率. 2.5 改善火花的方法
改善换向火花的方法大体有下列几种:
2.5.1 使碳刷逆转向偏移一合适角度或将电枢组件与换向片的连接顺旋转方向移一角度.
如图七所示: 当碳刷逆转向偏离β角后,换向组件产生的直轴旋转电势e m 与交轴旋转
电势e a 及电抗电势e r 的方向相反,这样就出现(e a +e r -e m )使换向需释放的能量p 减小,从而改善了火花.β越大,使得e m 越大,则出现e m >>(e r +e a ),同样使能量p 增大,不利换向,这样会使原本延迟的换向变为超前,同时还使电磁转矩下降,故需合适的β角.
在实际设计中,因碳套固定在罩上,其位置不能变,故往往采用将电枢组件与换向片的连接顺旋转方向移一角度.例如下图八所示.
图八(a)所示为换向组件产生的(e a+e r)大,因而火花大;当碳刷逆转向移动两片换向片时,产
瓜瓜
生的e m使(e a+e r-e m)=0(如上图八中b所示).在要求碳刷位置不变的情况下,则将电枢组件与换向片的连接顺旋转方向位移两片换向片(如上图八中c所示).
当然,事情也有其特殊性.如上图九所示: 图(a)表示对于整距绕组的电枢,此时换向火花好,即(e a+e r-e m)=0,图(b)表示将整距绕组变成短距绕组,此时下组件边处在S极下靠中心区的地方,切割电势e m>(e r+e a),出现火花现象; 图(c)表示采取了电枢组件与换向片的连接逆转向移动了一个换向片,使e m减小,从而达到(e a+e r-e m)=0的目的,改善了火花.
2.5.2采用高的激磁绕组与电枢绕组匝数比(即低的电枢绕组与激磁绕组匝数比).
从电抗电势及旋转电势的公式可知,其数值的大小均与W的平方成正比,故减小换向组件匝数(即是减少电枢总匝数)可较快地减小(e r+e a),从下一节的电机设计知识可知,单相串励电动机只要保持定、转子匝数乘积不变,改变定、转子匝数,不会使电动机主要性能发生大的变化,为了减小换向组件中的感应电势,改善换向,宜采用小的电枢匝数.
当然,为了保证效率及温升,不是电枢绕组与激磁绕组的匝数比越小越好,一般串励电机取在1.5~2.0.
2.5.3增加每槽并列组件数n d,即增加换向片数.
在电机整体性能已定的条件下,即电枢绕组与激磁绕组已定,这时要改善火花,可采用增
加换向片数的方法改善火花.因e r 、e a 与换向组件的匝数平方成正比,e kt 与换向组件匝数成正比,故减小换向组件匝数会大大降低(e a + e r )及e kt 值.在电枢绕组总匝数已定情况下,增加每槽并列组件数n d ,即减少了换向各组件匝数,它需通过增加换向片数的方法达到.因增加换向片数后,换向周期T K 相对减少,故实际效果并未达到平方关系,但可改善许多,特别对于高电压电机,因每组件的匝数相对于低电压来说多得多,故采用增加换向片数效果显著. 2.5.4 采用短距绕组.
如图十中(1)所示,当采用整距绕组时,虽然整距绕组可产生最大的电磁力矩,但换向的上下
组件边在同一电枢
槽内.从电抗电势e r 的描述中可知,这时上下组件通过互
感作用在各组件边
中感应的互感电势
e m 增大,使火花增
大.当采用图中(2)的短距绕组时,虽
然电磁力矩稍有减小,但换向的上下
组件边不在同一槽内,从而减小了 e m 降低了火花.实际
绕线机上,采用的全是短距绕组,这样便于双飞叉绕线. 2.5.5 增大气隙
如图十一所示,因交轴电枢反应在顺主磁场方向使直轴磁场增强,在逆主磁场方向使直
轴磁场减弱,如图十一中曲线2;结果使主磁场波形发生畸变,如图中曲线3;主磁场的畸变
会影响换向组件中感应
电势的大
小,影响换向.因
气隙磁阻大,故增大气隙
会削
俱禯
78瓜
祏禯
弱这种畸变,但气隙过大,使主磁路磁阻增大,效率下降,温升变差.单边气隙一般取0.2~0.5之间.
2.5.6 合适的电刷宽度、材料、压力以及换向器的材料和加工质量.
对于串励电机,只要保证电流密度不大,一般碳刷不宜过宽.碳刷过宽,则被短接的组件
数过多,换向组件的互感电势大,不利换向;同时电磁力矩会减小,使得温升变差.但电刷过窄,会减小换向周期,增加换向电势,也不利换向;同时电刷过窄电密过大和机械强度变低,都会影响到电刷的寿命.一般电刷宽度取(1.2~2.5)片换向片宽.
单相串励电动机一般选用碳化石墨或人造树脂粘洁剂碳刷.为改善换向最好选用硬质电化
石墨电刷,因其有较大电阻率,电刷与换向器的接触电阻较大,能较好地抑制换向过程中的短路电流,有利换向减小火花.一般碳刷的电阻率要求为: 30,000~100,000μΩ.cm,能存受的电密为10A/cm 2.
电刷压力大小对换向性能和电刷损蚀有很大影响.压力大可减少火花,但磨损速度大幅度增加,压力小使换向器在换向时出现烧蚀.一般取300~500g/c ㎡.
换向器的材料一般为紫铜制作,为改善换向及寿命,串励马达一般选用含银的银铜合金.加工光洁度一般在0.4~1.2间,跳动量一般控制在5μ左右. 三、 单相串励电动机设计 3.1 基本公式: 3.1.1 反电动势E:
对于直流串励电动机: )(10106088v n c n a
PN
E e --?Φ=?Φ= 其中: P –––极对数; N –––电枢总的导体数
a –––电枢绕组并联支路对数 Φ–––每极气隙磁通量 n –––电机转速
对于单相串励电动机: )(102608v n k a
PN
E p -?Φ=
k p –––电枢绕组短距系数. 3.1.2 电压平衡方程式:
对于直流串励电动机: b f a a U R R I E U ?+++=)( R a ---––––电枢绕组电阻
R f ––––激磁绕组电阻
?U b ---––––电刷与换向器间压降
对单相串励电动机: 22
r x
U U U += Ux----–––端电压有动分量
Ur ––––端电压无功分量 3.1.3 电磁力矩公式:
对于直流串励电动机: a m I PN
T Φ?=
a 2π; 对于交流串励电动机: θπcos 2
2N p m I K a PN
T Φ?=
.(此为平均力矩,非瞬时力矩)
其中:θ --––– 电枢电流超前主磁通的相角.
3.1.4 每极气隙磁通量为:
δδδταB L ...=Φ
δα-- ––– 极弧系数 τ ––– 极弧长度 δL -- ––– 电压铁芯计算长
δB -- ––– 气隙磁密
3.1.5 转速:
略去电刷和换向器之间的压降△U b ,则直流串励电动机的转速:
Φ
+-=e f a a C R R I U n )
(
对单相串励电动机,在略去ΔU b 和假设θ=0的条件下有:)(f a a r R R I E UCOS U ++==?
n C E e Φ=2
1
则Φ
+-=
e f a a C R R I uCOS n )]
([2?.
3.2 电机主要参数之间的关系
3.2.1 电负荷(线负荷)、电密及发热因子之间的关系.
电负荷A 定义: 沿电枢圆周单位长度上的安培导体数称为电负荷.
公式: D
2πa NI
A =
N -- ––– 电枢总导体数 D --––– 电枢外径
a ––– 电枢绕组的并联支路对数
电密J:- 导体单位横载面积上通过电流的大小.
2
4d
I
J =π d --––– 导体直径
发热因子: 电枢绕组的线负和导体电密J 的乘积A ·J 叫发热因子.它决定了电机温升的高低.
2
22
2242Dd a NI d I D a NI J A πππ=?=? 从上可见,在电流一定的条件下,对于整个电机有:
a. 导线的横载越大,则温升越低;
b. 电枢直径越大,则温升越低;
c. 电枢匝数越小,则温升越低.
但在实际情况中,为了增大力矩,往往电枢匝数较大,使得电枢温升高于定子线圈部位的温升.电机绝缘等级越高,允许发热因子的数值越大,一般对串激电机,A ·J 为700~1400安/厘米?安/毫米2). 3.2.2 电机的体积、转速与功率之间的关系.
对于串励电动机 :
δ
αB A p n L D p ???=??'
21
6' 因串激电动机ηN
P P ='则P
n L D P n L D η
???=??22'
式中: 'P ------ 计算功率, η ------- 效率, P -------- 额定功率, '
P α -------- 计算
极弧系数, L D ?2------- 类同于电机的体积. 从上可知:
a. 在要求的转速与计算功率比值一定的条件下,改用不同类型的电机芯片(即改变D),
则可通过改变铁芯长度L 来保证达到相同的性能;
b. 在电机的芯片与长度一定的条件下,要求的功率越大,则转速越高,如若要保证工作点
的转速,则应提高工作点的效率;
c. 在功率一定的条件下,可提高转速以减小电机体积.
3.2.3 利用系数K A 与力矩之间的关系.
利用系数K A 它反映了产生单位计算转矩所耗用的有效材料.
n
L D P K A ?=2'
因''T n P =,则L
D T K A ?=2'. 可见: 在D 2·L(即电机体积)一定的条件下,产生的力矩越大,则利用系数越高. 3.2.4 电负荷与磁负荷之间的关系.
由δ
αB A p n L D p ???=??'
216'可知: a. 若线负荷A 不变,气隙磁密B δ增大,则电机体积减小,用铁量减小;同时因铁损与2δB 成正比则电机铁耗增大,温升也将升高;同时气隙磁层降和磁路饱和程度增加,功率因子下降;
b. 磁负荷B δ不变,线负荷A 增大,则电机体积减小,用铁量减少;因B δ一定,而铁芯重量减小,则铁耗减少;同时因每极磁通变小,为了产生一定的感应电势,则绕组匝数必须增加,致使用铜量增加,铜耗随之增加,使绕组温升增高.
电动机基本知识 电动机通常简称为电机，俗称马达，在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的作用就是将电能转换为机械能。 1、按工作电源分类 根据工作电源的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机根据电源相数分为单相电动机和三相电动机。直流电动机又分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 2、按结构和工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为同步电动机和异步电动机两种。同步电动机又分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机 3 种。异步电动机又分为感应电动机和交流换向器电动机两种。感应电动机又分为单相异步电动机、三相异步电动机和罩极异步电动机3 种。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机 3 种。 3、按启动与运行方式分类 电动机按启动与运行方式可分为电容启动式电动机、电容启动运转式电动机和分相式电动机。
4、按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、复读机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀、电动自行车、电动玩具等）用电动机、其他通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 5、按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（早期称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（早期称为绕线型异步电动机）。 6、按运转速度分类 电动机按运转速度可分为低速电动机、高速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。调速电动机除可分为有极恒速电动机、无极恒速电动机、有极变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM 变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 7、按防护形式分类
吸油烟机电动机基本 原理
精品资料 吸油烟机电动机基本原理一、吸油烟机核心技术是什么？ 人最重要的部位是心脏、大脑，汽车的心脏是发动机。所以吸油烟机的核心是电机，电机质量决定吸油烟机质量。开关则是吸油烟机的大脑（中枢神经）。 二、吸油烟机结构： 定子—纯铜线电机、铜包铝线电机、铝线电机 转子-铸铝转子 轴承-双滚珠、单滚珠、含油（粉沫） 机壳-铝机壳、铁机壳 定子铁芯-硅钢片、叠厚（18、20、24、26、28、30、32） 保护装置-可复式温控器、一次性温控器。 三、影响吸油烟机电机质量的主要因素 1、电机温升-国家标准90K，内控温升75K以内。与风轮、风柜、风道有关。 2、漆包线质量：必须经过匝间绝缘试验。不经过匝间绝缘试验的电机，容易出现短路、无力现象。 3、轴承质量-目前日本NSK、NTN质量最好。国内轴承已经成熟，目前使用的是国内轴承。含油（粉沫）轴承寿命短。 4、平衡问题会影响噪音——转子平衡、定子平衡、轴承室平衡、轴承质量等。 5、吸油烟机功率是否越大越好？ 烟机的输入功率和排风量并没有任何直接的关联。真正最直接影响排风量是电机本身的输出功率，输出功率越大，相对来说电机的力度越大，转速越快。而烟机标注的输入功率并不等同于就是电机的实际输出功率。这是因为国际规定：吸油烟机电机功率不能大于标称值的120%，而没有规定不能小于多少，例如一个100W的电机标上280W也是合格的。这就是一些厂家钻了空子，故意标大功率，以至于消费者误以为其烟机功率大、性能好，误导消费者。所以，不能仅仅依照产品的表示你功率来判断产品性能。同时要参考产品标识的风量、风压参数。因此目前市场上的烟机功率标注也比较混乱。 所以说，决定吸油烟机的吸力使由电机本身的功率决定的，而不是由标注功率决定的。 四、吸油烟机电动机 1、15年专业生产经验。 2、核心技术由邦太掌握。 3、纯铜线、双滚珠轴承电机。 五、对外宣传： 吸油烟机好品质用“芯”制造-纯铜线绕组电机、日本NSK轴承、自动保护装置。专业制造、质量更有保障、寿命更长。 六、吸油烟机电机故障及处理方法 常见故障现象排除方法 电源接通后，按下运转档位，电机不转 1.插座坏，无电源。检查插座。 2.开关坏，或线路接触不良，检查开关及电气连接部位。 3.电机烧坏，更换电机 4.保险丝断 5.检查电容是否损坏 6温控器损坏。 电源接通后，按下运转档位，运转不正常，或电机不转，但有异常嗡嗡声 1、风轮安装不好，与相邻零件有摩擦，校正风轮。 2、电机轴上传动销轴脱落，重新装好销轴，校正风轮。 3、电容连接不良或电容已损坏，检查电容器或更换电容。 4、风轮受损变形。 5、轴承损坏更换轴承、更换风轮。 噪声过大 1、风轮固定螺丝松动，要安装。 2、风轮平衡度差。 3、电机轴承松动磨损，更换轴承。 4、修后风轮未装到位。 5、机体锣钉松动。 6、机体固定不牢固。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
破壁料理机[1-3]、研磨机等产品功能，完全达到、冰激凌机、料理机榨汁 机、破壁料理机豆浆机集合了，释放植物生化素的机器。细胞壁一机多用功能，可以瞬间击破食物 编辑简介[1-3]是在传统榨汁机、原汁机、料理机的基础上发展起来的，属最新破壁料理机45000（现磨豆浆、五谷粉等于一体。由于超高转速第四代果汁机，集打果汁、冰沙、分以上）能瞬间击破疏果的细胞壁，有效地萃取植物生化素，从而获得破壁/转而最新一代的果汁机在则养生首选家电产品。料理机的美名，是现代居家保健、还，、沙冰是集加热和搅拌于一体的更多功能的破壁料理机，不仅可以做蔬果汁、药材汤、粥品等。采用低转速破壁，增强扭力的技术。鱼汤豆浆、可以加热做打出的蔬和分解的缺点，而且效果更佳，不仅避免了蔬果高速击打营养容易氧化[果汁如丝般细腻。发展历史编辑21930第一代果汁机：榨汁机是一种可以将蔬果快速榨成果蔬汁的机器。它早在）发明Dr. Norman Walker 年由诺蔓·沃克博士（通过离心力从汁渣混合物中分离出果,工作原理：是采用电机带动旋刀高速旋转汁，是单螺旋设计。疏果浪费多，，出汁率低大约只有50%主要特点：转速每分钟约5000-20000转，果汁易变色，口感差，零部件多，清洗麻烦。其主要工作目的都是将第二代果汁机：原汁机是在榨汁机的基础上发展起来的，水果变成果汁，以提高口感和方便饮用。工作原理：低转速螺旋榨压方式，汁渣分离的形式结构，是双螺旋设计以上，分离式结75%主要特点：每分钟60转，低速榨汁，原汁机的出汁率可达构，渣汁分离，连续提取，出汁质量高，零部件多，清洗麻烦。冰沙料理机是在全食物全营养理念发展而来的集打果汁、豆浆、第三代果汁机：等于一体的机型从采用容杯和主机分式设计，通过高速旋转刀片将容杯的疏果打碎，工作原理：而释放蕴涵在疏果中的水分。专业文档供参考，如有帮助请下载。． 叶锋利刀片，打出疏果汁口感不够转、4主要特点：转速每分钟约20000-40000 50-65%，清洗简单。细腻，破壁率约在继承了料理机的设第四代果汁机：破壁料理机是在料理机的基础上发展而来的，计结构以及主要功能，由于转速更高，打出的豆浆、疏果汁更细腻、口感。高速旋转刀采用镭射六叶翘尾刀片设计，采用容杯和主机分式架构、工作原理：度循环瞬间击打，萃取疏果植物生化素。片产生了强大的食物涡流，可以360叶带锯齿刀片，打出疏果汁很细腻口6主要特点：转速每分钟在45000转以上，，清洗简单。感很好，破壁率约在80-95%增加热型的破壁料理机是在料理机和豆浆机基础上发展而来的，第五代果汁机：可做出比以往更多的在搅拌的基础上搭配不同的智能加热程序，加了加热功能，营养料理。使得采用增强扭力的技术即大大增强每次转动的力度，工作原理：低转速破壁，打出来的效果比高速打出来的更佳。底盘较重，刀片较大，三维设计的钝刀，700w-1200w主要特点：功率，可加热， 90%-96%。扭力高，转速低，破壁率在产品结构编辑3线路板、主机中包含有交流串激电机、控制面板、破壁料理机由主机和容杯组成。高温安全保护装置、外壳及通风装置等；容杯含有
风电机的基本原理和部件组成如下： 大部分小功率风电机具有恒定转速（定速定桨），叶片尖端的转速为64米/秒，在叶轮轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。但是，随着大功率风电机的研发并投入使用，风电机的转速不再恒定（变速变桨），叶片尖端的转速也随着叶轮转速的变化和叶片长度的不同而变化。所以站长推荐对不同类型的风电机单独查看其技术数据。（请参考产品信息） 风电机结构 一般风电机结构图（双馈机型） （1.轮毂 2.齿轮箱 3.机舱罩 4.联轴器 5.电控系统 6.发电机 7.冷却器 8.泵站 9.偏航驱动 10.偏航制动 11.偏航轴承 12.底座 13.弹性底座 14.叶片） 机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机叶轮，即叶片、轮毂和轴。 叶片：捉获风，并将风力传送到轮毂。在600千瓦级别的风电机上，每个叶片的长度大约为20米；而在5兆瓦级别的风电机上，叶片长度可以达到60米。叶片的设计很类似飞机的机翼，制造材料却大不相同，多采用纤维而不是轻型合金。大部分叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择，但这种叶片对大型风电机是不经济的。除此之外，已经有厂家用竹子做叶片，实际运行情况还有待试验。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在叶片市场出现，尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题，目前只用在小型风电机上。。实际上，叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓，通常是专门为风电机设计的。为叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面，诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计，即使在表面有污垢时，叶片也可以运转良好。
电动机的基本结构及工作原理 交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。 一、异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子： 定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。 电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。
2、三相异步电动机的转子： 转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。 三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌： 每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明： 型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特
▲1-3 风能具有哪些特点？ （1）风能蕴藏量大、分布广。（2）风能是可再生能源。（3）风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。（5）不同地区风能差异大。（6）风能具有不稳定性。 ▲1- 风力发电技术的发展状况 当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。 (1)水平轴风电机组技术成为主流。（2）风电机组单机容量持续增大。（3）变桨距技术得到普遍应用。（4）变速恒频技术得到快速推广。（5）直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。（6）大型风电机组关键部件的性能日益提高。（7）智能化控制技术广泛应用。（8）叶片技术不断进步。（9）适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。（10）低电压穿越技术得到应用。 （11）海上风电技术成为重要发展方向。（12）标准与规范逐步完善。 ▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围？ 由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线？ 在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。▲2-11 什么是风向玫瑰图？ 风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。 ▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的？ 由于叶片上方和下方的气流速度不同（上方速度大于下方速度），因此叶片上、下方所受的压力也不同（下方压力大于上方压力），总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。 ▲2- 风的测量设备？ 风向：风向标、光电管、码盘。风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。 ▲2- 风能资源评估及风电场选址 评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观选址：（1）风能质量好（2）风向基本稳定（3）风速变化小（4）尽量避开灾难性天气频发地区（5）发电机组高度范围内风速的垂直变化小。（6）地形条件好。（7）地址情况能满足塔架基础、房屋建筑施工的要求，远离强地震带等。（8）对环境的不利影响小。（9）尽可能接近电网并考虑并网可能产生的影响。（10）交通方便。微观选址：（1）考虑地形的影响（2）考虑机组的排列方式。 ▲4-7 什么是并网风力发电机变速恒频运行方式？哪些类型的发电机？ 在不同风速下，为了实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断进行调整，处于变速欲行状态，其发出的频率需通过一定的恒频控制技术来满足电网要求。双馈异步交流发电机，永磁低速交流发电机 ▲4-8 双馈异步发电机的基本工作原理。 (公式)n2为转自中通入频率为f2的三项对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转自本身的旋转速度（r\min），改变f2,即可改变n2。设n1为对应于电网频率50Hz时发电机的同步转速，而n为发电机转自本身的旋转速度，只要n+n2=n1，则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率f1不变。由转差率公式s=。。。可得f2=sf1。所以只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率的电流，双馈异步发电机可实现变速恒频运行的目的。 双馈型异步发电机实行交流励磁，励磁电流的可调量为其幅值、频率和相位。调节频率，可保证发电机转速变化时发出电能频率的稳定；调节幅值，可调节发出的无功功率；改变转子励磁电流的相位，调节了发电机的功率角。在一定工况下，转子也向电网馈送能量。 ▲4-9 叙述双馈异步发电机的功率流向。 （1）亚同步状态当n 概述: 串励电动机作为电机家族的一员,它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工具中.随着家用电器的普遍应用,它的前景越来越广大. 1.1串励电动机的定义: 定子励磁绕组和电枢(转子)绕组为串联,既可通直流又可通交流电,具有换向器换向的电动机. 1.2串励电动机的基本结构: 串励电动机主要是由定子,转子,前、后端盖(罩)及散热风叶组成.定子由定子铁芯和套在极靴上的绕组组成,其作用是产生励磁磁通,导磁及支撑前后罩;转子由转子铁芯,轴,电枢绕组及换向器组成,其作用是保证并产生连续的电磁力矩,通过转轴带动负载做功,将电能转化为机械能; 前后罩起支撑电枢,将定、转子连结固定成一体的作用. 其中转轴,前、后罩要有足够的强度,以防电枢与罩发生共振现象,引起振动和危险.一般前、后罩内有滚动或滑动轴承. 1.3串励电动机的特点: 1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性: 不论是交流电还是直流电;不论是60Hz还是50 Hz;不论12V、24VDC还是110V、220V、240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机. 1.3.2它的转速高,调速范围广: 它的转速范围为3000~40000RPM,在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速范围.家用电器正需要这种高转速、宽调速范围的电机. 因感应电机达不到高转速(不大于3000 RPM).例如吸尘器,它需要高转速在容器内外形成负压,以产生吸力. 1.3.3启动力矩大,体积小: 当负载力矩增大时, 串励电动机能调整自身的转速和电流,以增大自身的力矩. 1.4串励电动机的设计特点: 串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计.一个设计优良的串励电动机,不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求,还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上 优化,既使电机能通过相关的实验考核,符合Array相间的标准,又节省材料和工时. 二、串励电动机基本工作原理 2.1基本原理: 如左图一,它是串励电动机的基本工作 原理图.电流流经上部定子线圈,产生一定方 向的磁场;然后经碳刷进入换向器(铜头),再 在转子绕组中分成上、下并联支路流过,导流 的转子线圈在外部磁场作用下产生力,从而 目录 1前言 (3) 1.1电动机技术发展及现状 (3) 2电动机工作原理 (4) 3电动机的运行维护 (6) 3.1电动机启动前的准备 (6) 3.2起动时注意的问题 (7) 3.3电动机运行中的监视 (7) 3.3.1监视电动机的温度 (7) 3.3.2 监视电动机的电流 (8) 3.3.3 监视电动机的电压 (8) 3.4电动机运行中的注意事项 (8) 4 电动机的定期检查和保养 (9) 5 对电动机轴电流的分析及防范 (10) 小结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14) 摘要 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。 关键词：技术现状工作原理运行维护 1前言 1.1电动机技术发展及现状 电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。 它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机﹑电动机，变压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机。 在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程，交，直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应 破壁料理机 破壁料理机[1-3]集合了榨汁机、豆浆机、冰激凌机、料理机、研磨机等产品功能，完全达到一机多用功能，可以瞬间击破食物细胞壁，释放植物生化素的机器。 简介编辑 破壁料理机[1-3]是在传统榨汁机、原汁机、料理机的基础上发展起来的，属最新第四代果汁机，集打果汁、冰沙、现磨豆浆、五谷粉等于一体。由于超高转速（45000转/分以上）能瞬间击破疏果的细胞壁，有效地萃取植物生化素，从而获得破壁料理机的美名，是现代居家保健、养生首选家电产品。而最新一代的果汁机在则是集加热和搅拌于一体的更多功能的破壁料理机，不仅可以做蔬果汁、沙冰，还可以加热做豆浆、鱼汤、药材汤、粥品等。采用低转速破壁，增强扭力的技术。不仅避免了蔬果高速击打营养容易氧化和分解的缺点，而且效果更佳，打出的蔬果汁如丝般细腻。[ 2发展历史编辑 第一代果汁机：榨汁机是一种可以将蔬果快速榨成果蔬汁的机器。它早在1930年由诺蔓·沃克博士（Dr. Norman Walker ）发明 工作原理：是采用电机带动旋刀高速旋转,通过离心力从汁渣混合物中分离出果汁，是单螺旋设计。 主要特点：转速每分钟约5000-20000转，出汁率低大约只有50%，疏果浪费多，果汁易变色，口感差，零部件多，清洗麻烦。 第二代果汁机：原汁机是在榨汁机的基础上发展起来的，其主要工作目的都是将水果变成果汁，以提高口感和方便饮用 工作原理：低转速螺旋榨压方式，汁渣分离的形式结构，是双螺旋设计。 主要特点：每分钟60转，低速榨汁，原汁机的出汁率可达75%以上，分离式结构，渣汁分离，连续提取，出汁质量高，零部件多，清洗麻烦。 第三代果汁机：料理机是在全食物全营养理念发展而来的集打果汁、豆浆、冰沙等于一体的机型 工作原理：采用容杯和主机分式设计，通过高速旋转刀片将容杯的疏果打碎，从而释放蕴涵在疏果中的水分。 无刷直流电动机简介和基本工作原理 无刷直流电动机简介和基本工作原理 无刷直流电动机简介 直流无刷电机 : 又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统” 。是将交流电源整流后变成直流， 再由逆变器转换成 频率可调的交流电, 但是, 注意此处逆变器是工作在直流斩波方式。 无刷直流电动机Brushless Direct Current Motor ,BLDC, 采用方波自控式永磁同步 电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器, 以钕铁硼作为转子的永磁材料; 产品性能超越传统直流电机的所有优点, 同时又解决了直流电机碳刷滑环的缺点, 数字式控 制, 是当今最理想的调速电机。 无刷直流电动机具有上述的三高特性, 非常适合使用在24 小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载; 低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动; 其稳速运转精度比直流有刷电机更高, 比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高, 性能价格比更好, 是现代化调速驱动的最佳 选择。 基本工作原理 无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速 度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等 无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始 第一章 单相串激电动机的运转原理 本章通过对单相串激电动机的运转原理、交直流两用的基本概念、高速运转及软特性和调速电路等方面的叙述，比较全面的阐明单相串激电动机的运转原理。 1-1运转原理及交直流两用的基本概念 单相串激电动机的结构虽与直流电动机相同，但可交直流两用。在交流电源供电时，产生旋转力矩的原理，仍可用直流电动机的运转原理来解释，因此本节先介绍直流电动机的运转原理，然后再文章说明能够交直流两用的基本概念。 当导体中通有电流时，在异体周围产生磁场，其磁力线的方向取决于电流方向（右手定则）。 如将通电的导体放入一磁场中，这一磁场与通电导体所产生的磁场相互作用，将使此导体受到一个作用力F，并因此而产生运动，导体会从磁力线密的地方向磁力线稀的地方移动。而磁力线的稀密，则由二个磁场的磁力线方向来决定，磁场磁力线的方向是从N极走向S 极，而通电导体产生的磁力线走向用左手定则，二个磁场的磁力线方向一致则密，方向相反则稀。 当将由二个互相相对的导体组成的线圈放入磁场时，线圈的二个边也受到了作用力，此二力方向相反，形成了力矩，如图1所示。 图1 当线圈在磁场中转动时，相应的二个线圈边，从一个磁极下转到另一个磁极下时，此时由于磁场极性有了改变，将使导体受到的作用力的方向改变，也就是转矩的方向改变，从而使线圈向反方向转动，于是线圈只能绕中心轴来回摆动，而不能连续旋转。当线圈的中的二个线圈边转到另一磁极下时，如能使线圈中的电流，也改变电流方向，则极性改变，电流也改变方向，结果使转矩方向保持不变，线圈就能连续旋转。 换向器与电刷的作用，就是使线圈从一个极转到另一个磁极下时，相应的改变线圈中电流的方向。这也可理解为：在各个磁极下的线圈中的电流，始终保持着各自一定的电流方向。因此，从另一个磁极下转过来的线圈，就要改变线圈中电流的原来的方向。 但实际上换向过程是非常复杂的，尤其是高转速电机，要在极短的时间中，使线圈的电流改变方向，这必然带来一系列的电磁问题。同时换向器和电刷又是一对磨擦付，所以还有机械上的问题，这都对电机的设计和制造带来了很多特殊要求。 以上就是直流电动机的基本运转原理，下面逐步说明单相串激电动机能交直流两用的基本概念。 直流电机的定子磁场除某些小功率电机由永久磁铁（硬磁材料）产生外，大多由缠绕在定子铁芯（软磁材料）上的激磁线圈通入激磁电流后产生的。而单相串激电动机则必须采用激磁方式。激磁的磁极极性决定于电流方向和线圈的缠绕方向，此二者中任一方向改变，就 基于单片机的交流串激电机速度控制【摘要】在工业控制系统中，电动机的调速尤其是交流电机的调速控制占有很大的比重。本研究设计了一种用可控硅结合相应的软硬件来实现串激电机速度控制的装置。该装置通过pid控制算法来调节零点信号与单片机发出的触发信号之间的延时时间从而来实现电机速度的调节。 【关键词】串激电机；单片机；pid控制 0.引言 随着电气时代的进程、工业化的快速发展以及科技的进步，电动工具也跟随其脚步更新换代，而电动机作为电动工具最主要元件，其性能、效率也一直受关注。基于串激电机使用方便、启动转矩大、效率高、调速方便，成本低等优点，目前市场上的电动工具以及家用电器已经大量使用了串激电机。 1.串激电机的特性 1.1串激电机的概念及特征 串激电机是一种交直流两用电机，即它能在直流电源下工作，又能在交流电源下工作，所以又称为通用电机或交直流两用电机。串激电机之所以被广泛用于电动工具是因为它具有以下几点优点：（1）使用方便。这种电机虽然具有直流电机的结构，但是可以交直流两用，所以使用电源方便。 （2）转速、效率、功率因数都很高，而且体积小，重量轻。其他交流电机的转速都与电源频率有关，而单项串激电机不受电源频 率限制，因此，电机转速可以设计很高。 （3）启动性能较好，易于在较宽的范围内进行平滑调试。 （4）启动转矩大，过载能力强。 （5）成本低。 单项串激电机的缺点是结构复杂，换向比直流电机困难，换向火花大，且换向后的速度达不到原先的速度，无线电干扰和震动噪声都较大，机械特性较软。 1.2 串激电机的工作原理 串激电动机的基本工作原理如图1所示。电流流经上部定子线圈，产生一定方向的磁场；然后经碳刷进入换向器（铜头），再在转子绕组中分成上、下并联支路流过，导流的转子线圈在外部磁场作用下产生力，从而使转子转动，铜头使转子中的电流始终保持上下对称、连续；电流最后从另一个碳刷出来进入下部定子。因上部与下部定子线圈绕线方向一致，致使上、下定子产生的磁场同向。 根据图1中（a）所示的磁通和电枢电流方向，由左手定则可知，电机的方向是逆时针，在（b）中电源的极性与（a）相反，但是磁通和电枢电流方向也同时改变，同理它的旋转方向也是不变。可见，串激电机的转向不会随电源的极性改变而改变。 2.串激电机速度控制 2.1硬件组成部分 系统硬件部分主要包括单片机最小系统、编码盘、光耦合器、数码管、双向可控硅、串激电机。本研究采用at89c51作为核心。 微电机常见问题分析 一、 确认马达尺寸（即了解马达型号） 1． A 段尺寸的确定： 3P ：A 段尺寸 = 换向器长 + E 段尺寸 + 0.6 5P ：A 段尺寸 = 换向器长 + E 段尺寸 + 0.8 为何5P 所留空间为0．8？ 因5P 绕线，线堆积较3P 高，会造成以下几点不良： 1． 焊头碰线。 2． 焊压敏电阻时空间小，夹具易将线挤伤。 3． 点焊短路，线堆积过高，点线时传热于线上时将线烧破皮。 2． 制定B 段尺寸的原则： B 段尺寸大，除具有以上三项不良外，还有第四项不良， 即：线高铜介子（它会造成平衡胶碰螺丝的现象） 铁后盖B 段尺寸原则如下： 360H 22片 380H 35片 540H 42片 550H 60片 5512 56片 365H 20片 385H 32片 545H 40片 555H 58片 二、 确定马达的特性因素： 1． 转速（确定转速的因素有：线圈、B 段、碳精、磁石） 线圈（线圈与槽满率有关） 槽满率 = 线截面积 ÷ 转槽的截面积 × 100% 截面积 = n × D 2π ÷ 4 n ：线圈圈数， D ：漆包线线径， 槽满率高与低对马达特性的影响： 槽满率太高（胖线），不良因素有： 1． 绕线困难（胖线时线拉力过大易断线）。 2． 点焊因难（点焊推动时易破皮）。 3． 平衡作业困难。（加胶难加） 4． 装风叶困难。 5． 高转速马达易飞线。 6． 焊压敏电阻空间小，易将线挤破。 马达尺寸中，变化较多属转子部分，转子主要几个尺寸有：A 段、B 段、E 段、C 段、轴长 槽满率过低的不良因素有： 1． 扭力小（接收磁场小）。 2． 线径小（线径小时 电流密度大 马达易发热 马达烧坏机率大）。 槽满率过低的优点：节约成本 三、 后盖的确定（即：铁盖、胶盖） 铁盖马达电磁屏蔽好 四、 转子线径与圈数的确定： 首先查找与待求马达同电压且转速接近的作为参照物。 如：已知：RS-360SA-13325 12V 测试 RPM ：5700 求知：RS-360SA-？ 12V 测试 RPM ：7500 圈数 = 5700 ÷ 7500 ×325 线径 = 5700 ÷ 7500 × 325 × D 2π÷ 4 = 5700 ÷ 7500 × 325 × 0.132π÷ 4 当试验过程中，转速偏差较大时（如与待求值差2000rpm ）， 圈数修改同时线径亦要求修改。（避免槽满率高） 五、 碳精的确定（碳精又名：电刷、碳素、碳刷）： 碳精主要成份有铜与石墨。 石墨优点：润滑性好、耐磨、耐温、熔点在3000℃以上 选碳精受约束的因素有： 1．电压 2．寿命 3．声音 4．转速 1． 6V 以下电压：碳精使用70%-----80% 4.8V 以下电压：碳精一般用80% 2V 以下电压：一般用含银碳刷 金属刷一般用于280以上马达及音响马达， 3V 电压或3VRPM10000以下的马达 金属刷的成份有：磷铜、铍铜、贵金属（如：钯、铑、银） 金属刷的优点：导电性好（接触电阻小，则马达压降小） 一般碳刷马达12V 测试时接触电阻其压降为0.6V 而金属刷接触电阻其压降几乎为0 因一般马达有起动电压，再加上压降，所以当2V 测试或1.5V 测试马达用碳刷则不能起动马用铁盖的好处： 1． 耐温（散热快）。 2．芯片多（芯片多----接收磁场大---扭力大）。 3．电磁屏被好（高转速马达一般用铁盖）。 4．强度大。 用铁盖的坏处： 1． 绝缘效果差，如3170装电容时需加绝缘套 管。 2． 成本高 概述: 1.3 1.3.1它对于外接电源有广泛的适应性： 不论是交流电还是直流电；不论是60Hz 还是50 Hz;不论12V 、24VDC 还是110V 、220V 、 240V ;总之它可设计成适应任一外接电源的电机. 1.3.2它的转速高，调速范围广： 它的转速范围为3000~40000RPM ，在同一电机上采用多个抽头可得到较宽的调速范围 .家 用电器正需要这种高转速、宽调速范围的电机.因感应电机达不到高转速（不大于3000 RPM ）.例 如吸尘器,它需要高转速在容器内外形成负压，以产生吸力. 1.3.3启动力矩大，体积小： 当负载力矩增大时，串励电动机能调整自身的转速和电流，以增大自身的力矩. 1.4串励电动机的设计特点： 串励电动机一般依据客户对电气性能要求及外部结构的需要而设计 .一个设计优良的串励电 动机，不仅达到客户对电气性能及外部尺寸的要求，还要在绝缘、结构、安全、成本等方面上 优化，既使电机能通过相关的实验考核，符合 相间的标准，又节省材料 和工时. 二、串励电动机基本工作原理 2.1基本原理： 如左图一,它是串励电动机的基本工作 原理图?电流流经上部定子线 圈，产生一定方 向的磁场撚后经碳刷进入换向器（铜头），再 在转子绕 组中分成上、下并联支路流过，导流 的转子线圈在外部磁场作用下产生 力，从而 串励电动机作为电机家族的一员，它以自身的诸多特点而普遍应用于家用电器及电动工 具中.随着家用电器的普遍应用，它的前景越来越广大. 串励电动机的定义： 定子励磁绕组和电枢（转子）绕组为串联,既可通直流又可通交流电，具有换向器换向的电 动机. 串励电动机的基本结构： 串励电动机主要是由定子，转子，前、后端盖（罩）及散热风叶组成.定子由定子铁芯和 套 在极靴上的绕组组成，其作用是产生励磁磁通，导磁及支撑前后罩；转子由转子铁芯， 轴，电枢 绕组及换向器组成，其作用是保证并产生连续的电磁力矩，通过转轴带动负载做功，将电能 转化为机械能；前后罩起支撑电枢，将定、转子连结固定成一体的作用.其中转轴，前、后 罩要有足够的强度，以防电枢与罩发生共振现象，引起振动和危险.一般前、后罩内有滚动或 滑动轴承. 串励电动机的特点： 1.2 （图 第四章交流电机理论基础 4.1 交流绕组与直流电枢绕组的根本区别是什么？ [答案] 4.2 构成交流电枢绕组并联支路的理想条件有哪些？ [答案] 4.3 产生脉振磁动势和产生圆形磁动势的条件各有哪些？ [答案] 4.4 将对称三相绕组接到三相电源的三个接线头对调两根后，其旋转磁动势的转向是否会改变？ [答案] 4.5 一台频率为50Hz的三相电机，通入频率为60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成基波磁动势的幅值，转速和转向是否会改变？ [答案] 4.6 a、b两相绕组，其空间轴线互成90o电角度，每相基波的有效匝数为Nk N1 (两相绕组都相同)，绕组为p对极，现给两相绕组中通以对称两相交流电流，即 试求绕组的基波合成磁动势及三相谐波合成磁动势的表达式f1(θ, t) 和f3(θ, t) ，写出两者的振幅计算式，并分别指出磁动势的转速及转向如何？ [答案] 4.7 三相对称交流定子绕组通入三相对称非正弦波电流，设此非正弦波电流包含有基波及3、5、7等奇次谐波分量，试分析分别由3、5、7次谐波电流所产生的三相合成磁动势基波和3、5、7次谐波的转速和转向。 [答案] 4.8 有一台汽轮发电机，定子槽数Z=36，极数2p＝2，采用双层叠绕绕组，节距y1＝14，每个线圈匝数N c＝1，并联支路数a＝1，频率为50Hz。每极磁通量Φ1＝2.63Wb。试求： (1) 导体电势E c1； (2) 匝电势E t1； (3) 线圈电势E y1； (4) 线圈组电势E q1； (5) 相电势E 1。 [答案] 4.9 一台三相交流异步电动机，定子采用双层短距叠绕绕组，Y联结，定子槽数Z＝48，极数2p＝4，线圈匝数N c＝22，节距y1＝10，每相并联支路数a＝4，定子绕组相电流I=37A，f＝50Hz，试求： (1) 一相绕组所产生的磁动势波； (2) 三相绕组所产生的合成磁动势波。 [答案] 4.10 一台三相六极交流对称定子绕组，在A、B、C相绕组中分别通以三相对称电流i A=10cosωt A；i B＝10cos(ωt-2π/3) A；i C＝10cos(ωt-4π/3) A，试求： (1) 当i A＝10 A时，三相合成磁动势基波的幅值的位置； (2) 当i B＝10 A时，三相合成磁动势基波的幅值的位置； (3) 当i A从10 A下降至5 A时，基波合成磁动势在空间转过多少圆周? [答案]串激电机基本原理
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