串激電機(jī)原理演示文稿

串激電機(jī)原理演示文稿本文檔共126頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期一\8點52分串激電機(jī)原理2本文檔共126頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期一\8點52分3

目錄緒論

(3)第一篇原理篇第一章

單相串激電動機(jī)的運行原理(15)

第二章

單相串激電動機(jī)的基本特性(33)第三章單相串激電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組(53)第四章?lián)Q向(69)第五章單相串激電動機(jī)的噪聲及抑制(106)第六章

單相串激電動機(jī)對無線電電視的干擾及抑制的措施(118)本文檔共126頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期一\8點52分4緒論單相串激電動機(jī)使用很廣泛，主要用于各種家用電器，電動工具，醫(yī)療器械，小型機(jī)床等，也可制成通用電機(jī)，作驅(qū)動用。單相串激電動機(jī)是當(dāng)今世界用量最多的一種小功率電動機(jī)，年產(chǎn)量超一億臺。本文檔共126頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期一\8點52分5交流換向器電機(jī)滑動接觸電機(jī)主要有兩種形式1.滑環(huán)和電刷如同步電機(jī)，繞線式轉(zhuǎn)子異步電機(jī)2.換向器和電刷如直流電機(jī)，交流換向器電機(jī)交流換向器電機(jī)，按所接電源性質(zhì)分:單相串激電動機(jī)(singlephaseseriesmotor)和交直流兩用電動機(jī);按相數(shù)分有單相和多相;按氣隙磁場分有脈動磁場和旋轉(zhuǎn)磁場等。

本文檔共126頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期一\8點52分60-1.單相串激電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點1.定子定子鐵心。由0.5mm硅鋼片沖制疊壓而成。DR530(D22),DR510(D23)

，應(yīng)用最廣泛為凸極式，也有隱極式。磁極形狀多為深槽式，為繞線機(jī)自動繞制。定子繞組，又稱串激繞組。由漆包圓銅線繞制為集中繞組，套在定子鐵心上。 電刷裝置：刷握，彈簧和電刷組成，常用電化石墨電刷。本文檔共126頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期一\8點52分7本文檔共126頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期一\8點52分82.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心，又稱電樞鐵心。由0.5mm硅鋼片沖制疊壓，沖片槽型多數(shù)為半閉口梨形槽，轉(zhuǎn)軸壓入鐵心軸孔。轉(zhuǎn)子繞組。為分布繞制的電樞繞組嵌放在電樞鐵心中，依次串聯(lián)成閉合繞組(詳見第三章)。換向器(又稱整流子)。與電刷裝置，構(gòu)成滑動接觸。有半塑料換向器(由紫銅的換向片和云母片用塑料壓制成整體)，全塑料換向器(無云母片)。本文檔共126頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期一\8點52分9半塑料換向器本文檔共126頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期一\8點52分10單相串激電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與直流電動機(jī)相似，帶有電刷-換向器，且勵磁繞組和電樞繞組串聯(lián)。在細(xì)節(jié)上有所不同。串激電機(jī)既可由交流亦可由直流供電，原理上泛稱為交直流兩用電動機(jī)。單相串激電動機(jī)與直流電動機(jī)相比有不同之處:

(1)直流電機(jī)磁極鐵心為鑄鋼制成，單相串激電機(jī)時交變磁通會產(chǎn)生很大的渦流損耗;(2)串激電動機(jī)的交流電抗電壓降很大;(3)換向元件中有變壓器電勢，使換向困難等.因此單相串激電動機(jī)運行于交流電源和直流電源時性能上是有差異的。實用上單相串激電動機(jī)與交直流兩用電動機(jī)在結(jié)構(gòu)是有所不同。本文檔共126頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期一\8點52分11單相串激電動機(jī)勵磁繞組電樞繞組換向器電刷定子鐵心本文檔共126頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期一\8點52分12直流電動機(jī)(直流電源，直流電勵磁，電刷換向器)恒定磁場單相串激電動機(jī)(交流電源，交流串激，電刷換向器)脈動磁場永磁直流電動機(jī)(直流電源，永磁，電刷換向器)恒定磁場無刷直流電動機(jī)(直流+控制器，永磁，無電刷)恒定磁場交直流兩用電動機(jī)(交流,直流電源，電刷換向器)本文檔共126頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期一\8點52分130-2.單相串激電動機(jī)的優(yōu)點(1)使用方便。具有直流電機(jī)結(jié)構(gòu)，可交直流兩用，改變輸入電壓大小，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，因此調(diào)速十分方便。(2)轉(zhuǎn)速高，效率功率因數(shù)高，體積小，質(zhì)量輕，成本低。該類交流電機(jī)轉(zhuǎn)速與電源頻率，極數(shù)無關(guān)，因此電機(jī)轉(zhuǎn)速可設(shè)計很高，體積重量相應(yīng)減少。(3)啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強?？蛇_(dá)額定轉(zhuǎn)矩的4-6倍。缺點:換向比較直流電機(jī)困難，換向火花大，無線電干擾和振動噪聲都較大。本文檔共126頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期一\8點52分14對電動機(jī)設(shè)計制造的特殊要求(1)適用的運行工作點。電動機(jī)具有軟的機(jī)械特性，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載改變而改變。設(shè)計制造時，要保證達(dá)到運行工作點，一個負(fù)載值，有一相應(yīng)轉(zhuǎn)速。(2)防止觸電的防護(hù)要求。大多用于電動工具，家用電器，手持操作，嚴(yán)格絕緣安全防護(hù)要求。(3)抑制無線電干擾要求。高轉(zhuǎn)速又容易產(chǎn)生高的無線電干擾功率和干擾電壓，以及較大的噪聲，要加以抑制。本文檔共126頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期一\8點52分15單相串激電動機(jī)的基本系列G系列:單相交流電源，供小型機(jī)床，攪拌機(jī)等輸出功率8W-750W，轉(zhuǎn)速有4000-12000r/minSU系列,U系列(老產(chǎn)品):交直流兩用電動機(jī)輸出功率15W-180W，轉(zhuǎn)速有3600-5600r/minDT系列(老產(chǎn)品):

電動工具用單相串激電動機(jī)輸出功率60W-800W，轉(zhuǎn)速有8000-14000r/minDT2系列:電動工具用單相串激電動機(jī)輸出功率140W-1250W，轉(zhuǎn)速有9900-14300r/min本文檔共126頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期一\8點52分16第一篇原理篇本文檔共126頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期一\8點52分17第一章

單相串激電動機(jī)的運行原理本文檔共126頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期一\8點52分181-1.運行原理及交直流兩用的基本概念直流電機(jī)原理電動力的方向可由左手定則決定本文檔共126頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期一\8點52分19圖12-6，p189，李本文檔共126頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期一\8點52分20直流電機(jī)原理上圖(a)，ab邊在N極面下，電流方向ab，而cd邊在S極面下，電流方向cd，根據(jù)電磁力定律及左手定則，線圈的ab邊受力方向左，而cd邊受力方向右，從而形成轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180度時，如圖(b)

，ab邊在S極面下，由于換向片和電刷作用，電流方向ab，而cd邊在N極面下，電流方向也改為cd，根據(jù)左手定則，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，使電動機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動。

本文檔共126頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期一\8點52分21綜上所述，要使直流電機(jī)按一定方向運轉(zhuǎn)，關(guān)鍵是利用換向片和電刷作用，電刷在定子上是不動的，且極性不變;而換向器是在轉(zhuǎn)子上，與之固定連接的電樞線圈隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。由此可見，直流電機(jī)電樞繞組中電流并不是直流，而是交變的。直流電機(jī)磁極極性不變，利用換向片和電刷作用，磁極極面下導(dǎo)體隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是不斷變化，但是極面下導(dǎo)體中電流的方向始終不變，因此產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的方向也不變。本文檔共126頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期一\8點52分22圖(a)，單相串激電動機(jī)電源處于交流電正半周波，轉(zhuǎn)子受電磁力，逆時針方向旋轉(zhuǎn)。交變電源變化至負(fù)半周波時，圖(b)，電勵磁的磁場極性和電刷極性發(fā)生變化，同時電樞電流方向也隨之改變了，根據(jù)左手定則，電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，使電動機(jī)繼續(xù)逆時針方向轉(zhuǎn)動。由此可見，一臺直流串激電動機(jī)改接到交流電源后，雖然電源極性在反復(fù)變化，但是每一極面下導(dǎo)體電流方向不變，電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，電動機(jī)轉(zhuǎn)向也不變，這就是單相串激電動機(jī)的工作原理。單相串激電動機(jī)原理本文檔共126頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期一\8點52分23圖12-7，p190，李如何改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向(改變磁場或電流方向)改變定子繞組與電刷接法(極性)改變電源極性(接線端頭)？本文檔共126頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期一\8點52分24直流電動機(jī)的激磁方式有多種，作為交直流兩用電機(jī)，只有串激和并激方式(永磁，它磁均不可以)，進(jìn)一步分析如下:串激時，激磁電流與電樞電流是同一電流，而激磁電流與磁通之間的相角差很小，因此磁通與電樞電流之間也不存在相角差，轉(zhuǎn)矩為磁通與電樞電流兩者的乘積，如圖示，平均轉(zhuǎn)矩大。并激時，并激繞組與電樞繞組是并聯(lián)的，都接到交流電源上，并激繞組電感很大，激磁電流滯后電源電壓接近90度，電樞電流滯后電源電壓的相角比較小，這樣磁通(激磁電流)與電樞電流之間有較大的相角差，因此二者乘積會有正，有負(fù)，如圖示，平均轉(zhuǎn)矩小。因此，單相串激電動機(jī)轉(zhuǎn)矩大，有實用價值。本文檔共126頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期一\8點52分25

串激電動機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線并激電動機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線本文檔共126頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期一\8點52分261-2.高速運轉(zhuǎn)原理及軟特性一般交流電機(jī)轉(zhuǎn)速取決于同步轉(zhuǎn)速，與電源頻率與極對數(shù)有關(guān)。單相串激電動機(jī)是按直流電機(jī)原理運行，按電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)轉(zhuǎn)速。帶電導(dǎo)體在磁場中受電磁力作用而運動，e=Blv作為一臺電機(jī)，

本文檔共126頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期一\8點52分27單相串激電動機(jī)轉(zhuǎn)速為式中E--電樞電勢有效值(V)--每極磁通(Wb)N--電樞導(dǎo)體數(shù)n--電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)單相串激電動機(jī)a(并聯(lián)支路對數(shù)),p(極對數(shù))均為1。電機(jī)轉(zhuǎn)速與電源頻率，極對數(shù)無關(guān)，電勢由電源電壓決定，較難變化，減少磁通和導(dǎo)體數(shù)均能提高轉(zhuǎn)速.目前單相串激電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速都比較高，一般不超過18000r/min。本文檔共126頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期一\8點52分28單相串激電動機(jī)的軟特性由公式可知:當(dāng)負(fù)載增大時，電樞電流相應(yīng)增大，由于串激繞組，電樞電流與勵磁電流相同，因此勵磁電流也增大，從而使磁通增大，因磁通與轉(zhuǎn)速成反比，所以轉(zhuǎn)速下降。同時由于電樞電流增大，使各部分電阻壓降增大，電勢下降，則轉(zhuǎn)速下降。轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增大而明顯下降特性，稱之為軟特性。本文檔共126頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期一\8點52分291.3.調(diào)速原理單相串激電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與電勢E，磁通和電樞導(dǎo)體數(shù)N有關(guān)，大多采用調(diào)節(jié)電壓的方法。1.改變電源電壓調(diào)速(常用)(1)利用串聯(lián)單向或雙向晶閘管(SCR)調(diào)壓調(diào)速。改變SCR的導(dǎo)通角，就可以改變其端電壓，從而實現(xiàn)有級或無級調(diào)速。見圖(a)。本文檔共126頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期一\8點52分30當(dāng)輸入交流電壓為正半波時，可控硅二端是正向電壓，同時RC充電回路開始充電，只有在電容器二端電壓充到可控硅觸發(fā)電壓時，可控硅才導(dǎo)通，調(diào)節(jié)電阻，就能進(jìn)行可控移相整流調(diào)壓，達(dá)到調(diào)速目的。簡便移相調(diào)壓電路間越長。組成的RC充電回路，RC越大，充放電時本文檔共126頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期一\8點52分31圖8-12，P179,程本文檔共126頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期一\8點52分32(2)串聯(lián)電抗器調(diào)速。見圖(b)，改變電抗器抽頭可進(jìn)行有級調(diào)速。2.改變勵磁磁通調(diào)速(1)將兩個串勵繞組由串接(并接)改為并接(串接)

，見圖(c)，串聯(lián)并聯(lián)，勵磁電流減半，磁通也減少，轉(zhuǎn)速上升;反之亦然。(2)勵磁繞組分級抽頭調(diào)速。見圖(d)，勵磁繞組有3個抽頭，不同抽頭不同匝數(shù)Wf，Wf多,Ff大,磁通大，則轉(zhuǎn)速降低;反之亦然。3.串電阻調(diào)速見圖(e)，電樞回路串電阻，加到電機(jī)端電壓就下降，實現(xiàn)降壓調(diào)速。本文檔共126頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期一\8點52分33小結(jié)(緒論，笫一章)演變過程直流電動機(jī)---直流串激電動機(jī)---單相串激電動機(jī)，交直流兩用電動機(jī)基本原理---結(jié)構(gòu)特點(換向器-電刷)---運行原理(串激電動機(jī):高轉(zhuǎn)速，軟特性，調(diào)速)本文檔共126頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期一\8點52分34

第二章

單相串激電動機(jī)的基本特性本文檔共126頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期一\8點52分352.1.電壓向量圖和電勢平衡方程式電路方程式，向(相)量圖，等效電路是分析交流電機(jī)的主要手段。向(相)量圖基本概念，圖中各量(如u,i)為正弦交變的交流量(時間函數(shù))，且交變頻率相同(如50Hz)，各向量(如U,I,E)空間相位差反映各交流量時間上的相角差，其幅值反映各向量的大小。向(相)量圖中各量之間關(guān)系，符合電路原理和電磁感應(yīng)原理。本文檔共126頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期一\8點52分36本文檔共126頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期一\8點52分37---勵磁電流I流過勵磁繞組產(chǎn)生主磁通(電源頻率脈動)位于電機(jī)磁極中心線，直軸方向，放在向量圖橫軸上。---電樞電流I(大小同勵磁電流)流過轉(zhuǎn)子線圈，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通，位于與磁極中心線垂直位置，稱交軸磁通，磁通回路中空氣隙很大，鐵耗可以略去，可看成與電樞電流I同相。---電流I流過勵磁繞組產(chǎn)生主磁通，在鐵心中產(chǎn)生鐵耗，所以超前主磁通一小角度。---定子繞組的自感電勢，由主磁通產(chǎn)生，滯后于主磁通向量90度(變壓器電勢)W--一個定子繞組的圈數(shù)

--每極磁通(Wb)I本文檔共126頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期一\8點52分38---轉(zhuǎn)子繞組的自感電勢。由磁通產(chǎn)生變壓器電勢，滯后于磁通向量90度，E---旋轉(zhuǎn)電勢，轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電勢E與方向相反，大小與旋轉(zhuǎn)頻率，電樞串聯(lián)匝數(shù)和主磁通成正比。

---定子漏抗壓降，超前I向量90度---轉(zhuǎn)子漏抗壓降，超前I向量90度---定子繞組的電阻壓降，與I向量同相---轉(zhuǎn)子繞組的電阻壓降，與I向量同相U---外加電源電壓，U超前I角度本文檔共126頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期一\8點52分39外加電源電壓U應(yīng)與這些反電勢和阻抗壓降相平衡，電勢平衡方程式為

公式中略去了一對電刷的接觸壓降利用電勢平衡方程式和相量圖可解釋電機(jī)許多性能，以功率因數(shù)為例。(1)由式可見，單相串激電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高，旋轉(zhuǎn)電勢E增大，可以縮小電源電壓U與電流I間的相角，提高功率因素cos，一般大于0.9。本文檔共126頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期一\8點52分40

由相量圖，功率因素由于很小，功率因素近似為(2)減小轉(zhuǎn)子繞組自感電勢和定轉(zhuǎn)子漏抗壓降，也可以縮小相角差，從而提高功率因素cos，為此減少定轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)，尤其是轉(zhuǎn)子匝數(shù)，是十分有效的。本文檔共126頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期一\8點52分41電磁轉(zhuǎn)矩(本教材用M表示，現(xiàn)己改用T，兩者通用)

電刷位于幾何中性線時

瞬時值式中為電磁轉(zhuǎn)矩平均值，即工作轉(zhuǎn)矩。脈動轉(zhuǎn)矩，兩倍頻率，平均轉(zhuǎn)矩為零，影響電機(jī)振動和噪聲。本文檔共126頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期一\8點52分42單相串激電動機(jī)的性能可利用三個基本公式(1)電勢平衡方程式

考慮定子，轉(zhuǎn)子漏抗(2)反電勢計算公式

在相量圖上(3)電磁轉(zhuǎn)矩公式本文檔共126頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期一\8點52分432-2.損耗分布和能量平衡電機(jī)損耗分電氣損耗和機(jī)械損耗兩類1.電氣損耗(1)銅耗:電流流過定轉(zhuǎn)子繞組(銅導(dǎo)線)形成,與電流平方成正比。(2)鐵耗:定子鐵心通過交變磁通(一般50Hz)形成，由磁滯損耗和渦流損耗，用硅鋼片疊壓而成(鐵耗與B，f及材料特性有關(guān))。(3)換向損耗:換向線圈中環(huán)流。(4)電刷壓降損耗:電刷壓降乘以電流。本文檔共126頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期一\8點52分44本文檔共126頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期一\8點52分452.機(jī)械損耗(1)風(fēng)摩耗:主要由通風(fēng)耗，軸承損耗和電刷-換向器摩擦耗三部分組成，不容易精確計算，用實測和經(jīng)驗數(shù)據(jù)(如附圖1，高速電機(jī)損耗較大)。(2)電氣轉(zhuǎn)矩?fù)p耗:包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁化損耗和諧波損耗，歸納為轉(zhuǎn)子鐵耗(注意f=n/60與定子不同)。旋轉(zhuǎn)磁化損耗是指轉(zhuǎn)子鐵心以一定(高)轉(zhuǎn)速相對于定子磁場旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的鐵心損耗。諧波損耗是指由于磁場飽和，電流中含有大量高次諧波，使電機(jī)產(chǎn)生諧波轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，諧波損耗一般小于旋轉(zhuǎn)磁化損耗。

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功率平衡方程式本文檔共126頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期一\8點52分472.3.

單相串激電動機(jī)的特性(電源電壓恒定)1.I=f(M)轉(zhuǎn)矩特性電磁轉(zhuǎn)矩M正比于電樞電流I與磁通的乘積，不考慮磁路飽和，磁通與電樞電流I成正比，因此電流特性為拋物線，I隨M增大而增大，當(dāng)M較大時由于磁路飽和，I增大較快，如圖中虛線所示。本文檔共126頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期一\8點52分482.I=f(n)轉(zhuǎn)速特性從計算n的公式來分析，如不考慮磁路飽和所以即電源電壓恒定，E變化不大，而取決于電機(jī)結(jié)構(gòu)的a，p，N也是固定不變的。故

nI=常數(shù)轉(zhuǎn)速特性是一條雙曲線本文檔共126頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期一\8點52分49

3.n=f(M)機(jī)械特性從I=f(M)和I=f(n)的曲線中，可以得到同一I下的轉(zhuǎn)矩M和轉(zhuǎn)速n值，從而可畫出兩個機(jī)械量關(guān)系曲線n=f(M)，即機(jī)械特性。

機(jī)械特性為雙曲線表明，M增大時，n下降;M減小時，n上升.其特性很軟，稱軟特性又稱串激特性。這是因為M增加，(1)電樞電流I必定增大，此時電阻壓降增加，E減小，轉(zhuǎn)速下降;(2)電樞電流和激磁電流增大，主磁通增加，因而轉(zhuǎn)速更快下降。本文檔共126頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期一\8點52分50設(shè)計時輸出功率P，輸出轉(zhuǎn)矩M和轉(zhuǎn)速n之間應(yīng)滿足

P=Mn/9.56(W)當(dāng)要求M，n和P均為某一額定值時，既滿足上式，又應(yīng)在機(jī)械特性(取決于電機(jī)參數(shù)和結(jié)構(gòu))上，因此轉(zhuǎn)速上下變化應(yīng)符合容差要求。式中:---轉(zhuǎn)矩常數(shù)，決定于電機(jī)結(jié)構(gòu)，---磁通滯后電流角度本文檔共126頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期一\8點52分51

對于交直流兩用電機(jī)，交流比直流特性還要軟?？蛰d時兩者轉(zhuǎn)速比較接近，滿載工作時，交流要比直流時轉(zhuǎn)速低。額定轉(zhuǎn)速越低，相差越大。交流供電頻率越高，相差也越大。該近似公式表示，在兩種不同電源下運行時轉(zhuǎn)速變化(1)交流比直流時轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)速越低，功率因數(shù)越低。(2)轉(zhuǎn)速比較高，功率因數(shù)也就比較高，兩曲線比較接近。本文檔共126頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期一\8點52分52直流交流Mn0Mn0不同電源電壓下機(jī)械特性交直流兩用電機(jī)不同電源電壓下機(jī)械特性變化，電壓下降，特性曲線往下移，轉(zhuǎn)速下降。依此可調(diào)節(jié)電壓進(jìn)行調(diào)速。

本文檔共126頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期一\8點52分53

M較小時,功率因數(shù)較大，M增大時，功率因數(shù)有所下降，這是因為M增大時電流也增大，電抗壓降也增大，同時由于機(jī)械特性很軟，M增大，n下降很快，因而反電勢E減少，因此增大，功率因數(shù)減小。

單相串激電動機(jī)的功率因數(shù)較高，一般在0.9左右，速度提高，功率因數(shù)也提高，高速電機(jī)達(dá)0.95，曲線下降較平緩。4.功率因數(shù)特性本文檔共126頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期一\8點52分54第三章單相串激電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組

相串激電動機(jī)的單迭繞組。本文檔共126頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期一\8點52分553.1.直流電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的迭繞組和波繞組電樞繞組由形狀相同的線圈單元組成，線圈有多股線繞制而成，每一線圈有兩個圈邊，放在相鄰不同極性的極面下，一個線圈有兩個端頭，分別聯(lián)接在兩個換向片上，每個換向片又與兩個線圈的端頭相連，所以各線圈通過換向片串聯(lián)起來，是一個閉合繞組(其它交流電機(jī)是開啟繞組)。由于線圈兩端聯(lián)接換向片的位置不同，也即線圈間聯(lián)結(jié)有不同聯(lián)法，因而繞組型式不同，可分為:迭繞組和波繞組兩大類。本文檔共126頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期一\8點52分56本文檔共126頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期一\8點52分573.1.1.迭繞組一個線圈的兩個端頭(始端和末端)接在相鄰的兩個換向片上，而第二個線圈的始端與笫一個線圈末端相聯(lián)接，一個線圈相對于前一線圈僅移過一個槽，彼此串聯(lián)，形成閉合繞組，其相鄰線圈端部是重迭的，稱之為迭繞組。迭繞組相鄰兩線圈是串聯(lián)的，逐一對各磁極下的線圈依此聯(lián)接，因此有一對磁極，就有一對并聯(lián)支路，有一對電刷。以上是單迭繞組，當(dāng)相鄰兩線圈所聯(lián)換向片不是一片，而是二片或多片時，稱復(fù)迭繞組。本文檔共126頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期一\8點52分58本文檔共126頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期一\8點52分593.1.2.波繞組這種繞組的線圈兩個端頭是接到相當(dāng)于兩個極距的換向片上，中間相隔比較多的換向片，同樣一個換向片連接兩個線圈的末端和始端，串聯(lián)在一起，這樣串聯(lián)P(極數(shù))個線圈后，回到原線圈始端相鄰換向片處，相鄰線圈連接成波浪形，稱為波繞組。這種繞組是把各極對下線圈都串起來，因此無論極對數(shù)多少，并聯(lián)支路數(shù)只有一對。以上是單波繞組，如回到原點是相隔二片或更多片，稱為復(fù)波繞組。本文檔共126頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期一\8點52分60本文檔共126頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期一\8點52分613.1.3.迭繞組和波繞組比較迭繞組和波繞組在電氣上差異，主要在于并聯(lián)支路數(shù)的多少。迭繞組:磁極數(shù)=并聯(lián)支路數(shù)=電刷數(shù)

可適用于較大功率電機(jī)。波繞組:并聯(lián)支路數(shù)少，串聯(lián)線圈多，適用于較高電壓較小電流電機(jī)。本文檔共126頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期一\8點52分623.2.單相串激電動機(jī)實用的單迭繞組單相串激電動機(jī)普遍采用單迭繞組，原因是單相串激電動機(jī)輸出功率不大(大多200-500W)，轉(zhuǎn)速較高，批量大。采用一對磁極，用單迭繞組線圈端聯(lián)結(jié)方式較為簡便，聯(lián)結(jié)到換向片的方式也方便，便于下線工藝，有利于批量生產(chǎn)。1.單相串激電動機(jī)中所用的單迭繞組(1)采用漆包線直接繞在轉(zhuǎn)子鐵心槽中，線圈二個線頭不用彎到二個圈邊中間引出，而是直向引出，使線圈邊所在轉(zhuǎn)子槽位置與換向片在圓周上位置一致，所以電刷位置可放在幾何中心線上，而不是磁極中心線上(簡稱“借偏”)。本文檔共126頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期一\8點52分63(2)實槽數(shù)Z與虛槽數(shù)，實槽內(nèi)線圈邊并列對數(shù)因此，虛槽數(shù)=換向片數(shù)=線圈數(shù)習(xí)慣上稱一槽二片或一槽三片，就是指一個實槽中有二個或三個虛槽。這樣可以減少轉(zhuǎn)子實槽數(shù)，又能邦助換向。本文檔共126頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期一\8點52分642.繞組的節(jié)距實槽后節(jié)距。后節(jié)距為一個線圈的二個圈邊間的距離。當(dāng)用實槽數(shù)表示

式中為兩極電機(jī)(Z/2)，實槽節(jié)距必須是整數(shù)，實槽節(jié)距小于極距稱短距，等于極距稱全(整)距，大于極距稱長距。實用中為短距，線圈兩邊電勢相加有小的相角差，所以不宜短得太多。

虛槽后節(jié)距。當(dāng)一個線圈的二個圈邊間的距離以虛槽數(shù)來表示，也即用換向片數(shù)表示本文檔共126頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期一\8點52分65本文檔共126頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期一\8點52分66

換向器節(jié)距一個線圈兩個端頭在換向器上跨距，以換向片數(shù)表示。單迭繞組，

合成節(jié)距

y為兩個相鄰串聯(lián)線圈對應(yīng)邊在換向器上跨距，以換向片數(shù)表示。單迭繞組，

前節(jié)距又稱第二節(jié)距。為線圈后一邊與相串聯(lián)線圈的前一邊間距離，以虛槽數(shù)或以換向片數(shù)表示。本文檔共126頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期一\8點52分673-3繞組圖1.單迭繞組放射圖從換向器端看繞組接線情況，較直觀講原理時采用。繞組參數(shù)本文檔共126頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期一\8點52分682.單迭繞組展開圖展開圖將轉(zhuǎn)子展開成平面，在平面視圖上將繞組接線表示出來。有用于生產(chǎn)圖紙。繞組參數(shù)本文檔共126頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期一\8點52分69實用單迭繞組展開圖(虛槽，實槽等)本文檔共126頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期一\8點52分70

第四章?lián)Q向單相串激電動機(jī)換向是運行中的一個突出問題，換向條件比較直流電機(jī)困難，對于高轉(zhuǎn)速，又是交流電供電情況下?lián)Q向，增加了換向的復(fù)雜性。本章由簡到繁分析換向的機(jī)理，產(chǎn)生火花的原因和改善的措施。本文檔共126頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期一\8點52分71上圖直流電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速14000r/min，換向片數(shù)24，電刷寬度為換向片的1.4倍，則換向時間為下圖單相串激電動機(jī)定轉(zhuǎn)子線圈電流變化曲線，交流電頻率50Hz，交變周期0.02s，一周內(nèi)完成多次換向。本文檔共126頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期一\8點52分724-1.直流電機(jī)的電阻換向直流電機(jī)在理想情況下?lián)Q向稱直線換向。此時換向電流回路中只有電阻，不存在電感，換向元件中無感應(yīng)電勢。換向過程中，回路中電阻主要是換向片與電刷間接觸電阻，忽略其它電阻，式中:分別為換向片1和2與電刷的接觸電阻。本文檔共126頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期一\8點52分73本文檔共126頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期一\8點52分74由于接觸電阻與接觸面積成反比式中:分別是換向片1和2與電刷接觸面積。如圖分析換向過程，假定電刷寬度等于換向片寬度圖(a)

，換向前，換向片1與電刷全接觸，流過電刷電流為右邊和左邊線圈中電流之和換向線圈(換向片1,2間)中電流方向左，圖(b)

，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電刷處于兩換向片之間，流過電刷電流仍為,換向線圈中電流為零。本文檔共126頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期一\8點52分75圖(c)

，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，換向片2與電刷全接觸，電刷電流不變，換向線圈(換向片1,2間)中電流大小同(a)

，方向向右，與(a)相反。換向線圈中電流i換向過程結(jié)束。從電刷與換向片1全接觸到與換向片2全接觸，這段時間稱為換向周期T。換向開始后，換向片2與電刷接觸面積，隨時間增大而增大，當(dāng)T時，電刷與換向片2全接觸式中:---換向器表面線速度

t---換向開始后時間---換向片長度本文檔共126頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期一\8點52分76換向片1與電刷接觸面積所以聯(lián)立解得表示換向電流i與時間t成直線關(guān)系，稱直線換向。本文檔共126頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期一\8點52分77圖可作以下分析(1)直線斜率為(2)斜率可表征電刷電流密度大小，因斜率與電流密度成正比。前刷邊電流密度后刷邊電流密度因此(3)當(dāng)t=T時，換向結(jié)束，此時說明電刷與換向片脫開時，無電流流過，所以是無火花換向。本文檔共126頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期一\8點52分784-2.延遲換向與超前換向電阻換向是理想情況，實際線圈有電感，線圈中還有感應(yīng)電勢。1.延遲換向換向線圈中電流變化，由此產(chǎn)生磁通大小，極性也變化，導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生電抗電勢，被電刷短路的回路中與電阻換向相比多了一個電抗電勢，電抗電勢性質(zhì)是力圖阻止換向線圈中電流變化。本文檔共126頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期一\8點52分79電抗電勢作用:在閉合的換向回路中，除了有電阻換向電流外，增加了一個環(huán)流，它的變化趨勢與電阻換向電流相反，因而使換向線圈中電流改變方向時間延遲了，換向電流到零的時間大于T/2。這時兩電刷上電流密度不同，后刷邊電流密度大于前刷邊電刷滑出處可能產(chǎn)生火花。若換向結(jié)束時，電流不為而是突然斷開，強制變?yōu)榫蜁a(chǎn)生火花。本文檔共126頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期一\8點52分802.超前換向換向線圈中除了電抗電勢外，還有換向線圈切割外界磁場產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電勢，此電勢又稱換向電勢旋轉(zhuǎn)電勢的方向，取決于外界磁場極性，可和電抗電勢同相，也可反相，從改善換向看，有利于克服延遲換向，若換向電勢大于電抗電勢，將會產(chǎn)生超前換向，會使電刷前刷邊電流密度比后刷邊大，也會產(chǎn)生火花。本文檔共126頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期一\8點52分814-3.單相串激電動機(jī)的換向直流電機(jī)的換向理論同樣適用于單相串激電動機(jī)，但有以下特點:

單相串激電動機(jī)電源是交流電，按電源頻率交變。交變定子磁通,恰好穿過換向線圈，在換向線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢，稱變壓器電勢。本文檔共126頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期一\8點52分82一般大于電抗電勢，在閉合換向線圈中產(chǎn)生環(huán)流較大，對換向影響也較大，并無法抵消其影響。

三種電勢的相互關(guān)系，以及影響換向程度。用向量圖表示:本文檔共126頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期一\8點52分83電抗電勢與電流I同相定子磁通與電流I同相轉(zhuǎn)子橫軸磁通與電流I同相旋轉(zhuǎn)電勢變壓器電勢是由于交變的磁通產(chǎn)生，因此滯后三個電勢合成e的存在，惡化了換向。本文檔共126頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期一\8點52分84特別說明幾個問題:三個電勢中，只有變壓器電勢是正弦量交變頻率是電源頻率，而電抗電勢和換向電勢頻率決定于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，三個電勢交變頻率不同，因此不符合畫向量圖條件。電抗電勢與電流I同相也是有條件的。按感應(yīng)原理，電抗電勢滯后此變化電流90度，這對正弦量而言，而換向電流可分解成很多不同頻率的正弦量。由于換向時間很短(如前例0.125ms)，與變壓器電勢交變周期(當(dāng)電源頻率50Hz周期為0.02s)相比可忽略不計，所以可看成與電流同相位。

本文檔共126頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期一\8點52分85形象分析幾種電勢對換向影響。

電抗電勢所形成環(huán)流換向電勢所形成環(huán)流兩種環(huán)流方向相反，可相反抵消一部分。當(dāng)為延遲換向當(dāng)為超前換向本文檔共126頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期一\8點52分86變壓器電勢所形成環(huán)流對換向影響。變壓器電勢按電源頻率交變，滯后于電流90度。圖中畫出兩個換向期間，1中幅值較小，處于負(fù)值，相當(dāng)于加快換向環(huán)流作用;2中幅值較大，處于正值，相當(dāng)于阻止換向環(huán)流作用，成為延遲換向。所以變壓器電勢所形成環(huán)流對換向影響難以控制。本文檔共126頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期一\8點52分874-4產(chǎn)生換向火花的原因1.電磁因素(1)換向線圈內(nèi)環(huán)流，將使電刷上電流密度不等，在電刷滑出或進(jìn)入處產(chǎn)生火花。(2)片間電壓過高及電樞反應(yīng)影響。片間電壓平均值本文檔共126頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期一\8點52分88實際各換向片間電壓不相等，e=BLv各線圈所在空間位置B不同，產(chǎn)生電勢大小也不同。氣隙空間磁場分布如圖示，電樞反應(yīng)使一半極面(前極尖)下B增加，另一半極面(后極尖)下B減少，總量略有減少(磁場飽和去磁作用)。從而各換向片間電壓不相等，最大可高出平均值倍，產(chǎn)生火花。1.定子磁通密度B2.轉(zhuǎn)子磁動勢F(B未畫)3.定轉(zhuǎn)子合成磁通密度B本文檔共126頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期一\8點52分89本文檔共126頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期一\8點52分902.機(jī)械因素(1)轉(zhuǎn)子動平衡不良。高速時劇烈振動，產(chǎn)生跳火。(2)換向器偏心或不圓。運行中換向器發(fā)熱，在熱和離心力作用下造成偏心或不圓。(3)電刷彈簧壓力不夠，也非越大越好，保持適宜范圍，使電刷換向器很好接觸，如30000Pa左右，高速及較小截面電刷電機(jī)，壓力更高些。本文檔共126頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期一\8點52分91(4).刷盒與電刷配合不好.刷盒與電刷配合，應(yīng)使電刷在刷盒內(nèi)上下滑動，以致在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動時，保證電刷與換向器有良好接觸。也不宜太松，造成跳動，引起火花。3.化學(xué)因素?fù)Q向器上氧化膜有很必要，有兩層薄膜組成，一層是氧化薄膜(主要是氧化亞銅)，是換向器銅排在空氣中氧化形成，而且還由于運轉(zhuǎn)時電流流過電刷換向片，使換向器表面水膜產(chǎn)生電解形成。單相串激電動機(jī)換向器極性交替，又是交流電，從而便氧化還原交替發(fā)生，增加了回路電阻，對改善換向，降低火花有利。本文檔共126頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期一\8點52分92

二是炭素薄膜，由于旋轉(zhuǎn)中從電刷上磨下的石墨炭粉，吸附了水份而形成。這層薄膜能對磨擦起潤滑作用，減少磨擦系數(shù)和磨擦損耗。運行中，氧化層在不斷被磨損及還原中，同時又在被氧化而加厚，最終達(dá)到動態(tài)平衡。但當(dāng)周圍空氣非常干燥而缺乏水分，會影響氧化膜生成，使換向惡化。當(dāng)周圍有氯氣與水分化合物生成鹽酸，會消除氧化亞銅，破壞氧化層。本文檔共126頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期一\8點52分934.環(huán)火和故障性火花當(dāng)電機(jī)沿負(fù)載劇烈改變時，電樞電流突然增大，電抗電勢過大，產(chǎn)生過分延遲換向，后刷邊產(chǎn)生強烈火花，形成電弧，沿?fù)Q向器圓周表面，拉長電弧與火花匯合，導(dǎo)致兩電刷之間發(fā)生環(huán)火。如果電機(jī)發(fā)生故障，如定,轉(zhuǎn)子繞組短路，斷路，接地等，也會使電機(jī)出現(xiàn)火花，稱為故障火花。本文檔共126頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期一\8點52分944-5.換向火花等級火花等級劃分按火花征狀和對換向器及電刷損傷情況分不大于級時，換向器及電刷均無明顯損傷2級時，換向器上有用汽油不能擦除黑痕，電刷上也存灼痕，但電機(jī)仍能正常運轉(zhuǎn)。3級時，換向器及電刷有嚴(yán)重?fù)p傷，可能產(chǎn)生環(huán)火，電機(jī)不容許繼續(xù)運轉(zhuǎn)。本文檔共126頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期一\8點52分95本文檔共126頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期一\8點52分964-6.改善換向的措施本節(jié)著重介紹減小電磁因素造成火花措施。1.減小換向線圈內(nèi)電抗電勢電抗電勢正比于換向線圈電感及電樞電流，反比于換向周期，對于功率大小，轉(zhuǎn)速己定電機(jī)，只有降低電感L來改善換向，如減少換向線圈匝數(shù)，采用較短轉(zhuǎn)子槽和較短鐵心疊壓。本文檔共126頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期一\8點52分972.利用換向電勢來抵消電抗電勢要使可從所產(chǎn)生環(huán)流與換向后電流方向一致來難斷磁場極性。圖(a)

，所示磁場和流入電流，按電動機(jī)原理，左手定則，決定轉(zhuǎn)速方向為逆時針。圖(b)

，畫出兩導(dǎo)體電流為換向前的，利用右手定則推出磁場極性，如圖中虛線所示。可見，為改善換向，換向區(qū)域內(nèi)磁場極性應(yīng)和線圈未進(jìn)入換向區(qū)域磁場極性相同。本文檔共126頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期一\8點52分98常用單相串激電動機(jī)不加換向極，而用以下兩種方法來實現(xiàn)。(1)逆轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向移動電刷位置。使轉(zhuǎn)子未到幾何中心線就開始換向。不利一面(a)定子磁場作用到轉(zhuǎn)子上有效磁通減少，效率降低，轉(zhuǎn)速升高。(b)移動電刷過大，改善換向作用并不增加，因為它對變壓器電勢產(chǎn)生環(huán)流無效。一般電刷位移角為10-26度。本文檔共126頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期一\8點52分99(2)借偏轉(zhuǎn)子線圈到換向片的接線大多數(shù)單相串激電動機(jī)的電刷是不能移動的，為了達(dá)到移刷效果，可轉(zhuǎn)子線圈接到換向片的位置借偏一個角度。將接線順轉(zhuǎn)向偏前1-2個換向片，與電刷逆轉(zhuǎn)向移后一個角度是等效。如何進(jìn)行接線借偏，以及如何計算借偏角度。首先定一個轉(zhuǎn)子槽內(nèi)線圈中心線，然后定出槽中心線及換向片位置。兩個中心線落在換向片上的間距，就是移片數(shù)。具體做法如下:

本文檔共126頁；當(dāng)前第99頁；編輯于星期一\8點52分100本文檔共126頁；當(dāng)前第100頁；編輯于星期一\8點52分101圖4-16中,圖(a)，為一槽兩線圈(兩個換向片)轉(zhuǎn)子，圖(b)，為一槽三線圈(三個換向片)轉(zhuǎn)子。將相鄰槽內(nèi)的與本槽線圈相連接的第一個線圈邊合在一起，并把連到換向片的連線作為基線，這幾個連接線的中心，就是線圈中心線。

圖4-17中,圖(a)，為一槽兩個換向片的轉(zhuǎn)子，圖(b)，為一槽三個換向片的轉(zhuǎn)子。換向片的片中心應(yīng)對準(zhǔn)槽中心線。兩個中心線位置及換向片位置確定后，按接線借偏要求，來決定線圈應(yīng)接到那一換向片上。圖4-18(a)為一槽兩個換向片的轉(zhuǎn)子，接線順旋轉(zhuǎn)方向借偏一個換向片;圖(b)，為一槽三個換向片的轉(zhuǎn)子，接線順旋轉(zhuǎn)方向借偏一個半換向片。

本文檔共126頁；當(dāng)前第101頁；編輯于星期一\8點52分102以上移電刷和借偏方法，只適用于一種轉(zhuǎn)向的電機(jī)，否則反轉(zhuǎn)換向嚴(yán)重惡化。對于正反轉(zhuǎn)電機(jī)，電刷放在幾何中心線上，線圈連到換向片的接線不借偏。(3)元件短距的影響a)由于磁極中心處磁密比邊緣部分高，元件短距會使換向電勢大于電抗電勢，產(chǎn)生超前換向。b)由于短距使上下元件邊不同時進(jìn)行換向，削弱互感電勢的影響，有利換向。但是，短距后會減少線圈中磁通量，從而減小電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，因此短距不能太大。本文檔共126頁；當(dāng)前第102頁；編輯于星期一\8點52分1033.減小電樞反應(yīng)影響，限止氣隙磁場波形過多畸變

為了減小電樞反應(yīng)影響，可加強定子磁場，相對削弱轉(zhuǎn)子磁場。定子磁勢:2WI，而轉(zhuǎn)子磁勢:NI/4

定轉(zhuǎn)子安匝比:

定轉(zhuǎn)子安匝比宜控制在，大一點對換向有利，過大則銅耗過大，效率下降。4.限止變壓器電勢變壓器電勢往往比換向線圈內(nèi)其它電勢大，而且無法抵消，變壓器電勢為只有減少每元件匝數(shù)設(shè)計經(jīng)驗，變壓器電勢不超過7V本文檔共126頁；當(dāng)前第103頁；編輯于星期一\8點52分1045.限止片間電壓

220V的電機(jī)，片間電壓一般控制不超過25V，大多在10-15V，換向片數(shù)越多，對改善換向有利，但增加制造成本。6.削弱互感電勢影響實際上電刷寬度總大于換向片寬度，即同時有2-3個線圈進(jìn)行換向，如這些線圈處于同一槽中，那么它們產(chǎn)生磁通相互匝鏈，而產(chǎn)生互感電勢，使電抗電勢增大，換向惡化。減少互感電勢有效辦法是減少每槽并列線圈數(shù)，即虛槽數(shù)。此外，采用短距線圈(奇數(shù)槽)，又會產(chǎn)生超前旋轉(zhuǎn)電勢，邦助換向。本文檔共126頁；當(dāng)前第104頁；編輯于星期一\8點52分1057.選擇適當(dāng)電刷電刷分四類:銅石墨電刷，碳石墨電刷，石墨電刷，電化石墨電刷。一般碳石墨電刷電刷最硬，接觸電阻也最大，其次是石墨電刷，電化石墨電刷，銅石墨電刷接觸電阻最小。隨著溫度增加，接觸電阻會下降，因此有的電機(jī)冷態(tài)換向較好，而熱態(tài)時運行惡化。選擇合適的電刷，增加換向回路中電阻，相對削弱了電感影響，換向過程接近直線換向，增加接觸電阻最有效方法是選用硬質(zhì)電刷。但接觸電阻過大，接觸壓降也會太大。本文檔共126頁；當(dāng)前第105頁；編輯于星期一\8點52分106笫四章小結(jié)本章研究”換向”問題的思路是:直流電機(jī)換向(引導(dǎo))---單相串激電機(jī)換向(+變壓器電勢及影響)---火花---改善換向換向是單相串激電機(jī)的突出問題，其機(jī)理分析及火花，對電機(jī)本身的影響值得分析討論。本文檔共126頁；當(dāng)前第106頁；編輯于星期一\8點52分107第五章

單相串激電動機(jī)的噪聲及抑制前四章中，主要研究單相串激電動機(jī)本身的問題，如基本特性，換向等。笫五章，第六章研究單相串激電動機(jī)對周圍環(huán)境的影響。表現(xiàn)在兩個方面:一是電機(jī)發(fā)出的噪聲;二是無線電電視干擾，這兩個問題其它電機(jī)也存在，但不如單相串激電動機(jī)那樣突出。本文檔共126頁；當(dāng)前第107頁；編輯于星期一\8點52分1085-1.噪聲的基本概念和量值聲波是個機(jī)械波，以空氣為媒介傳到人耳膜。噪聲的大小通常以聲壓級表示式中:P---所測點聲壓(Pa)---基準(zhǔn)聲壓，人耳能聽到聲音起始聲壓人耳對音響感覺，還與聲波頻率有關(guān)，人耳聽覺頻率為20-20000Hz，高于20000Hz超聲波，低于20Hz次聲波，對1000-6000Hz高頻噪聲特別敏感。本文檔共126頁；當(dāng)前第108頁；編輯于星期一\8點52分109響度是人耳對聲音大小感覺較一致的，單位為吩(phon)。當(dāng)聲波頻率為1000Hz時聲壓級的分貝數(shù)與響度吩的數(shù)值相同，不同頻率時聲壓級分貝值與響度吩值的對應(yīng)關(guān)系見圖5-1。實際上，人耳對聲音感覺，與吩值大小不能完全對應(yīng)一致，當(dāng)響度大于20phon時，約每增加10phon，感到聲音響一倍。

表示噪聲大小的量，還有聲強級，聲功率級，單位也是分貝。聲強級的數(shù)值和聲壓級相同，聲功率級與聲壓級有一定折算關(guān)系。噪聲是電機(jī)的重要指標(biāo)，用于電動工具，一般要求不高于75dB(80dB)，用于家用電器，一般要求不高于70dB(75dB)，有更高要求，限止在55dB。本文檔共126頁；當(dāng)前第109頁；編輯于星期一\8點52分110本文檔共126頁；當(dāng)前第110頁；編輯于星期一\8點52分1115-2單相串激電動機(jī)的噪聲源及抑制措施振動與噪聲是同一現(xiàn)象的兩種現(xiàn)象。高速單相串激電動機(jī)聲源中，空氣噪聲分量最大，其次是機(jī)械噪聲，而電磁噪聲最小。1.空氣噪聲

(1)旋轉(zhuǎn)噪聲。主要由于風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，使空氣流動，沖擊，摩擦而產(chǎn)生。大小決定于風(fēng)扇大小，形狀，轉(zhuǎn)速高低和風(fēng)阻風(fēng)路情況等。

本文檔共126頁；當(dāng)前第111頁；編輯于星期一\8點52分112噪聲基本頻率式中:N---風(fēng)扇葉片數(shù)，n---電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)風(fēng)扇直徑越大，噪聲越大，減少風(fēng)扇直徑10%，可減少噪聲2-3dB。為了削弱噪聲，使葉片為質(zhì)數(shù)，如13，17，23等。(2)渦流噪聲。風(fēng)葉形狀與風(fēng)扇結(jié)構(gòu)不合理，或轉(zhuǎn)子表面凸出物，或風(fēng)扇剛度不夠，受氣流沖擊發(fā)生振動，都會造成渦流，引起噪聲。(3)笛聲。風(fēng)葉邊緣與通風(fēng)室間隙過小，會產(chǎn)生單一頻率的笛聲。

本文檔共126頁；當(dāng)前第112頁；編輯于星期一\8點52分113常用減少空氣噪聲:合理設(shè)計風(fēng)扇(如風(fēng)扇型式，風(fēng)扇葉片數(shù)，風(fēng)扇直徑等)，避免產(chǎn)生渦流;校風(fēng)扇動平衡;保證風(fēng)葉邊緣與通風(fēng)室有足移間隙;保證風(fēng)路通暢，電樞槽口和繞組端部表面盡可能光滑，減小空氣流的撞擊，摩擦;采用軸向壓力通風(fēng)。本文檔共126頁；當(dāng)前第113頁；編輯于星期一\8點52分1142.機(jī)械噪聲

(1)軸承噪聲。高速單相串激電動機(jī)采用滾珠軸承。滾珠的旋轉(zhuǎn)頻率式中:---滾珠直徑(mm)---軸承內(nèi)圈滾道直徑(mm)---軸承外圈滾道直徑(mm)軸承內(nèi)外圈滾道中波紋，凹坑，粗糙度是引起噪聲主要原因，聲壓級與波紋高度和波紋數(shù)乘積成正比。徑向游隙小，也可降低噪聲。潤滑脂質(zhì)量的優(yōu)劣影響噪聲，如雜質(zhì)越多，噪聲越大。與粘度也有關(guān)，這是因為油膜對振動有援沖作用，粘度大，噪聲低，但粘度過大，轉(zhuǎn)動有攪拌聲。軸承的安裝誤差超過某一臨界值噪聲急劇增大。本文檔共126頁；當(dāng)前第114頁；編輯于星期一\8點52分115游隙和安裝誤差角與噪聲關(guān)系見圖5-2。采用小的徑向游隙軸承可降噪。用滑動軸承代替滾珠軸承是降噪好辦法，但沒有高速的。(2)轉(zhuǎn)子不平衡引起的噪聲。高轉(zhuǎn)速電機(jī)必須進(jìn)行