串激电机培训教材.doc

PAGE PAGE 21 串激电机培训教材 目录 基本知识介绍 串激原理 结构形式 串激电机基本特性及绕线方式 换向及火花知识 火花产生的原因 影响火花的因素 火花的抑制 噪音及振动 噪音和振动的关系 振动产生的原因 噪音和振动的抑制 EMC相关知识 串激电机的设计 串激电机的安全认证要求 基本知识介绍 1、串激原理 （1）、串激电机的特点 a、使用方便。交流电源、直流电源下均可使用；改变输入电压大小，可以改变转速，调速很方便。 b、转速高、体积小、重量轻。它的运行转速一般在10000-60000转/分之间。电机转速越高铁磁材料的用量越少，电机的体积和重量相应减小，比如，8000转/分的单相串激电动机的重量只有相同功率的2800转/分的单相感应电动机的1/3-1/2。 c、起动转矩大，过载能力强。比如，12000转/分的单相串激电动机起动转矩为额定转矩的4-7倍，而单相感应电动机大多为1倍左右，有的还不到1倍，因此，单相串激电动机使用时，不易被子卡住、制动，有大的过载能力。有时还可用作重负载起动的伺服电动机。 便于大批量自动化生产，生产效率高，生产成本低。 （2）、类似结构电机的励磁方式 a、他励式：他励式励磁绕组与电枢绕组不相连接,而由另一个独立的直流电源供给励磁.b、并励：励磁绕组与电枢绕组并联,两个绕组上的电压相等,即电机的端电压.c、串励 励磁绕组与电枢绕组串联,两个绕组中电流相同. d、复励：励磁绕组分两部分,一个与电枢绕组串联,另一个与电枢绕组并联.如串联绕组所产生的磁动势与并联绕组所产生的磁动势方向相同,称为积复励;若两者相反,则称为差复励.通常应用的直流电机为积复励.先将串联绕组与电枢绕组串联,然后再与并联绕组并联,称长分接法复励;反之,先将并联绕组与电枢绕组并联,然后再与串联绕组串联,称短分接法复励. （3）、串激电机原理串激电机是一种其定子线圈，亦称激磁绕组（产生主磁场的绕组）同转子线圈，亦称电枢绕组（产生转矩的绕组）通过电刷和换向器串联在一起再接到电源的一种电机。串激电机电气原理图，如图所示。 实际上，前面说过，有了换向器和电刷后，转子线圈中的电流在一个极下始终保持一个方向。比如，在S极下电流是流入线圈，以⊕表示，那么，再N极下电流是流出线圈，以⊙表示。实际上，转子铁芯每个槽均嵌放有线圈，而且所有转子线圈均通过换向器片串联起来，形成一个闭合回路。串激电机工作原理图，如图所示。这是2极电机的情况。 图中定子线圈通过电流IN产生了磁通φ，转子线圈也流过电流，比如，在S极下的线圈的电流方向是流入纸面，用⊕表示，而在N极下的线圈的电流方向是流出纸面，用⊙表示。定子线圈建立的磁通同通电的转子线圈中的导体相互作用产生电磁转矩，使电机转子旋转。电机的旋转方向可用左手定则确定。今后将定子线圈中的电流称激磁电流，而转子线圈中的电流称电枢电流。激磁电流是流过电刷的总电流，也即是电源提供的电流。电刷将转子线圈分开成两部分并联起来形成两条支路，每条支路的电流为流过电刷电流的一半，也即激磁电流的一半，为Ia=IN/2。 2、串激电机的结构 第二章 串激电机基本特性及绕线方式 1、运行特性 a、用交流电或直流电都能运行 当一台直流串激电动机，改变它的电源极性，电动机的转矩和转速的方向不变，这是因为激磁电流与电枢绕组是串联的，激磁电流与电枢电流同时改变方向的缘故。如图所示，如果把它接到交流电源上，也能得到同样的结果。这是由于交流电的正半波相当于直流电源的正极性，而交流电的负半波相当于直流电的负极性。 b、串激电机的机械特性（机械特性即负载与转速的关系） 串激电动机的机械特性较软，即随着机械负载的增加，转速迅速下降 几点说明： ⑴.电流与转矩之间的关系特性：I=f（T），它是一类似于抛物线特性。在不考虑磁路饱和的影响时，T∝I2。 ⑵.电流同转速之间的关系特性：I=f（n），它是一类似于双曲线特性。在电源电压恒定以及不考虑磁路饱和的影响时，n ∝。 转速同转矩之间的关系特性：n=f（T）。该特性曲线可以用I=f（T）、I=f（n）两特性曲线画出，它是一软特性。 功率因数同转矩之间的关系特性：cosφ=f（T），它是一接近水平的直线。该类电机的功率因数高，在0.9以上。高转速的电机可高于0.95以上。 此外，单相串激电动机的空载转速在理论上是无穷大的，所以，空载转速很高，因此，通常考虑到电机机械强度问题，不允许空载运转，怕“飞车”。不过，由于有轴承的摩擦，电刷的压力及摩擦和电枢风摩以及由于通风散热的需要，电枢上装有风叶，相当于加上一个小的负载了，所以实际的空载转速不可能是无穷大的。但是空载转速还是比较高的，一般为额定转速的1.5~3倍，甚至更高。 2、转子绕线方式 电枢绕组的构成和参数 绕组构成 ①由若干绕组元件组