串激电机基本知识及工艺
串激电机原理
串激电机原理
串激电机是一种能够将直流电能转换成机械能的电机。
串激电机原理在于通过串联电阻将直流电流注入电机的旋转部分，从而在旋转部分中产生磁场，这个磁场与磁场固定的定子产生相互作用，从而产生旋转力矩，驱动电机的旋转。
简单来说，串激电机是将直流电转化为机械能的电机，通过电流注入旋转部分产生磁场，从而产生旋转力矩。
虽然串激电机因其效率较低的特点而逐渐被其他类型的电机取代，但是它仍然在某些特殊的应用中得到了广泛的应用。
在实际应用中，串激电机产生的旋转速度和力矩与注入的电流强度成正比，因此，串激电机在设计时需要考虑到其使用条件，从而得到合适的注入电流强度。
另外，串激电机还需要考虑到旋转部分的材质、槽形、大小等因素，以及电机的绕组形式、接线方式等因素，从而得到合适的电机设计。
总的来说，串激电机虽然笨重、效率较低，但由于其在某些特殊应用场景中的特殊性能，如高速旋转、极高的扭矩输出等等，仍然有着广阔的应用前景。
因此，在电机的研究和开发过程中，学术界和工业界
需要不断探索和完善串激电机的原理、设计和应用，以实现更好的性能和效率。
串激电机原理
串激电机原理
串激电机是一种常见的直流电机，其工作原理是利用磁场产生力实现电机转动。
串激电机的主要组成部分包括线圈、磁铁、电刷和电源。
线圈通常由导电线缠绕而成，固定在电机的转子上。
磁铁则位于电机的定子上，可以产生一个恒定的磁场。
电刷与线圈相连，通过刷子与电池或电源相连，供给线圈电流。
当电源通电时，电流从电池或电源流过线圈，生成一个磁场。
这个磁场与磁铁的磁场相互作用，产生一个力矩。
这个力矩使得电机的转子开始旋转。
旋转的转子同时也带动电刷旋转，使得电刷与线圈之间的连接不断变化，线圈内的电流也会随之改变方向。
这种电流的变化使得电磁力矩方向也随之变化，从而保持电机的转动。
串激电机的特点是具有较高的起动力和转矩。
当线圈通电时，由于线圈的电阻存在，会有一定的功率损耗。
但是由于线圈的电流与磁铁的磁场强度成正比，因此可以通过调节电流的大小来控制电机的转速和转矩。
总结来说，串激电机的原理是通过利用线圈和磁铁之间的相互作用产生力矩，从而实现电机转动。
串激电机正反转原理
串激电机正反转原理引言：串激电机是一种常见的电动机类型，它通过控制电流的方向和大小，实现电机的正反转。
本文将介绍串激电机的正反转原理及其工作过程。
一、串激电机的基本原理串激电机是一种将电能转化为机械能的装置，它的核心部件是转子和定子。
转子是由绕组和铁心组成，绕组称为激磁绕组，定子是由绕组和铁心组成，绕组称为主绕组。
当电流通过激磁绕组时，会在铁心中产生磁场，磁场的方向与电流的方向一致。
定子绕组中通过电流时，会在定子周围产生磁场，磁场的方向与电流的方向垂直。
由于磁场的相互作用，转子会受到电磁力的作用，从而产生转动。
二、串激电机的正转原理串激电机正转是指电机沿着设定的方向旋转。
正转的原理是通过改变电流的方向和大小来实现的。
当电流通过激磁绕组时，激磁绕组产生的磁场与定子绕组产生的磁场相互作用，产生一个力矩，使转子开始旋转。
为了使电机保持正转，电流的方向需要与磁场的方向一致。
通过控制电流的方向和大小，可以实现电机的正转。
三、串激电机的反转原理串激电机反转是指电机沿着与正转相反的方向旋转。
反转的原理同样是通过改变电流的方向和大小来实现的。
当电流通过激磁绕组时，激磁绕组产生的磁场与定子绕组产生的磁场相互作用，产生一个力矩，使转子开始旋转。
为了使电机反转，电流的方向需要与磁场的方向相反。
通过控制电流的方向和大小，可以实现电机的反转。
四、串激电机的正反转控制方法串激电机的正反转控制方法主要有直流控制和电子控制两种。
1. 直流控制方法直流控制方法是通过改变电源的极性来改变电流的方向，从而实现电机的正反转。
当电源的正极连接到激磁绕组，负极连接到主绕组时，电机正转；当正极连接到主绕组，负极连接到激磁绕组时，电机反转。
通过控制电源的极性，可以实现电机的正反转。
2. 电子控制方法电子控制方法是通过控制电子元件（如晶闸管、功率晶体管等）来改变电流的方向和大小，从而实现电机的正反转。
通过控制电子元件的导通和断开，可以改变电流的方向和大小，从而实现电机的正反转。
串激电机的工作原理
串激电机的工作原理串激电机是一种常见的电动机类型，其工作原理是通过电流在绕组中产生磁场，与恒定磁场相互作用，从而使电机转动。
下面将详细介绍串激电机的工作原理。
一、磁场的产生串激电机中，绕组通常由许多细长的线圈组成，这些线圈被连接在一起，形成一个闭合的线圈。
当通过这个线圈通电时，电流会在绕组中产生一个磁场。
这个磁场是由电流在绕组中的运动产生的，其方向与电流方向相对应。
通过控制通电的电流大小和方向，可以调节产生的磁场的强度和方向。
二、磁场的作用串激电机中，绕组产生的磁场与固定磁场相互作用，产生力矩，推动电机转动。
固定磁场通常由永久磁铁或电磁铁产生。
当两个磁场相互作用时，根据洛伦兹力的原理，会产生一个力矩，使电机转动。
这个力矩的大小与两个磁场的强度、方向以及它们之间的角度有关。
三、工作过程在串激电机中，当通电时，绕组中的电流产生磁场与固定磁场相互作用，产生力矩使电机转动。
电机转动时，线圈中的电流方向也会随之改变，从而改变产生的磁场方向。
这样，线圈中的磁场方向会不断变化，与固定磁场相互作用的力矩也会随之改变。
这个过程是连续进行的，使电机保持转动。
四、控制方法为了控制串激电机的转速和转向，我们可以使用不同的控制方法。
一种常见的方法是通过调节通电电流的大小和方向来改变绕组中产生的磁场。
通过增大或减小通电电流的大小，可以调节力矩的大小，从而控制电机的转速。
通过改变通电电流的方向，可以改变磁场的方向，从而改变电机的转向。
五、应用领域串激电机由于其结构简单、操作灵活、控制方便等特点，在许多领域得到了广泛应用。
例如，在工业生产中，串激电机常用于驱动各种设备和机械，如风机、泵等。
在交通运输领域，串激电机常用于驱动电动汽车、电动摩托车等。
此外，串激电机还广泛应用于家用电器、仪器仪表等领域。
总结：串激电机是通过电流在绕组中产生磁场，与恒定磁场相互作用，从而使电机转动的一种电动机类型。
其工作原理是通过控制通电电流的大小和方向，调节产生的磁场的强度和方向，从而控制电机的转速和转向。
串激(串励)电机相关资料
冷轧无取向 硅钢带
a: 表示方法：由公称厚度（扩大100倍的值）+ 代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密 度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。 b:如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为 ≤4.7的冷轧无取向硅钢带。
a:表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感
漆包线国标命名说明
1.1系列代号： 1.2导体材料： 1.3绝缘材料：
漆包线：Q 铜导体：T（省略） 铝导体：L 油性类漆：Y（省略）
聚酯类漆：Z
改性聚酯类漆：Z（G）
缩醛类漆：Q
聚氨酯类漆：A
聚酰胺漆：X
聚酰亚胺漆：Y
环氧漆：H
聚酯亚胺漆：ZY
聚酰胺酰亚胺：XY
1.4导体的特性：扁线：B 1.5漆膜厚度：
2：对于电机，使用冷轧无取向硅钢片制造电机是最好的； a: 在旋转状态下工作的电机要求电工钢磁各向同性,用无取向电工钢 制造； b: 冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒。 晶粒粗大会使磁导率增大，减小磁滞损耗。。 C: 我国现在也能制造多方向易磁化的硅钢片（即无取向硅钢片）。
3：a:变压器在静止状态下工作，要求沿一个方向磁化（轧制方向），用 冷轧取向硅钢制造，因此取向硅钢又称变压器钢;冷轧钢片使晶粒的 立方体棱边(最易磁化方向)沿轧制方向排列，有利于磁化的进行。这 种材料称为单取向硅钢片.
2 级： 电刷边缘全部或大部分有强烈的火花。换向器上有黑痕，用汽油不能擦除，同时 电刷上有灼痕。电机不允许在这种情况下长期运行 。
3 级： 在电刷的整个边缘有强烈的火花，同时有大火花飞出。换向器上严重发黑，用汽 油不能擦掉，而且电刷有烧焦和损坏 。 可见电机的火花等级主要是从两方面来判定，一是电刷下火花特征，即火花大小、 亮度和密集程度；二是火花对换向器表面和电刷的损害程度。 在上述火花等级标准中可以看出，1级和1-1/4级是无害火花，1—1/2级火花虽然 在换向器和电刷表面产生轻微灼痕，但仍允许长期运行，不致造成对电机的威胁，2级 火花的电弧能量较大，会造成对换向器和电刷的灼伤，只允许在过载时短时出现，3级 火花是危险火花，它能导致环火事故，不允许经常出现。 关于换向火花允许等级，国内各制造厂和使用单位，通常规定如下；从空载到额定负 载，换向火花应不大于1—1/2级；在最大工作过载时，换向火花不应大于2级，这种规 定实际上是认为1—1/2级以下的火花为无害火花，因此允许电机长期连续运行，2级火 花是有害火花，只允许在过载时短时出现，3级火花则是十分危险的，有可能导致环火， 不允许经常出现。
串励直流电动机最全原理讲解
特点
定子的构造决定了电动机 的功率、转速和转矩特性。
转子
作用
转子是电动机的旋转部分， 主要作用是在磁场中受力 旋转。
组成
转子通常由铁心和绕组组 成，绕组同样承载电流， 在磁场中受力旋转。
特点
转子的构造和材料对电动 机的效率、寿命和可靠性 有重要影响。
电刷与换向器
作用
电刷和换向器是电动机中用于引 导电流流入和流出的部件。
过热
可能是电机过载或散热不良， 需要检查电机负载和散热系统 。
噪声过大
可能是机械故障或电机内部故 障，需要检查电机和机械系统
的运行状态。
使用注意事项
选择合适的电源电压
使用电压应与电机额定电压相符，避免过电 压或欠电压运行。
避免过载运行
电机应避免过载运行，以免造成电机过热或 损坏。
定期检查电刷位置
电刷位置应定期检查和调整，确保电机正常 运行。
分类与应用
分类
根据用途和结构，串励直流电动机可分为交直流两用电机、电动工具专用电机、 家用电器电机等。
应用
在电动工具、家用电器、医疗器械、摄影器材等领域广泛应用。
02
串励直流电动机的结构
定子
01
02
03
作用
定子是电动机的固定部分， 主要作用是产生磁场。
组成
定子通常由铁心和绕组组 成，绕组是电流的载体， 当电流通过绕组时，会产 生磁场。
不断优化电机设计和控制策略，以实现更高的能效比。
智能化和网络化
结合物联网和人工智能技术，实现电机远程监控、故障诊断和预测 性维护。
环保和可持续发展
研发更加环保的材料和工艺，降低生产过程中的能耗和排放。
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串激电机基本原理..
概述:1.31.3.1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 （图使转子转动，铜头使转子中的电流始终保持上下对称、 定子.因上部与下部定子线圈绕线方向一致，致使上、 的.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①1和反向磁通①2,而对于串励 电动机，其力矩方向由电流I 及磁通①两个矢量决 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 变的单相正弦波，则在定子中产生滞后约1 ° ~5°的交变正弦波磁场，如图中①1和①2.其电流与磁 通矢量积决定了力矩方向，从而产生形象同于全波整流波 的力矩波.当定子绕组顺绕时产生上半部分力矩波，即产 生正向的平均力矩T 1,反之则产生负向T 2.这样就决定了 电机的正、反转方向.（瓜勻连续；电流最后从另一个碳刷出来进入下部 下定子产生的磁场同向，这是必须保持一致2.2 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.女口图一,欲使力矩Tm 的大小 和方向保持为恒定，即①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,12131 屉 I 1I 23I 2ia1【8||1|凰3]|■2ia T（图A2.4.2.1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 ①d 及电枢绕组产生 的交轴电枢磁场①aq,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：e^2W V ±・B aqW --—向组件匝数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= 6.25x 忙秒.载转速为 12000R PM,则 T k =一60— 12000x82.4引起换向火花的原因对于串励电动机，其换向周期特短，一般在 10-4秒级.在这么短的时间内，要释放电机换向 组件所具有的能量，必然会引起火花.换向组件 所具有能量为：（瓜出端部漏磁通P=（e r +e a ）i+e kt i下面将逐一讨论这些引起火花的电势.只有明 了这些电势与各量间的关系，才能有效地找到 改善火花的方法.对于串励电动机，一般要求e kt 三 8V,（e r +e a ）三 4.5V. 2.4.1电抗电势er在换向周期T K 内，换向组件中电流由+i a 变 到-i a ,电流的变化引起漏磁通的变化（包括槽漏磁通、齿顶漏磁通和绕组端部漏磁通三部分 ）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 .di 2i aer =比 +em =-Lr7 =「 dt其中L r 为换向组件的等效漏电感.Lr 史W 2? • L W --换向组件之匝数， 端部漏磁通iT kL --电枢铁芯长.即e r xWl ■』.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.T k2.4.2旋转电势e aV --电枢线速度；L --fe 芯长；B aq --交轴电枢反应产生的磁密.其中B a 耘W . i a , 则 e aocW 2V 丄 i a .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er 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.242.2 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P 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.P 角越大,e m 越大.且e m 的电势方向 同e r 的相反.242.3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①d 与换向线圈匝链，产生 变压器电势.e kt =4.44fW ① d因①d 与换向组件匝链，故e kt 数值很大，且比(e r +e a )大.其中： W --—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P 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.8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8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.e a e r e m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、占 1112^5161(a)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 ）=O,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 ）=O 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.0^ 空 112314'56|~LT!N I■456UN1SS 4S 6(c) (瓜) I(b)(c)(瓜 )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 Qt 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⑴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.实际在机械自动绕线机上，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^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a b1 2]3]4】H^9J'U !"1'21i4 [5 [U 口g [ 9门俱禯弱这种畸变，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：30,000~100,000u Q .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 rf .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5卩左右. 、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：其中:P -——寸数;对于单相串励电动机:P N - _8 - -8E = ---O n 10 =Ce ①n 10 （v ） 60aN --电枢总的导体数a --电枢绕组并联支路对数①--每极气隙磁通量 n 电机转速PN « 3.1.2 电压平衡方程式：对于直流串励电动机对单相串励电动机:U =E+l a （R a +R f ） +A U bR 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U +U 2Ux — -^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 :T m 単九； 对于交流串励电动机 2沢aPN工:Tm =——L "K p ①I N日.（此为平均力矩，非瞬时力矩）其中：日---电枢电流超前主磁通的相角.3.1.4每极气隙磁通量为：①"护丄&丸a 极弧系数T --极弧长度L ^-- --- 电压铁芯计算长 B y ---气隙磁密3.1.5转速：略去电刷和换向器之间的压降^ 3则直流串励电动机的转速：U — l a (Ra+R f ) n = -------------C e ①对单相串励电动机,在略去△ U P 和假设0 =0的条件下 有:U r =UCOSW = E + laR +R f )1E = C e ① n4272[UCOS®-l a (R a +R f )]贝寸n = ---------------------- .2a 兀D--电枢总导体数 ---电枢外径--电枢绕组的并联支路对数C e ①3.2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 八十 A NI公式ND a电密J:-导体单位横载面积上通过电流的大小.41 "兀d 2----导体直径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. NI 4I2NI 2d发热因子:~ 2 2add 2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.P'因一=T',则 K A - 2 .n D L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 = —6：」可知: P' «p ”A 母a. 若线负荷A 不变，气隙磁密B S 增大，则电机体积减小，用铁量减小；同时因铁损与B 2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 6不变,线负荷A 增大，则电机体积减小，用铁量减少；因B 6—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.对于串励电动机：D 2丄 n 6 ”1p' G p ”A B2 2因串激电动机卩'=也则D丄n =2丄rn nn式中：P'------计算功率,n ——效率, 极弧系数,D 2丄—— 类同于电机的体积.从上可知： a. P' 额定功率,a p计算b. c. 在要求的转速与计算功率比值一定的条件下 则可通过改变铁芯长度L 来保证达到相同的性能；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；在功率一定的条件下，可提高转速以减小电机体积.，改用不同类型的电机芯片（即改变D ）,323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.P'K A = ~2D 2L m。
串激电机的工作原理
串激电机的工作原理
串激电机是一种直流电机，工作原理主要依靠电流通过定子线圈产生的磁场与转子磁场之间的相互作用以产生转矩。
具体工作原理如下：
1. 定子线圈通电：当外部直流电源将电流引入定子线圈时，线圈内会产生一个磁场。
线圈通电的方向决定了磁场的极性。
这个磁场称为定子磁场。
2. 转子磁场：转子是由一组永磁体或永磁钢组成，它固定在电机轴上。
这组磁体产生的磁场是一个恒定的磁场，称为转子磁场。
3. 磁场相互作用：定子磁场和转子磁场之间会产生相互作用。
当定子磁场与转子磁场之间存在相对运动时，即电机转子开始旋转时，两个磁场之间的相互作用会产生转矩。
4. 转子运动：由于相互作用力的存在，转矩会将转子带动，使电机开始旋转。
转子会沿着电机轴旋转，直到外部力或电流停止。
总结来说，串激电机的工作原理是通过电流产生的定子磁场与转子磁场之间的相互作用，将电能转化为机械能，从而实现电机的运转。
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转子工艺流程之压装铁芯
检查:
转子钢片冲压时不能变形，两边无起翘； 转子冲片压装尺寸，铁芯跳动≤ 0.08MM; 压装后转子的扭力检查； 高压测试2750V 5mA 3S
转子工艺流程之入端板
检查:
端板不能有开裂或缺料变形 端板齿必须与转子齿对齐,不能错位 端板的厚度为2.2-2.5MM
检查:
槽楔伸出铁芯两端面的长度为2.2-2.5MM,位于漆包线 与槽绝缘纸之间
转子工艺流程之点焊
检查: 点焊后漆包线和换向器挂钩的变形量＜10%-25%; 点焊后换向器钩的歪斜角度≤10°; 点焊后钩的压扁度≤1/2钩厚; 点焊后挂钩处漆包线脱漆量0.5-1MM; 点焊后换向器电流痕迹高度均匀； 换向器钩焊接连接换向器面≥1/3钩长;
定子工艺流程之去漆皮
无断线，无线伤，无线架坏 漆包线去漆皮长度最少达到80%
定子工艺流程之入端子
端子插入到端板最底部，不变形，不开裂； 端子方向不能插反
定子工艺流程之铆接
端子无变形，无损坏,端子完全包裹漆包线，漆包线无压伤 端子与漆包线拉脱力≥20N
定子工艺流程之测试
a.两个线圈的电阻测试,与设定的标准电阻之差±8%; b. 匝间测试:与设定的标准波形差值≤15%,且波形不能
转子工艺流程之测试2
此处测试是转子完成所有加工工序后的最终测试, 1、测试片间电阻（检查转子是否有断线、换向器精车后槽内是否有
铜屑）； 2、测试焊接电阻（测试转子是否有虚焊、假焊）； 3、匝间测试（检查转子在前面所有加工工序中漆包线是否有碰伤.
损伤等）。
转子工艺流程之印刷防锈
不能用手直接拿换向器,防止换向器表面生锈，只能拿铁 芯或风叶;
少于4个; c. 高压测试: 1250V 5mA 3S不击穿;
单相串激电机的主要零部件材料
金属材料:转子轴 导磁材料:硅钢片 导电材料:漆包线、碳刷、碳刷弹簧、换向器 绝缘材料:定子槽绝缘纸、定子绝缘端板、定子绝缘漆
转子工艺流程之绕线
检查:
线径正确、匝数正确、绕法正确; 张力器调整到适当位置,保证两边线包高度的均匀性;(线径不同,张
力不同)，两边线包高度不一致将影响后面的动平衡工序； 钩线方式及挂钩正确; 不能有脱钩、断线、压纸的现象. 转子绕线后的槽满率≤65%(在设计时需考虑)
转子工艺流程之插槽楔
定子工艺流程之入槽绝缘纸
端板配对正确; 端板无变形、缺料、破裂等不良; 端板厚度为2.2-2.5MM
定子工艺流程之入槽绝缘纸
线径正确.匝数正确; 张力调整器调到适当位置(线径不同,张力不同) 不能有压纸和断线现象;
定子工艺流程之入浸漆
漆包线之间不能有损伤; 线圈浸漆均匀饱满,不能有气泡.漆瘤.散线.浮线等现象; 铁芯内外壁定位端面不能有漆瘤;
13 I
碳刷位置
单相串激电机的原理
甲：电流从B到E－a－b－c－d－F－A，线圈从左向右 运动。 乙：线框上换向器转到空缺处时没有电流通过，靠惯性 回复平衡位置。 丙：电流再由电刷B－F－d－c－b－a－E－A。线框又 从左往右运动。（但注意此时线框的正反已经互换了） 丁：又开始以上循环。
线圈转动至平衡处,依据牛顿惯性定理,继续旋转,电流改 变方向,改变磁场方向,从而达到换向的目的。
转子工艺流程之精车
换向器精车后表面无明显刀纹，无飞丝 换向器精车时不撞钩; 检查转子轴无损伤;
转子工艺流程之精车
检查: 精车检查换向器的圆锥度≤0.02㎜； 精车检查换向器的片间跳动≤5μm； 精车检查换向器的圆度跳动≤10μm； 精车检查换向器的粗糙度Rz4.5-7μm;
圆度测试仪
单相交流串激电机 基本知识培训
目录
单相交流串激电机的原理 转子生产工艺流程 定子生产工艺流程 电机主要零部件材料简介
目录
火花 温升 火花 效率 振动
单相串激电机的原理
转子绕组线路简图及电流分布
+1 I
碳刷位置
I/2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 I/2
换向器表面不能有防锈油; 防锈油在转子铁芯表面要涂刷均匀,特别是动平衡切削处，
防止生绣; 要做到轻拿轻放转子,防止相互间的碰撞,影响转子的动平
衡.
定子工艺流程之入槽绝缘纸
两端绝缘纸露出铁芯长度为2.2-2.5MM,一般 与端板平齐;
内壁绝缘纸露出铁芯极靴长度1.5MM; 绝缘纸成型好,不起皱.不弯折
转子绝缘端板
转子工艺流程之入换向器
检查:
换向器压装尺寸和换向器扭力要求;(压装尺寸和扭力要求因产品而 定)；
换向器钩或槽与铁芯槽的对应关系(槽对槽或槽对钩) 换向器钩无变形，云母片无裂痕；
转子工艺流程之插纸
检查:
插纸前检查端板是否歪斜; 槽绝缘纸应伸出铁芯两端长度为2.2-2.5MM; 槽绝缘纸应紧贴铁芯内壁.
转子工艺流程之点焊
正极为钨钢棒 负极为铜棒(最好选用鉻铜) 焊接前须对焊接棒的角度进行磨削,一般角度3-5度； 一般焊接到4000次左右须更换焊接棒； 电阻±8%（根据产品设计要求）; 对角电阻±8% （根据产品设计要求）; 焊接电阻≤0.5mΩ; 匝间测试,波形不能少于4个,与标准波形的面积差≤15% 冷态绝缘电阻测试≥500MΩ; 高压测试:
a. 换向器对铁芯 1250V 5mA 3S b. 铁芯对主轴 2500V 5mA 3S c. 换向器对主轴 3750V 5mA 3S
转子工艺流程之滴漆
线包滴无飞线、无汽泡、无漆瘤； 铁芯及换向器表面无漆的污染； 包封胶、无开裂、无气孔；
转子工艺流程之滴漆
检查：
转子滴漆后转子钢片表面不能有绝缘漆； 剖开转子组件检查转子内部漆包线之间绝缘漆已满；
粗糙度测试仪
转子工艺流程之精车
压装风叶后的尺寸检查; 风叶不能有缺损、毛刺、变形、披锋等; 风叶端面跳动≤0.5MM； 轴向推力检查； 径向扭矩检查；
转子工艺流程之动平衡
最大切削深度≤1.5MM,不能切到漆包线; 切削长度不能超过铁芯长度的一半; 不能出现对角去重的情况; 不能出现缺齿槽的情况; 切削后齿槽内应无毛刺;