電機(jī)構(gòu)造工作原理

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1、n 電 機(jī) 的 基 本 功 能 與 分 類n 電 機(jī) 的 基 本 原 理n 電 機(jī) 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 前 言n 電 機(jī) 是 以 磁 場 為 媒 介 進(jìn) 行 機(jī) 械 和 電 能 互 相 轉(zhuǎn) 換 的 電 磁 裝 置 。n 把 電 能 轉(zhuǎn) 換 為 機(jī) 械 能 的 稱 電 機(jī) ， 相 反 則 為 發(fā) 電 機(jī) 。n 電 機(jī) 分 類 的 方 法 眾 多 ， 通 常 按 照 以 下 幾 種 類 型 來 劃 分 ：n 1.從 能 量 角 度 劃 分 ： 為 發(fā) 電 機(jī) 、 電 動 機(jī) 、 變 壓 器 。n 2.從 電 流 角 度 劃 分 ： 直 流 電 機(jī) 和 交 流 電 機(jī) （ 交 流 電 機(jī) 包 括 變

2、 壓器 、 異 步 電 機(jī) 和 同 步 電 機(jī) n=60f/p 單 位 為 r/min， 它 是 取 決 與電 頻 率 f和 電 機(jī) 磁 極 對 數(shù) p的 一 個 常 數(shù) 。 凡 是 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 數(shù) 等 于 n的稱 為 同 步 電 機(jī) ， 不 等 于 n的 稱 為 異 步 電 機(jī) 或 者 感 應(yīng) 電 機(jī) ， 沒 有固 定 n的 為 直 流 電 機(jī) ） 。 n 3.從 運(yùn) 動 方 式 劃 分 ： 旋 轉(zhuǎn) 電 機(jī) 、 直 線 電 機(jī) 、 靜 止 電 機(jī) （ 即 變 壓器 ） 。n 4.從 使 用 場 合 還 可 劃 分 為 潛 水 電 機(jī) 、 防 暴 電 機(jī) 、 航 空 電 機(jī) 等 。 電 機(jī) 的

3、 基 本 原 理n 電 機(jī) 是 通 過 電 磁 感 應(yīng) 原 理 來 實(shí) 現(xiàn) 能 量 轉(zhuǎn)換 的 ， 因 此 ， 電 和 磁 是 構(gòu) 成 電 機(jī) 的 兩 大要 素 。n 電 在 電 機(jī) 中 主 要 是 以 路 的 形 式 出 現(xiàn) ， 即由 導(dǎo) 體 、 線 圈 、 繞 組 構(gòu) 成 電 機(jī) 的 電 路 。n 磁 在 電 機(jī) 中 則 是 以 場 的 形 式 存 在 的 ， 一般 工 程 分 析 計(jì) 算 時 ， 為 了 方 便 ， 常 將 磁場 簡 化 為 磁 路 。 1-1電 機(jī) 的 工 作 原 理n 直 流 電 機(jī) 可 作 為 發(fā) 電 機(jī) 運(yùn) 行 ， 也 可 作 為 電 動 機(jī) 運(yùn) 行 ， 這就 是

4、電 機(jī) 的 可 逆 原 理 其 基 本 結(jié) 構(gòu) 與 直 流 發(fā) 電 完 全 相 同(如 FM-70K3-LE-CF)。n 將 兩 個 電 刷 加 上 直 流 電 源 ， 即 如 下 圖 所 示 時 ， 則 有 直 流電 流 從 電 刷 A流 入 ， 經(jīng) 過 線 圈 abcd， 從 電 刷 B流 出 ， 根 據(jù)電 磁 力 定 律 ， 載 流 導(dǎo) 體 ab和 cd受 到 電 磁 力 的 作 用 ， 其 方向 可 由 左 手 定 則 判 定 兩 段 導(dǎo) 體 受 到 的 力 形 成 一 個 轉(zhuǎn) 矩 ，使 得 轉(zhuǎn) 子 逆 時 針 轉(zhuǎn) 動 。n 當(dāng) 電 樞 轉(zhuǎn) 過 90 時 ， 兩 個 線 圈 邊 均 處

5、 于 磁 通 密 度 B=0的位 置 ， 線 圈 中 就 沒 有 電 流 流 過 ， 轉(zhuǎn) 矩 便 消 失 。 由 于 機(jī) 械慣 性 的 作 用 ， 使 電 樞 沖 過 一 個 角 度 ， 這 時 線 圈 中 又 有 電流 通 過 ， 其 流 通 途 徑 為 通 過 電 刷 A、 換 向 片 2、 線 圈 邊dc和 ab， 最 后 經(jīng) 換 向 片 1及 電 刷 B到 達(dá) 電 源 的 負(fù) 極 。 1-2電 機(jī) 的 工 作 原 理 圖 磁 極 定 子電 樞 線 圈 轉(zhuǎn) 子旋 轉(zhuǎn)換 向 片靜 止電 刷 n 旋 轉(zhuǎn) 電 樞 式 的 直 流 電 機(jī)n 電 樞 旋 轉(zhuǎn) 、 磁 極 固 定 ， 帶 有 換 向

6、 器 通 過 換 向 片 ， 電 刷 1總與 位 于 N極 下 的 導(dǎo) 體相 連 ， 極 性 為 正電 刷 2與 位 于 S極 下 的導(dǎo) 體 相 連 ， 極 性 為 負(fù) 1-3左 手 定 則n 左 手 定 則 亦 稱 “ 電 動 機(jī) 定 則 ” 。 它 是 確 定 通電 導(dǎo) 體 在 外 磁 場 中 受 力 方 向 的 定 則 。 其 方 法是 ： 伸 開 左 手 ， 使 拇 指 與 其 余 四 指 垂 直 ， 并都 與 手 掌 在 同 一 平 面 上 。 設(shè) 想 將 左 手 放 入 磁場 中 ， 使 磁 力 線 垂 直 地 進(jìn) 入 手 心 ， 其 余 四 指指 向 電 流 方 向 ， 這 時

7、拇 指 所 指 的 方 向 就 是 磁場 對 電 流 作 用 力 的 方 向 。 2-4電 磁 力 n 載 流 導(dǎo) 體 位 于 磁 場 中 時 ， 導(dǎo) 體 上 受 到 力 Fe 直 流 電 機(jī) 的 勵 磁 方 式 2-1電 機(jī) 的 構(gòu) 造n 電 動 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 主 要 包 括 兩 部 分 ： 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 。n 電 機(jī) 的 固 定 不 動 部 分 稱 為 定 子 ， 定 子 一 般 是 由定 子 鐵 芯 、 定 子 繞 組 、 機(jī) 座 、 電 刷 裝 置 等 組 成 。n 電 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 部 分 稱 為 轉(zhuǎn) 子 ， 轉(zhuǎn) 子 是 由 轉(zhuǎn) 子 鐵 芯 、轉(zhuǎn) 子 繞 組 、 換 向 器 、

8、 軸 承 、 風(fēng) 扇 和 轉(zhuǎn) 軸 等 組 成 。 直 流 電 機(jī) 的 基 本 構(gòu) 造風(fēng) 扇 機(jī) 座鐵 心 和 繞 組 主 磁 極 電 刷 換 向 器 接 線 板接 線 盒勵 磁 繞 組端 蓋 直 流 電 機(jī) 的 基 本 構(gòu) 造 1-2電 機(jī) 的 構(gòu) 造 圖 大 殼 ： 首 先 ， 大 殼 為 什 么 選 用 鐵 制 品 的 ， 而 不 用 塑 膠 的 呢 ？ 因 為 鐵 導(dǎo) 磁 率 大 ， 而 且 利 于 散 熱 。 材 質(zhì) ： 大 部 分 都 是 用 冷 軋 鋼 板 。 冷 軋 薄 鋼 板 是 普 通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 冷 軋 板 的 簡 稱 ， 俗 稱 冷 板 。 它是 由 普 通 碳

9、素 結(jié) 構(gòu) 鋼 熱 軋 鋼 帶 ， 經(jīng) 過 進(jìn) 一 步 冷 軋 制 成 厚 度 小 于 4mm的 鋼 板 。 由 于 在 常 溫 下 軋 制 ，不 產(chǎn) 生 氧 化 鐵 皮 ， 因 此 ， 冷 板 表 面 質(zhì) 量 好 ， 尺 寸 精 度 高 ， 再 加 之 退 火 處 理 ， 其 機(jī) 械 性 能 和 工 藝 性能 都 優(yōu) 于 熱 軋 薄 鋼 板 ， 在 許 多 領(lǐng) 域 里 ， 特 別 是 家 電 制 造 領(lǐng) 域 ， 已 逐 漸 用 它 取 代 熱 軋 薄 鋼 板 。n 首 先 ， 大 殼 為 什 么 選 用 鐵 制 品 的 ， 而 不 用 塑 膠 的 呢 ？ 因 為 鐵 導(dǎo) 磁 率 大 ， 而

10、且 利 于 散 熱 。 材 質(zhì) ： 大 部 分 都 是 用 冷 軋 鋼 板 。 冷 軋 薄 鋼 板 是 普 通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 冷 軋 板 的 簡 稱 ， 俗 稱 冷 板 。 它 是 由 普通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 熱 軋 鋼 帶 ， 經(jīng) 過 進(jìn) 一 步 冷 軋 制 成 厚 度 小 于 4mm的 鋼 板 。 由 于 在 常 溫 下 軋 制 ， 不 產(chǎn) 生 氧化 鐵 皮 ， 因 此 ， 冷 板 表 面 質(zhì) 量 好 ， 尺 寸 精 度 高 ， 再 加 之 退 火 處 理 ， 其 機(jī) 械 性 能 和 工 藝 性 能 都 優(yōu) 于 熱軋 薄 鋼 板 ， 在 許 多 領(lǐng) 域 里 ， 特 別 是 家 電

11、制 造 領(lǐng) 域 ， 已 逐 漸 用 它 取 代 熱 軋 薄 鋼 板 。 n 日 本 冷 軋 碳 素 薄 鋼 板 n 適 用 牌 號 ：SPCC、SPCD、SPCE 符 號 ：S-鋼 （Steel）、P-板 （Plate）、C-冷 軋 （cold）、第 四 位 C-普 通 級（common）、D-沖 壓 級 （Draw）、E-深 沖 級 （Elongation）n 熱 處 理 狀 態(tài) ：A退 火 、S-退 火 +平 整 、8（1/8）的 硬 質(zhì) 、4（1/4）的 硬 質(zhì) 、2（1/2）的 硬 質(zhì) 、1硬 質(zhì) 。n 日 本 電 鍍 鋅 薄 鋼 板n 適 用 牌 號 ： SECC（ 原 板 SPCC

12、） 、 SECD（ 原 板 SPCD） 、 SECE（ 原 板 SPCE） 鋅 層 代 號 ： E8、 E16、E24、 E32n 符 號 ： S-鋼 （ Steel） 、 E-電 鍍 （ Electrodeposition） 、 C-冷 軋 （ Cold） 、 第 四 位 C-普 通 級（ common） 、 D-沖 壓 級 （ Draw） 、 E-深 沖 級 （ Elongation） 。n 鋅 層 代 號 ： E-電 鍍 鋅 層 ， 8、 16、 24、 32表 示 鋅 附 著 量 ， 單 位 為 g/m2， 鍍 層 厚 度 （ 單 面 ） 1.4、4.2、 7.0。 n 表 面 處 理

13、 代 號 ： C-鉻 酸 系 處 理 、 O-涂 油 、 P-磷 酸 系 處 理 、 S-鉻 酸 系 處 理 +涂 油 、 Q-磷 酸 系 處 理 +涂 油 、M-不 處 理 。n 標(biāo) 記 ： 產(chǎn) 品 名 稱 （ 鋼 板 或 鋼 帶 ） ， 本 產(chǎn) 品 標(biāo) 準(zhǔn) 號 、 牌 號 、 表 面 處 理 類 別 、 鋅 層 代 號 、 規(guī) 格 及 尺 寸 、外 形 精 度 。 磁 石n 磁 石 的 分 類 ： 大 致 可 分 位 鐵 氧 體 和 釹 鐵 硼 兩 種 。n 如 何 衡 量 磁 性 能 的 高 低 ？ 主 要 有 三 個 參 量 ： 剩 磁 Br（ Residual Induction）

14、,單 位 Gauss， 是 衡 量 磁 體 對 外 所 能 提 供 磁 場 強(qiáng) 弱 的 參量 ； 矯 頑 力 Hc（ Coercive Force） ， 單 位 Oersteds， 是 衡 量 抗 退 磁能 力 的 參 量 ； 磁 能 積 BHmax,單 位 Gauss-Oersteds,是 表 征 所 能 存儲 能 量 多 少 的 一 個 物 理 量 。 n 鐵 氧 體 磁 石 特 點(diǎn) ： *采 用 粉 末 冶 金 方 法 生 產(chǎn) 、 剩 磁 較 低 ， 回 復(fù) 磁 導(dǎo) 磁 率 小 *矯 頑 力 較 大 ， 抗 去 磁 能 力 較 強(qiáng) ， 特 別 適 宜 于 用 作 動 態(tài) 工 作 條 件

15、的 磁 路 結(jié) 構(gòu) *材 質(zhì) 硬 且 脆 ,可 以 金 剛 砂 工 具 進(jìn) 行 切 割 加 工 *主 要 原 材 料 是 氧 化 物 （ 四 氧 化 三 鐵 ） ， 故 不 易 腐 蝕 *工 作 溫 度 ： 40 至 +200 n 釹 鐵 硼 磁 石 特 點(diǎn) ： *采 用 粉 末 冶 金 方 法 生 產(chǎn) 、 剩 磁 較 高 、 矯 頑 力 較 大 、 體 積 小 。 *相 對 較 脆 、 價 格 高 膠 底 蓋n 膠 底 蓋 大 多 是 塑 膠 成 型 ， 也 有 部 分 大 馬達(dá) 底 蓋 用 鋁 合 金 和 鋅 合 金 的 。 塑 膠 成 型的 大 多 選 用 尼 龍 、 PBT、 ABS等

16、 為 材 料 。選 用 的 根 據(jù) 主 要 從 使 用 的 物 理 性 能 、 化學(xué) 性 能 、 電 氣 性 能 以 及 價 格 方 面 考 慮 決定 的 。 （ 個 別 是 客 戶 指 定 ） 電 刷 （ 碳 精 ） ： 關(guān) 于 碳 刷 的 種 類 ， 大 致 可 分 為 以下 幾 種 ： -銅 石 墨 材 料 、 -樹 脂 粘 結(jié) 材 料 、 -電 化石 墨 材 料 、 -天 然 石 墨 材 料 。 電 刷 是 起 導(dǎo) 通 （ 即 電 流 傳 輸 的 功 能 ） ， 應(yīng) 具 備 以 下 三 種 要 求 。 1.其 材 料 應(yīng) 具 備 在 整 流 子 換 向 時 提 供 潤 滑 以 及 電

17、流 傳 輸 功 能 。 2.能 在 電 刷 壽 命 與 整 流 子 或 滑 環(huán) 狀 況 方 面 取 得 一 種 平 衡 。 3.在 大 多 數(shù) 情 況 下 能 夠 形 成 平 滑 以 及 連 續(xù) 的 氧 化 膜 。 n 電 刷 四 項(xiàng) 物 理 性 能 : 1.電 阻 率 、 2.抗 折 強(qiáng) 度 、 3.肖 氏 硬 度 、 4.密 度 1.電 阻 率 電 阻 率 越 高 ， 對 火 花 壓 制 越 有 利 ； 電 壓 降 會 增 加 ， 電 機(jī) 的 效 率 會 下 降 ；同 時 ， 炭 刷 的 溫 升 會 增 加 ， 有 可 能 會 導(dǎo) 致 炭 刷 脹 死 在 刷 架 中 。 2.抗 折 強(qiáng) 度

18、 抗 折 強(qiáng) 度 越 高 ， 炭 刷 越 耐 磨 。 3.硬 度 硬 度 越 高 ， 炭 刷 越 耐 磨 ， 噪 音 會 增 大 ； 同 時 對 換 向 器 的 磨 損 也 會 增 加 。 4.密 度 密 度 對 炭 刷 性 能 的 影 響 最 小 。 定 性 地 講 ， 密 度 越 高 ， 炭 刷 越 耐 磨 。n 綜 合 來 講 ， 電 阻 率 和 抗 折 強(qiáng) 度 對 炭 刷 的 性 能 起 著 決 定 性 作 用 。 這 四 個 參 數(shù) 是 相 互作 用 的 。 它 們 的 影 響 作 用 如 下 ： 密 度 硬 度 電 阻 率 抗 折 強(qiáng) 度 密 度 硬 度 電 阻 率 抗 折 強(qiáng) 度

19、 n 彈 簧 彈 力 與 電 刷 的 機(jī) 械 磨 損 和 電 氣 磨 損 關(guān) 系 如 下 ： 彈 簧 彈 力 機(jī) 械 磨 損 電 氣 磨 損 彈 簧 彈 力 機(jī) 械 磨 損 電 氣 磨 損 杯 士n 馬 達(dá) 使 用 的 杯 士 主 要 有 粉 末 冶 金 燒 結(jié) 杯 士 和 滾 珠杯 士 。 選 用 何 種 杯 士 主 要 是 根 據(jù) 客 戶 的 要 求 ， 實(shí)際 應(yīng) 用 場 合 以 及 單 價 方 面 考 慮 決 定 的 。 相 對 來 說燒 結(jié) 杯 士 的 單 價 要 比 滾 珠 杯 士 便 宜 得 多 ， 但 是 徑向 如 果 受 負(fù) 荷 大 的 話 就 得 用 滾 珠 杯 士 。 然

20、而 燒 結(jié)杯 士 的 選 用 要 比 滾 珠 杯 士 選 用 較 為 復(fù) 雜 ， 因 為 滾珠 杯 士 是 系 列 化 的 標(biāo) 準(zhǔn) 品 ， 而 燒 結(jié) 杯 士 大 多 是 根據(jù) 自 己 要 求 指 定 的 ， 選 用 時 不 僅 要 考 慮 承 受 的 面壓 、 PV值 以 及 含 油 種 類 等 。 電 器 元 件 ： 電 容 （ 磁 介 電 容 、 紙 介 電 容 、 電 解 電 容 ） 電感 、 變 阻 器 （ 國 內(nèi) 叫 壓 敏 電 阻 ） 、 電 阻 、 PTC（ 國 內(nèi) 叫 熱敏 電 阻 ） 、 恒 溫 器 、 溫 度 管 等 。n 磁 介 電 容 ： 阻 直 流 ， 通 交 流

21、。n 紙 介 電 容 ： 穩(wěn) 定 電 壓 ， 消 減 電 磁 雜 波 。n 電 解 電 容 ： 穩(wěn) 定 電 壓 。n 電 感 ： 消 除 電 磁 雜 波 (形 象 的 說 是 通 直 流 ， 阻交 流 ） ， 主 要 在 低 頻 起 作 用 。n 變 阻 器 ： 穩(wěn) 定 電 壓 ， 吸 收 電 磁 雜 波 、 減 少 火 花 。 n 電 阻 ： 限 制 電 刷 的 作 用 。n PTC、 恒 溫 器 、 溫 度 管 ： 都 是 保 護(hù) 回 路 的 作 用 ，但 三 者 使 用 又 有 區(qū) 別 。 銅 頭 （ 換 向 器 ） 1. 換 向 器 的 功 用 及 要 求 :2. 換 向 器 材 料3. 換 向 器 的 結(jié) 構(gòu) :4. 換 向 器 設(shè) 計(jì) 的 其 它 考 慮 因 素 :5. 換 向 器 的 檢 驗(yàn) :6. 換 向 器 的 安 裝 及 運(yùn) 轉(zhuǎn) 要 求 :7. 供 貨 商 所 作 換 向 器 質(zhì) 量 測 試 : 芯 片n 芯 片 都 是 用 硅 素 鋼 板 制 作 的 。 使 用 的 JIS牌 號 有 H-9、 H-12、 H-18、 H-23、 H-30。 牌 號 的 不 同 主 要 是 代 表 鐵 損 的 大 小和 含 硅 量 的 大 小 。 含 硅 量 大 的 鐵 損 就 小 ，馬 達(dá) 發(fā) 熱 也 就 小 。 結(jié) 束 謝 謝 大 家 ！