馬達培訓(xùn)資料

MotorknowledgeMartin2012-08-20Version:AWelcome2

歡迎大家到來，請多多指教Purpose31、讓大家了解電機的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、了解電機的分類及用途3、對電機有個比較客觀的認識4、了解電機一些檢測項目電機的教學內(nèi)容41電機的知識簡介2電機分類及結(jié)構(gòu)3電機基本工作原理及旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生和特性4電機的檢測5電機的質(zhì)量控制電機的知識簡介5什么是電機？是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能和機械能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。電機包括電動機和發(fā)電機和變壓器，我們這里講的電機是指“電動機”，俗稱馬達，英文單詞為“Motor”，電機在我們?nèi)粘Ｉ顟?yīng)用極其廣泛，一般來說，只要能動的就有電機在工作。電能轉(zhuǎn)化為機械能，而發(fā)電機（代號G）是將機械能轉(zhuǎn)化為電能，兩者之間是可逆的。電機的分類61、按體積大?。嚎梢苑譃榫扌碗姍C（大功率發(fā)電機）、大型電機、中小型電機、微特電機。2、按工作電源劃分：可以分為直流電機（DC）和交流電機（AC）和交直流兩用電機，而交流電機又可分為單相電機（家電用，如我國市電220V/50HZ）和三相電機（工業(yè)用電，380V）電機的分類73、按結(jié)構(gòu)和工作原理：直流電機、異步電機、同步電機。

（1）直流電機又可分為有刷電機和無刷電機；A、有刷又可分為永磁直流電機和電磁直流電機。B、電磁直流電機又可分為：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機、互勵直流電動機。

（2）異步電動機又可分為感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。A、感應(yīng)電機又可分為：三相異步電動機、單相異步電動機和罩極電動機B、交流換向器電動機又可分為：單相串勵電動機（串激）、交直流兩用電動機電機的分類84、按起動與運行方式：電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。

5、按用途劃分：驅(qū)動用電動機和控制用電動機。

（1）驅(qū)動用電動機：電動工具用電動機（鉆孔、拋光、切割）和家電用電動機（電風扇、洗衣機、電吹風）；

（2）控制用電動機又可分為伺服電動機和步進電動機。電機的組成結(jié)構(gòu)9一、感應(yīng)電機主要由定子組件（StatorAssembly）、轉(zhuǎn)子組件(rotorAssy)、前后端蓋組件組成(EndshieldAssy)定子組件：由定子鐵芯(StatorStack)、漆包線(Magnetwire)、電子元器件（電容（capacitor）、電感(inductance)、保護器(protector)）、綁扎線(tiecord)、槽紙(Slotinsulation)、槽楔(Wedge)、端板(Endinsulation)等組成。轉(zhuǎn)子組件：主要由鐵芯(rotorstack)、軸(shaft)組成，轉(zhuǎn)子為鐵芯鑄鋁而成(diecastrotor)、風扇（fan）端蓋組件：端蓋、軸承（滾動軸承bearing）鼠籠轉(zhuǎn)子10鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子氣隙其他部分電機結(jié)構(gòu)（感應(yīng)電機）感應(yīng)電機的三維爆炸圖12

轉(zhuǎn)子端蓋軸承定子定子繞組槽絕緣螺釘螺母彈墊波形墊圈簡單感應(yīng)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)14二、串激電機主要由轉(zhuǎn)子組件（Armature）、定子組件(Stator)、碳刷組件、支架組件（bracket）或端蓋組件組成。

轉(zhuǎn)子組件：由軸芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、換向器（commutator整流子）、槽紙、漆包線（電子線）、槽楔組成。定子組件：由定子鐵芯、槽紙、線架(bobbin)、漆包線、電子元器件（電容、電感、保護器）、接插件（端子terminal）等組成。支架組件：主要由支架、軸承組成

，刷架，刷握，碳刷等轉(zhuǎn)子與定子之間通過碳刷連接，定子與轉(zhuǎn)子與支架通過螺釘來連接電機的組成結(jié)構(gòu)串激電機應(yīng)用廣泛15串激電動機特點1）可交流、直流兩用；2）轉(zhuǎn)速高，一般8000~35000轉(zhuǎn)/分；3）調(diào)速方便（調(diào)壓調(diào)速），且轉(zhuǎn)速與電源頻率無關(guān)；4）啟動轉(zhuǎn)矩大，4~6倍額定轉(zhuǎn)矩；5）機械特牲較軟，過載能力強；6）體積小，用料?。?）不足：碳刷和換向器有磨損、換向火花、電磁干擾等主要用途1）電動工具（電鉆、角磨、電鋸、砂光機、電刨）2）園林工具（割草機、修枝剪、電鏈鋸）3）醫(yī)療器械（牙床機）4）家用電器（吸塵器、電吹風、榨汁機、滾筒洗衣機）Why???16電機結(jié)構(gòu)（吸塵器用串激電機）CarbonBrushandHolderArmatureStatorFanBearingWindingsCommutatordiffuserTCOFancoverShell電機常用材料17軸芯：A3鋼、45鋼或GrNi鋼，一般采用調(diào)質(zhì)或淬火處理。定轉(zhuǎn)子鐵芯：常用材質(zhì)有矽鋼片、硅鋼片、冷軋板、鐵板槽紙：常用材質(zhì)有聚酯薄膜、DMD、NHN、青稞紙槽栔：常用有橡膠、聚酯薄膜、含氧玻璃布纖維板，紅鋼紙漆包線：常用材質(zhì)有銅、鋁、銅包鋁換向器：主要成分為銅和電木粉，另外還含有少量的銀碳刷：主要由碳粉、瀝青或樹脂、粘接劑組成，另為了增加導(dǎo)電性，還增加了少量的銅和銀粉。端蓋或支架：主要材質(zhì)有鋁、鐵、工程塑料（PPS、PA66）軸承分為滾動軸承、滑動軸承：材質(zhì)有銅基、鐵基、銅鐵基。電機常用漆包線18電機常用漆包線19電機基本工作原理及旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生和特性20感應(yīng)電動機的運轉(zhuǎn)原理：電機通以交流電后，產(chǎn)生交變的旋轉(zhuǎn)磁場，切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，產(chǎn)生切向力，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。必要條件：

1、交變的旋轉(zhuǎn)磁場

2、切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條磁鐵閉合線圈對定子繞組的反作用感應(yīng)電動機的運轉(zhuǎn)原理ei轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動示意圖右手定則?發(fā)電機左手定則?電動機感應(yīng)電動機的運轉(zhuǎn)原理交流電通入定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場（n＝60f/p）轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線電磁感應(yīng)原理轉(zhuǎn)子導(dǎo)條產(chǎn)生感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子導(dǎo)條產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受電磁力和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動在定子和轉(zhuǎn)子的氣隙內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條是閉合的F＝B.i.le＝B.l.vNSn0n籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的原理電機基本工作原理及旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生和特性24二、串激電機1、定子繞組通過定子鐵心建立激磁磁場。2、電樞繞組與激磁繞組串聯(lián)（激磁電流與電樞電流相同。（If=Ia）3、電壓平衡公式：U=E+Ia（Ra+Rf）+△UbE：電樞繞組感應(yīng)電勢，Ra：電樞繞組電阻，Rf：激磁繞組電阻，△Ub

：碳刷與換向器間電壓降4、感應(yīng)電勢5、電磁轉(zhuǎn)矩6、轉(zhuǎn)速串激電機的換向25電機的換向不是指轉(zhuǎn)向換向，而是指電流的換向。右圖可以簡要說明串激電機的換向。換向周期很短，約為T=0.0001~0.0002秒。短時間的換向比較困難，最容易產(chǎn)生火花換向火花的等級26我國電機基本標準規(guī)定了右圖所示的五種火花等級，小家電用電機一般要求火花等級不大于11/2電機的檢測項目27性能測試：

空載性能：轉(zhuǎn)向：左旋（CCW）和右旋（CW）空載電流、空載功率、空載轉(zhuǎn)速、火花、環(huán)火、噪音（dB）、振動（um/s或mm/s）、低壓起動安全測試：耐壓測試、絕緣測試、過載測試、潮態(tài)測試尺寸測量：軸伸、游距（虛位）、電機總長負載性能測試：

負載電流、負載功率、負載轉(zhuǎn)速、扭矩（N/m）、功率因素非正常測試:短期壽命測試、長期壽命測試

其它測試：

疊落測試、螺釘扭力測試、引出線拉脫力測試、塑料支架沖擊測試（焦耳），溫升測試、堵轉(zhuǎn)測試

，壽命測試（耐久測試）：電機的防護等級（IPxx）28采用標準GB4942.1IEC３４－５電機防護等級（第一位數(shù)字）的分級和它的定義具體說明如下：

0

無防護

沒有專門的防護

1防護大于50mm的固體

能防止直徑大于50mm的固體異物進入殼內(nèi)。能防止人體的某一大面積部分（如手）偶然或意外地觸及殼內(nèi)帶電或運動部分，但不能防止有意識地接近這些部分

2防護大于12mm的固體能防止直徑大于12mm的固體異物進入殼內(nèi)。能防止手指觸及殼內(nèi)帶電或運動部分①

3防護大于2.5mm的固體能防止直徑大于2.5mm的固體異物進入殼內(nèi)。能防止厚度或直徑大于2.5mm的工具、金屬線等觸及殼內(nèi)帶電或運動部分①②

4防護大于1mm的固體能防止直徑大于1mm的固體異物進入殼內(nèi)。能防止直徑或厚度大于1mm的導(dǎo)線或片條觸及殼內(nèi)帶電或運轉(zhuǎn)部分①②

5防塵能防止灰塵進入達到影響產(chǎn)品正常運行的程度，完全防止觸及殼內(nèi)帶電或運動部分。

6塵密能完全防止灰塵進入殼內(nèi)，完全防止觸及殼內(nèi)帶電或運動部分電機的防護等級（IPxx）29電機防護等級（第二位數(shù)字）的分級和定義

0無防護沒有專門的防護

1防滴垂直的滴水應(yīng)不能直接進入電機內(nèi)部

215°防滴與鉛垂線成15°角范圍內(nèi)的滴水，應(yīng)不能直接進入電機內(nèi)部

3防淋水與鉛垂線成60°角范圍內(nèi)的淋水，應(yīng)不能直接進入電機內(nèi)部

4防濺任何方向的濺水對電機應(yīng)無有害的影響

5防噴水任何方向的噴水對電機應(yīng)無有害的影響

6防海浪

或強加噴水猛烈的海浪或強力的噴水對電機應(yīng)無有害影響

7浸水電機在規(guī)定的壓力和時間下浸在水中，其進水量應(yīng)無有害影響

8潛水電機在規(guī)定的壓力下長時間浸在水中，其進水量應(yīng)無有害影響電機常用的防護等級有IP11、IP21、IP22、IP23、IP44、IP54、IP55等

電機的相關(guān)標準301,IEC60034-1,EN60034-1旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)要求2,EN60529電機外殼防護等級3,IEC60072旋轉(zhuǎn)電機的尺寸和額定功率4,EN50262出線孔螺紋尺寸5,EN50347標準尺寸和功率值UL相關(guān)標準UL1004,UL1017..GB/T70.1-2000內(nèi)六角圓柱頭螺釘GB/T93-1987標準型彈簧墊圈GB/T230.1-2004金屬洛氏硬度試驗第1部分試驗方法GB/T1800.4-1999極限與配合標準公差等級和孔、軸的極限偏差表彈GB/T1958-2004產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范（GPS）形狀和位置公差檢測規(guī)定GB/T2423.5-1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法試驗Ea和導(dǎo)則：沖擊GB/T2423.10-1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法試驗Fc和導(dǎo)則：振動(正弦）GB/T2423.17電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Ka:鹽霧試驗方法GB/T3077-1999合金結(jié)構(gòu)鋼GB/T4942.1-2006旋轉(zhuǎn)電機整體結(jié)構(gòu)的防護等級（IP代碼）分級電動機的主要性能指標311、空載輸入電流：是指電機在額定工作電壓、額定電源頻率、額定電容下、空載運行（軸上輸出功率為零）情況下，流入電動機的電流稱為空載電流。單位：A或mA。2、空載輸入功率：是指電機在額定工作電壓、額定電源頻率、額定電容下、空載運行（軸上輸出功率為零）情況下，輸入電動機的功率。這部分功率消耗主要表現(xiàn)在磁場儲能，定、轉(zhuǎn)子繞組銅耗和鋁耗，交變磁通在鐵芯損耗，通風、軸承磨擦產(chǎn)生機械損耗。單位：W（瓦）3、負載輸入電流：是指電動機在額定工作電壓、額定電源頻率、額定電容、帶額定負載運行在額定轉(zhuǎn)速下，所輸入電機的電流。單位：A或mA。4、額定輸出功率：是指電動機在額定電壓、額定電源頻率、額定電容、帶額定負載運行在額定轉(zhuǎn)速下，軸伸所輸出的有功功率。單位：W（瓦）電動機的主要性能指標325、溫升：指電動機在特定測試條件下運行，內(nèi)部繞組與鐵芯部分的溫度相對于測試環(huán)境溫度的升高值。目前較常用的測試溫升方法為溫度計法、埋置熱電偶法及電阻法。6、噪音：電機噪音可分為機械噪音和電磁噪音。機械噪音通常由電機裝配不良定、轉(zhuǎn)子摩擦及軸承聲等形成。電磁噪音通常由定、轉(zhuǎn)子氣隙不均勻或磁場過于飽和造成，定、轉(zhuǎn)子氣隙不均勻受裝配零部件同軸度的影響較大，磁場過于飽和受所設(shè)計功率較大電機的材料限制造成。噪音用分貝dB表示。7、電機的熱分級（絕緣等級）電機的絕緣等級33定義：電機在規(guī)定工況下長期、連續(xù)運行不影響繞組絕緣壽命的最高溫度

級別

溫度（攝氏度）Y90

A105

E120

B130

F155

H180

200200

220220

250250電機的絕緣等級34（1）工作絕緣：設(shè)備正常工作所需的絕緣（2）基本絕緣：對防電擊提供基本保護的絕緣

（3）附加絕緣：除基本絕緣以外另施加的獨立絕緣，用以保護在基本絕緣一旦失效時仍能防止電擊

（4）雙重絕緣：由基本絕緣加上附加絕緣構(gòu)成的絕緣

（5）加強絕緣：一種單一的絕緣結(jié)構(gòu)，在本標準規(guī)定的條件下，其所提供的防電擊的保護等級相當于雙重絕緣電動機的五大指標：

351、最大轉(zhuǎn)矩；表明電動機的過載能力。

2、起動轉(zhuǎn)矩；表明電動機的帶載能力。

3、溫升；表明電動機長期（周期、短時）工作溫度達到恒定時的溫度升高值。

4、效率；電機的輸出功率與輸入功率的比值，η=P2/P15、功率因數(shù):電機的有功功率（輸入功率）與無功功率的比值，Cosφ電機常見異常問題361.噪音a.電磁噪音：單機噪音：電機氣隙不均勻；(轉(zhuǎn)子外圓圓柱度精度低；轉(zhuǎn)子軸孔偏心；端蓋軸承室同心度不好)轉(zhuǎn)軸軸向竄動量過大。整機噪音：電機噪音值在某一頻段存在峰值，此噪音峰值頻段與整機固有頻率相接近或重合，形成共鳴、共振和整機噪音。

b.機械噪音：軸承損壞；掃膛；氣隙間有異物；有毛刺；漆瘤。電機常見異常問題372.不轉(zhuǎn)溫度保護器不復(fù)位；繞組斷路；繞組匝間燒毀；卡死。3.耐壓(俗稱漏電)繞組端部漆包線碰鐵芯或機殼；引出線線皮受損，線芯碰機殼；電機定子槽毛刺劃穿槽絕緣紙，造成漆包線碰鐵芯；4.轉(zhuǎn)速慢線圈短路；球型滑動軸承失油5.軸流風扇晃動大電機轉(zhuǎn)軸徑向跳動大。電機常見異常問題386，換向火花機械性火花：1)轉(zhuǎn)子平衡不好或裝配不好，造成轉(zhuǎn)子振動2)換向器偏心、圓度差、光潔度不好3)彈簧壓力不合適4)碳刷與換向器接觸不好5)碳刷與刷盒配合不好6)碳刷材料不合適電磁性火花：1)換向火花（換向線圈的電流突變，電磁能釋放）2)電位差火花（換向器片間電壓過高,220V的串激電機平均片間電壓約為8~22V） 3)環(huán)火化學火花：1)換向器表面氧化層（主要是氧化亞銅和碳素薄膜），這層氧化層在運轉(zhuǎn)中被不斷地磨損和加厚

故障性火花

繞組短路、斷路，接地、接反改善換向火花常用方法391、采用高匝比2、采用少的元件數(shù)3、減少每槽中元件的并列數(shù)4、采用短距繞組5、電刷逆旋轉(zhuǎn)方向移一角度（電樞元件與換向片連接順旋轉(zhuǎn)方向移動一方向6、增大氣隙7、選擇合理的碳刷材質(zhì)和尺寸8、選擇合理的碳刷壓力9、提高換向器表面的表面光潔度電機的生產(chǎn)流程40生產(chǎn)流程電機的質(zhì)量控制41串激電機過程工序管控（轉(zhuǎn)子）電機的質(zhì)量控制42串激電機過程工序管控（定子）序號12345678定子綜合測試儀/耐壓儀定子絕緣1、線圈少漆；2、芯片孔內(nèi)有漆、3、烤不干/線圈變色；4、母端子孔有漆1、馬達運行時飛線；2、擦轉(zhuǎn)子3.破壞了電機絕緣性能；4、不通電定子絕緣控制表粘度計/4#伏特杯定子綜合測試1、電阻不良、匝間不良、耐壓不良1、影響電機性能和壽命加強前工序控制/接線、鉚壓端子1、壓傷線芯；2、端子與線頭接觸不良1、馬達不通電外觀檢查/接保護器1、保護器用錯；2、與線圈接觸不良1、不能起到對電機的保護作用外觀檢查定子繞線1、換極方向反；3、圈數(shù)錯；4、線肥、槽滿率高；5、線松、6、針孔多，匝間不良1、馬達火花；2、馬達轉(zhuǎn)向反；3、影響電機性能；4、漏電1、首件確認；2、拋光繞線模；3、控制繞線拉力直流電源、酚酞酒精溶液、拉力計/串激電機各工序?qū)?/p>