电机原理和生产工艺详解.ppt

在机械化生产中，从古至今涌现了许多能量之间的转换。人力、畜力、风能、水能、蒸汽能等都曾经作为基础能源被转换成机械能，服务于生产制造业。 然而，在电能出现之前，无论哪种能源都无法兼备效率、运输、储存三大优势。电能的转化来源十分广泛，几乎覆盖了所有的能源，同时，也能通过各种途径转变为多种能源，广泛运用于生活、制造、科技领域。 电机是通过电磁转换特性，实现电能转变为机械能的一种电磁装置。电机按结构和工作原理可划分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。 我们公司的电机大多使用在热泵、燃气的风机，是一种直流电动机。 电机原理与生产工艺 1.电机工作原理 电磁感应定律揭示： a.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。 b.处于磁场内的闭合电路的一部分导体通过电流时，导体会受到垂直于自身的磁力。 以上两个定律使电磁转换成为可能，我们用a理论制作了发电机，用b理论实现了电动机。 2.电机的组成 电机整体可分为定子与转子两部分，定子负责励磁，生成磁场；转子于磁场中受力旋转，驱动负载。 电机原理与生产工艺 2.电机生产工艺流程 2.1 绕丝 线圈在励磁线路中提供电流，在铁心产生磁场，形成NS两个磁极。在三相电机中，绕组电阻平衡率低，会导致输出转矩不平衡，形成局部环流，电机会产生转动异响、抖动、发热严重等问题。直流电机中绕组电阻不平衡，仍会导致电磁两极差异带来的问题。但一般情况下，因为直流电机功率较小，且电阻 串联不便量测，多以监控电流为主要参数。 绕丝的材质一般为铜丝，表面镀上绝缘层， 绝缘层依耐热等级分为不同规格。 绕丝机可以设定额定转数，加上绕头槽深 不同，可以做到匝数的防呆。 控制点：绕丝直径、绝缘等级， 绕组电阻±2~3% 电机原理与生产工艺 2.2 绕组定子装配 由0.3~0.5mm厚的矽钢片组成的铁芯是优秀的磁导体。铁芯用来产生磁场，其自身接地，因此线圈必须与铁芯绝缘。在线圈自身绝缘的基础上，各线圈槽内用绝缘纸包裹线圈实现绝缘隔挡。 最右图中隔相的绝缘纸未能正确安插，仅能靠线圈自身绝缘防护，存在隐患。绕组定子安装完成后，进行绝缘检测和三相波形观察。 绝缘和相位不过，都会导致电机不平衡的问题。 控制点：绝缘纸安插，绝缘检测，波形观察。 电机原理与生产工艺 2.3 浸漆 为进一步提升定子绕组绝缘效果，将缠好的 绕组定子浸入绝缘漆中，为提升效果，可采 用加压浸漆，之后烘干。浸漆与烘干参数应 根据绕丝绝缘等级设定。 控制点：浸漆参数，烘干参数 2.4 机壳安装 电磁转换中，气隙指的是静止的磁极和旋转 的电枢之间的间隙，气隙的大小，决定磁通 量的大小。气隙大，漏磁多，电机效率降低。气隙小，电枢与磁极易干涉，气隙影响较多，并非越小越好。不同的电机有不同的气隙要求。因此，机壳、绕组定子、转子之间的同心度有非常高的要求。控制点：同心度 电机原理与生产工艺 2.5 转子组装 转子由轴、轴承、电枢组成。转子的电枢主要介绍两种结构：鼠笼式和永磁式。鼠笼式通过浇铸（铝、铜等）使金属间形成短路环，通过磁场变化感应电流转动，广泛用于交流电机。 永磁式通过永磁铁作为电枢，受磁场力转动，多用于低电压直流电机，右图是我司燃气快速的永磁转子。 转子的问题大多在同心度与轴承的选择，其影响电机的性能与寿命 控制点：同心度。 电机原理与生产工艺 2.6 风机安装 电动机驱动风机旋转，除去电机自身特性，最重要的便是风机的动平衡。动平衡决定着风机的产品质量，其主要影响风机的噪声、震动、承载部件寿命、功耗，直接决定用户体验。 电机原理与生产工艺 精度等级G g.mm/kg 转子类型举例 G630 630 刚性安装的船用柴油机的曲轴驱动件；刚性安装的大型四冲程发动机曲轴驱动件 G250 250 刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件 G100 100 六缸和多缸柴油机的曲轴驱动件。汽车、货车和机车用的（汽油、柴油）发动机整机。 G40 40 汽车车轮、箍轮、车轮整体；汽车、货车和机车用的发动机的驱动件。 G16 16 粉碎机、农业机械的零件；汽车、货车和机车用的（汽油、柴油）发动机个别零件。 G6.3 6.3 燃气和蒸气涡轮、包括海轮（商船）主涡轮刚性涡轮发动机转子；透平增压器；机床驱动件；特殊要求的中型和大型电机转子；小电机转子；涡轮泵。 G2.5 2.5 海轮（商船）主涡轮机的齿轮；离心分离机、泵的叶轮；风扇；航空燃气涡轮机的转子部件；飞轮；机床的一般零件；普通电机转子；特殊要求的发动机的个别零件。 G1 1 磁带录音机及电唱机驱动件；磨床驱动件；特殊要求的小型电枢。 G0.4 0.4 精密磨床的主轴、磨轮及电枢、回转仪。 动平衡从偏心重量、偏心距及偏心方位来评估风机，从低