永磁直流电机碳刷位置与电机效率的关系

如何检查处理直流电机换向恶化产生火花

换向火花产生的原因是多种多样的，必须在众多的因素中，找到主要原因，才能排除故障，改善换向。检杏换向恶化原因的方法，通常称换向条件正常化检查和调整。是直流电机换向事故处理中最常用方法。其原理如下：一台直流电机在刚投入运行或过去运行中，换向一直是正常的，而在以后的运行过程中，逐渐变坏或突然恶化，说明电机在换向恶化前，其滑动接触、电机结构和电机各部件工作情况是正常的。在电机运行过程中，某些部件的工作状态发生了改变，或周围环境发生变化，从而破坏了滑动接触，改变了正常的换向状态，而导致换向的恶化。如果对这些影响电机换向的囚素进行全面检查和调整，使其能恢复原来的正常状态，则换向即能恢复正常。 换向正常化检查是直流电机寻找换向事故原因和排除故障的常用方法，它包括下面几个主要项目。 一、换向器片间电阻测量。 测量换向器片间电阻，能发现电枢绕组是否断线、开焊和匝间短路，升高片是否断裂以及是否存在换向器片间短路。片间电阻检查通常采用压降法，也可采用专用片间电阻测量仪。 二、换向器摆度测量。 当换向器变形或偏心时，在运行时将会使电刷跳动，滑动接触就不理想，超过一定数值后，将导致换向恶化。高速电机和多重路电枢绕组电机更为敏感。 三、电刷中性面的检查。 直流电机电刷中性线位置，一般应严格在主磁极几何中心线上，对于大型电机、可逆运行电机和高速电机尤其如此。因为当电刷偏离主机中性线时，换向将发生超前和延迟。纵轴电枢反应使电机的外特性发生变化，对可逆转电动机来说，两个转向下转速不同，而且外特性也不同，两个转向时换向强弱也不同。在电刷偏离中性位置较大时，由于换向元件进入主极磁通区，电机将产生空载火花。 四、极距、刷距和气隙的检查与调整。 直流电机各排电刷之间的距离，主极之间和换向极之间距离应力求相等。因为刷距和极距不等则会造成各排电刷下被短路元件在磁场中位置不一样，换向极磁场和换向元件电抗电势波形不重合，各个刷架下火花不等会使电机换向不正常。 1、刷距允许误差通常为士0.5mm，一般用铺纸等分法来检查和调整。方法如下：首先将电机上一排刷架电刷位置调整好，使这排电刷边缘正好与一个换向片边缘组合，然后在换向器表面铺一张纸，在一接缝处作好搭接标记后取下，将纸以极数进行等分，划好等分线后，再铺在换向器上，使调整好位置电刷的边缘正好压在一条等分线上，再将全部电刷落下，电刷边缘与等分线的距离就是刷距等分的误差，如将全部电刷按等分线调整，则可以纠正刷距误差。 2、极距检查与调整。极距允许误差为士0.75 mm。极距较准确的测量一般采用磁极靴上划中心线，再用游标卡尺和卡钳等进行测量，可以得到较精确的结果。当电机装配完后，电枢不能抽出的情况下，可以用卡钳测量极靴边缘之间的距离，也可以检查极距等分误差。 3、气隙检查与调整。直流电机主极和换向极气隙必须均等，如气隙不均，则各极下磁阻不等，在相同的励磁磁势下，磁流最不相等，在部分刷架下火花就

直流有刷电机与直流无刷电机的对比

无刷直流电机与有刷直流电机的对比 直流有刷电机和无刷电机的区别是是否配置有常用的电刷换向器。有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的。 而直流无刷电机则通过霍尔传感器把转子位置反馈回到控制电路，使其能够获知电机相位换向的准确时间。大多数无刷电机生产商生产的电机都具有三个霍尔效应定位传感器。由于无刷电机没有电刷，故也没有相关接口，因此更干净，噪声更小，事实上无需维护，寿命更长。 直流无刷是基于交流调速原理基础上制造出来的，性能方面既有直流电机的启动转矩大，转速稳定调速方便，又有交流电机的结构简单没有易损件（没有直流电机的碳刷）价格方面因为需要专门的驱动故价格要比普通直流电机高3~4倍左右。不过调速方面因为直流无刷电机大部分都自带驱动电路（可以调速，当然也有恒速的）所以驱动起来只要给他接上额定电压后，输入调速PWM信号就可以了。这点无需再添加专门的驱动电路，另外直流无刷电机因为有霍尔元件做反馈，所以转速几乎是稳定恒速的。 一、无刷电机与有刷电机的性能比较 1、摩擦大、损耗大 有些朋友在用有刷电机的时候经常碰到这个问题，那就是使用电机一段时间后，需要打开电机来清理电机的碳刷，费时费力，维护强度不亚于一次家庭大扫除。 2、发热大、寿命短 由于有刷电机的结构原因，电刷和换向器的接触电阻较大，容易发热，而永磁体是热敏元件，如果温度太高，磁钢是会退磁的，使电机性能下降，影响有刷电机的寿命。 3、效率低、输出功率小 上面说到的有刷电机发热问题，很大程度是因为电流做功在电机的内阻上了，所以电能有很大程度转化为了热能，所以有刷电机的输出功率不大效率也不高、 二、无刷电机的优点 1、无电刷、低干扰 无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大的减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。 2、噪音低、运转顺畅 无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。 3、寿命长、维护成本低 少了电刷，无刷电机的磨损主要是在轴承上了，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机发，必要的时候，只需要一引动除尘维护即可。 以上一比较，就智能无刷电机相对有刷电机的优势在哪里了，但是万事都不是绝对的，有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的，不过就无刷电机的使用方便性来看，随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争，无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段，这也极大的促进了国内无刷电机的发展。

超高速永磁直流无刷电机的特点

超高速永磁直流无刷电机的特点 永磁无刷直流电机由于气隙大,效率高,转子结构简单,适合于超高速运行,是特种电机领域研究的热点,也是超高速精密电主轴理想的驱动部件之一。 永磁无刷直流电机的转子常采用高性能永磁铁,设计成磁环或者扇形块粘贴在转子上,强度低；另外电机高频引起的损耗大,转子散热困难等特有的问题,使得高速永磁无刷直流电机转子温升过大,永磁体易于退磁,制约了电机转速的进一步提高。 在掌握高速永磁无刷直流电机设计理论的基础上,通过电主轴用永磁直流无刷电机的主要问题进行深入的分析,从电机本体结构设计、电磁设计、超高速转子设计等方面对超高速电主轴用电机进行设计,并对开发的超高速永磁直流无刷电机的性能进行了分析。 主要的研究内容包括：首先,阐述了课题的背景及意义,国内外的研究现状,研究内容及结构安排,接着对永磁无刷直流电机的结构组成和工作原理进行了分析。采用传统的磁路计算和电磁场有限元相结合的方法,进行了高速永磁电机的电磁计算。 针对超高速电机的损耗过大等关键问题,结合永磁无刷直流电机的电磁计算方法,给出了一套比较完整的电主轴用内装式超高速永磁无刷直流电机本体设计方案。 其次,研究了力辉电机转子机械强度,转子采用的是整体磁环式结构,为了防止永磁体在高速旋转时产生的巨大拉应力作用下而破

坏,利用非导磁合金钢护套对永磁体进行了保护,保护套与永磁体之间采用过盈配合。基于弹性力学理论和有限元接触理论建立了高速永磁转子应力计算模型,计算了永磁体和护套的接触应力,确定了护套和永磁体之间的过盈量。 根据电主轴实际运行时的温升现象,校核了不同温度下的永磁体和护套的强度,从而保证永磁转子的安全运行。 第三,对高速永磁无刷直流电机内的损耗进行了分析计算,采用有限元法研究了槽开口和气隙长度对转子涡流损耗的影响,在空,负载状态下的研究结果均表明：随着槽开口的增加或者气隙长度的减小,转子损耗都会增加。由于定转子损耗与磁场波形密切相关,对比分析了平行充磁和径向充磁对高速永磁无刷直流电机气隙磁场和电机损耗的影响,结果表明：平行充磁优于径向充磁。 最后,在电机设计的基础上,利用软件搭建了永磁无刷直流电机有限元模型,分析了电磁转矩脉动的抑制方法,并对磁路方案进行了校正,仿真分析了电机性能,完善了电机的结构设计。

永磁直流电机性能参数

ZYT直流永磁电机 概述 ZYT直流永磁电机采用铁氧体永磁磁铁作为激磁，系封闭自冷式。作为小功 率直流马达可以用在各种驱动装置中做驱动元件。 产品说明 (1)产品特点：直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑；直流电动机 过载能力较强，热动和制动转矩较大；由于存在换向器，其制造复杂，价格较高。 (2)使用条件：海拔w 4000m环境温度：-25 C —+40C ;相对湿度w 90%(+25C时)；允许温升，不超过75K。 型号说明 90ZYT08/H1 1.90位置表示机座号。用55、70、90、110和130表示。其相应机座号外径为 55mm 70mm 90mm 110mn和130mm 2. ZYT表示直流永磁马达。 3.08位置表示铁芯长度。其中01-49为短铁芯，51-99为长铁芯和101-149为超长铁芯。 4.H1位置为派生结构。其代号用H1、H2 H3??…。 安装形式 1. A1表示单轴伸底脚安装，AA1表示双轴伸底脚安装。 2. A3表示单轴伸法兰安装，AA3表示双轴伸法兰安装。 3. A5表示单轴伸机壳外圆安装，AA5表示双轴伸机壳外圆安装。 使用条件 1. 海拔不超过4000米。 2. 环境温度：-25度到40度。 3. 相对温度：小于等于95度。 4. 在海拔不超过1000米时，不超过75K. 技术参数 以下数值为参考使用，在实际生产时可以根据客户要求调整。 1. 型号55ZYZT01-55ZYZ10转矩55.7-63.7(毫牛米),速度3000-6000(r/min), 功率20-35(W),电压24-110(V)，电流1.5-3.2 (A)和允许逆转速度差

直流电机火花等级、电刷

绝缘等级： 电机的绝缘等级就是绝缘材料耐温能力高低等级。 目前国内常用的绝缘等级为B、F、H级，耐热温度分别为130℃、155℃、180℃， 当电机长期处于最高允许温度之下时绝缘材料一般有15-20年寿命。 换向 电机的换向是一个复杂的物理和电化学过程，换向火花是直流电机换向不良的最明显的标志，轻微的火花不会对电机运行造成危害，但有害火花会破坏电刷和换向器的滑动接触，烧伤电刷镜面和氧化膜，使两者磨损剧增，造成换向恶性循环，构成对直流电机运行的威胁。 换向火花在实际是电刷和换向片脱离接触时换向元件中释放的电磁能量，根据换向火花的危害程度划分了换向火花的等级标准。 在日常应用中用两种方法来判别：1.火花特征 2.火花对换向器表面和电刷的损害程度 电机火花的允许等级：空载带额度换向火花不大于11/2级 最大过载时换向火花不大于2级 11/2级火花是无害火花，允许长期连续运行 2级火花是有害火花，只允许过载时出现 换向火花产生的因素很多，可归结为： 1.电磁原因---换向元件内的电抗电势和换向电势的合成不等于零，使 元件内的电磁能以火花的形式释放 2.机械原因---换向器工作面的状态不良，主要表现为：换向器凸片和 变形、电枢平衡不好、运行时振动、片间云母凸出、电刷材质及压

力不合适、电刷刷握间隙不合适、电刷刷握工作不良等 3.电机负载和周围环境---电机过载、冲击性负载、电流变化率过高、 湿度太低、有害气体、含尘量过高将造成氧化膜平衡破坏，无法保持正常的滑动接触而产生火花。 火花等级分类

电刷（导电滑动接触体）

D1---- 石墨基电化石墨电刷 D2----- 焦碳基电化石墨电刷 D3----- 焦碳基电化石墨电刷 M、N 表示浸有各类有机浸渍剂的符号 B------- 变型符号 接触压降一般：2—3.5V；摩擦系数：0.25；50小时磨损量：0.15mm；单位压力：200-400 g/cm；电流密度：10-12 A/cm 电刷常见故障

电机碳刷

四. 電機用碳刷 4.1. 對碳刷的基本要求: (Technical request of carbon brush) 碳刷是通過與換向器表面的動態摩擦接觸給電機轉子提供電能的傳導元件. 因此, 我們對碳刷有以下基本要求: a). 在換向器的表面能形成適宜的氧化亞銅,石墨和水份等組成的表面薄膜. b). 使用壽命長、對換向器的磨損要小. c). 電功率損耗和機械損耗要小. d). 碳刷下不出現對馬達有害的火花. e). 噪聲小. f). 不易破碎. g). 在一些應用器件中,要求馬達具備低的電磁干扰水准. 當然, 能否滿足上述要求, 除碳刷本身外, 還與馬達的結構, 碳刷裝置的安裝以及運行條件等有關. 4.2.碳刷的材料: (Material of carbon brush) 1.石墨、樹脂粘結的碳刷: (Resin-bonded graphite) 這種碳刷含有天然石墨或人造石墨和少量礦物質, 礦物質含量的不同, 使得碳刷在運行時對換向器表面有不同程度的磨蝕. 這種碳刷因含有天然石墨或人造石墨, 硬度較低, 但其阻尼性和潤滑性較好, 表現出明顯的抗磨性, 可以在較小的電負荷下工作. 這種碳刷材料有較高的比電阻, 而且橫向電阻與縱向電阻的比值較大, 在具有相同碳刷接觸壓降下, 碳刷與換向片間的短路電流較小. 2. 硬碳碳刷: (Hard carbon brush) 這種碳刷混料時, 加入了適量的摩擦物質, 因而對換向器表面有較強的研磨作用, 特別適用于具有云母絕緣片的換向器, 即使換向片遭到電火花嚴重燒蚀或磨损, 也能保证碳刷与换向器保持良好接触, 但较强的研磨作用也加速了换向器的磨损. 这种碳刷材料也具有较高的比电阻. 3.碳?石墨碳刷: (Carbon graphite) 这种碳刷硬度较低, 对换向器表面的研磨较轻, 使用这种碳刷应力求避免换向器表面因机械加工造成的斑痕. 通过树脂浸渍的碳?石墨材料可以明显降低摩擦系数, 減小電火花的影響, 适用于串励电机. 这种碳刷材料的比电阻值高. 可以获得较好的换向状态和降低电磁干扰. 4.金属?石墨碳刷: (Metal graphite) 这种碳刷中混有不同含量的金属粉未, 主要是铜粉, 有時也用銀粉. 这种碳刷材料体电阻很小, 碳刷与换向片的接触电阻也很小, 接触电压降亦小, 可以承载较大的电负荷. 220V交流电压下工作的串励电机不宜采用此种碳刷. 4.3. 各種影響因素: (Some affect element)

直流永磁电机基本知识

直流永磁电机基本知识 一.直流电机的工作原理 1.直流电机的工作原理 这是分析直流电机的物理模型图。 其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的) 上图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

直流电机的原理图 对上上图所示的直流电机，如果去掉原动机，并给两个电刷加上直流电源，如上图（a）所示，则有直流电流从电刷A 流入，经过线圈，从电刷B 流出，根据电磁力定律，载流导体和收到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。如果转子转到如上图（b）所示的位置，电刷A 和换向片2接触，电刷B 和换向片1接触，直流电流从电刷A 流入，在线圈中的流动方向是，从电刷B 流出。 此时载流导体和受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。这就是直流电机的工作原理。外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。 实用中的直流电机转子上的绕组也不是由一个线圈构成，同样是由多个线圈连接而成，以减少电动机电磁转矩的波动，绕组形式同发电机。 将直流电机的工作原理归结如下

直流电机习题答案

第二篇直流电机 一、填空题： 1.直流电机电枢导体中的电动势是电动势，电刷间的电动势是电动势。 交流；直流 2.直流电机电枢绕组中流过的电流方向是___________的，产生电磁转矩的方向是___________的（填变化 或不变）。 变化；不变 3.直流电机的主磁路不饱和时，励磁磁动势主要消耗在________上。 气隙 4.直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为____________波。 平顶 5.直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时______________与______________之间的关系曲线。 每极气隙磁通0与励磁磁动势2F f（F0） 6.一台6极他励直流发电机，额定电流为150A，若采用单叠绕组，则电枢绕组的支路电流为 A，若 采用单波绕组，则电枢绕组的支路电流为 A。 25；75 7.一直流电机，Q u=S=K=22，2p=4，右行单叠绕组，绕组节距y=y K= ，y1= ，y2= 。 5；1；4或6；1；5 8.一台四极直流电机，元件数为21，换向片数为____________，构成左行单波绕组，则合成节距为 ____________，第一节距为____________，第二节距为____________，并联支路数为______________。 21；10；5；5；2 9.直流电机电刷放置的原则是：。 空载时正负电刷间的感应电动势最大 10.直流电机的励磁方式分为____________、____________、____________、____________。 他励；并励；串励；复励 11.直流电机负载运行时，___________ 对__________ 的影响称为电枢反应。 电枢磁动势；励磁磁场 12.直流发电机的电磁转矩是___________转矩，直流电动机的电磁转矩是___________转矩。 制动；驱动（或拖动） 13.直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是___________的；若为电动机，则直轴电 枢反应是___________的。 去磁；助磁（或增磁） 14.直流电机电刷在几何中性线上时，电枢反应的作用为：（1）_____________________________；（2）使物 理中性线_____________________________ ；（3）当磁路饱和时起_____________作用。 使气隙磁场发生畸变；；偏移几何中性线一个角度；；去磁作用 15.并励直流发电机自励建压的条件是：_____________________________，__________________________， __________________________________ 。 电机有剩磁；励磁绕组并联到电枢两端的极性正确；励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻16.他励直流发电机的外特性是一条下垂的曲线，其原因有：(1)___________________；(2) ____________

直流电机的维护保养

直流电机的维护保养 1．短期维护 轧钢企业现场工况条件比较恶劣，如维护保养不当，就会出现直流电机换向变差的情况。根据现场实际工况条件优选碳刷，正确调整碳刷，可以使电机恢复正常的换向，确保电机的正常运行。 (1)碳刷的选用 碳刷的选用应综合其材料类别、电阻系数、密度、允许电流密度、允许速度、抗弯强度、硬度等技术参数进行优选。 如一台Z450-4B直流电机，额定功率700kW，额定电流1240A，最高转速1400r/min。该电机实际负荷为90％额定值，原随机配备的某牌号碳刷，在使用中表面油化，换向器表面出现黑色碳膜，碳刷磨损消耗很大，使用寿命不足1个月。经分析，选拜了一种电阻系数、密度、抗弯强度、允许电流密度及线速度较之原来均有提高的碳刷（表1）。磨合后，换向器表面重新形成良好的氧化膜，碳刷使用寿命达到了半年左右。 表1 (2)碳刷数量的最优配置 直流电机中碳刷数量应满足国标规定的负荷能力。按照《Z系列中型直流电动机技术条

件》ZBK23 001-89中的要求，金属轧机用直流电动机应能承受如下连续过载：①在额定电压、转速下，带115％额定负载连续运行；②在额定电压、转速、负载连续运行之后，紧接着以125%额定负载运行2h。 如某Z400-4B直流电机，额定功率400kW，额定电流715A。电机共有4个刷握杆，每个刷握杆上安装了6只碳刷，碳刷表面尺寸为25mm×32mm。那么碳刷设计工作面积（c m2）为： 单只碳刷表面积×每个刷握杆上的碳刷数量×电机极对数= 25×32×6×2=9600mm2=96cm2 在125%额定负载下，碳刷的工作电流密度为：715A×l.25÷96cm2=9.3A/cm2，在碳刷理论最佳工作电流密度8～12A/cm2的范围内。但在实际使用中，该电机最大负荷电流仅为600A，也就是说，该电机碳刷最大工作电流密度为：600A=96cm2=6.25A/cm2。远低于碳刷理论最佳工作电流密度的下限值8A/cm2。 碳刷工作电流密度过小，会造成电机换向器表面出现线状和槽状刻痕，缩短换向器的车削处理周期，缩短电机的使用寿命。反之，碳刷工作电流密度过大，则会造成碳刷及换向器表面发热、换向火花大。如表2对碳刷数量进行调整后，有效地避免了换向器表面的现状和槽状刻痕现象。 表2 (3)碳刷的布置 直流电机换向器刷握杆上的碳刷一般是平均布置的。但在需要对碳刷数量进行调整时，

永磁直流电机设计

永磁直流電機設計 1.電機主要尺寸與功率,轉速的關系: 與異步電機相似,直流電機的功率,轉速之間的關系是: D22*Lg=6.1*108*p’/(αP*A*Bg*Ky*n) (1) D2 電樞直徑(cm) 電机初設計時的主要尺寸 Lg 電樞計算長度(cm) 根據電机功率和實際需要確定 p’計算功率(w) p’=E*Ia=(1+2η)*P N/3η E=Ce*Φ*n*Ky=(P*N/60*a)*Φ2*n*Ky*10-8 Ce 電勢系數 a 支路數在小功率電機中取a=2 p 极數在小功率電機中取p=2 N 電樞總導体數 n 電机額定轉速 Ky 電樞繞組短矩系數小功率永磁電机p=2時,采用單疊繞組Ky=Sin[(y1/τ)*π/2] y1繞組第一節矩 αP 極弧系數一般取αP=0.6~0.75 正弦分布時αP=0.637 Φ每極磁通Φ=αP*τ*Lg*Bg τ極矩(cm) τ=π*D2/P Bg 氣隙磁密(Gs) 又稱磁負荷對鋁鎳Bg=(0.5~0.7) Br 對鐵氧体Bg=(0.7~0.85) Br, Br為剩磁密度 A 電樞線負荷 A=Ia*N/(a*π*D2)Ia電樞額定電流對連續運行的永磁電動机,一般取A=(30~80)A/cm另外電機負荷Δ= Ia/(a*Sd),其中Sd=π*d2/4 d為導線直徑.為了保証發熱因子A*Δ≦1400 (A/cm*A/mm2 )通常以電樞直徑D2和電樞外徑La作為電机主要尺寸,而把電動機的輸出功率和轉睦為電机的主要性能,在主要尺寸和主要性能的基礎上,我們就可以設計電機了. 在(1)式的基礎上經過變換可為:

D22*Lg*n/P’=(6.1*108/π2)*1/(αP*Bg*A)=C A 由上式可以看, C A的值並不取決於電機的容量和轉速,也不直接與電樞直徑和長度有關,它 僅取決於氣隙的平均磁密及電樞線負荷,而Bg和A的變化很小,它近似為常數,通常稱為電機 常數,它的導數K A=1/C A=(p’/n)/(D22* Lg)∞αP*Bg*A 稱為電機利用系數,它是正比於單位電 樞有效体積產生的電磁轉矩的一個比例常數. 2.直流電機定子的確定 2.1磁鋼內徑 根據電機電樞外徑D2確定磁鋼內徑 Dmi=D2+2g+2Hp 其中g為氣隙長度,小功率直流電機g=0.02-0.06cm ,鐵氧體時g可取得大些,鋁鎳鈷磁 鋼電機可取得較小,因鐵氧體H C較大.氣隙對電機的性能有很大的影響,較小的g可以使電樞 反應引起的氣隙磁場畸變加劇,使電機的換向不良加劇,及電機運行不穩定,主極表面損耗和 噪音加劇,以及電樞撓度加大,較大的氣隙,使電機效率下降,溫升提高. 有時電機磁鋼采用極靴,這樣可以起聚磁作用,提高氣隙磁密,還可稠節極靴 形狀以改善空載氣隙磁場波形,負載時交軸電樞反應磁通經極靴閉,合對永磁磁 極的影響較小.但這樣會使磁鋼結構复雜,制造成本增加,漏磁系數較大,外形尺 寸增加,負載時氣隙磁場的畸變較大.而無極靴時永磁體直接面向氣隙,漏磁系數小,能產生較多的磁通,材料利用率高,氣隙磁場畸變,而且結構簡單,便於生產. 其缺點是容易引起不可逆退磁現象. Hp 極靴高(cm) 無極靴結構時Hp=0 2.2磁鋼外徑 Dm0=Dmi+2Hm (瓦片形結構) Hm 永磁體磁路長度,它的尺寸應從滿足(1)有足夠的氣隙磁密(產生不可逆退磁),(2)在要求的任何情運行狀態下會形成永久性退磁等方面來確定,一般Hm=(5~15)g Hm越大,則氣隙磁密也越大,否則,則氣隙磁密也越小. 2.3磁鋼截面積Sm 對于鐵氧體由于Br小,則Sm取較大值,而對于鋁鎳鈷來說, Br較大,則Sm取小值. 環形鐵氧體磁鋼截面積: Sm=αP*π*(Dmi+Hm)Lg/P (cm)

谈谈对电刷与碳刷的认识

谈谈对电刷与碳刷的认识 一般来说电刷与碳刷是一样的，但是咬文嚼字的话还是不一样。电刷的范围比碳刷要广。碳刷只能是由碳粒组成或含有碳的成份。而电刷就不一样了，电刷可能根本不含有碳的成分。比如小型的剃须刀就有用两片铜片当电刷的。而大部分电刷是由碳或含有碳的成分。 国家正规文件的叫法也是叫电刷，而不是叫碳刷。叫碳刷比较多的行业是电动工具行业。电动工具用电刷基本上都是碳刷。因为电动工具的功率都比较小，所以都是选碳刷。 我国行业推荐标准《JB/T4003-2001电机用电刷》中把电刷分为四大类：1.石墨电刷；2.电化石墨电刷；3.树脂粘合石墨电刷；4.金属石墨电刷。 现在我们先弄清什么是电刷？它的作用是什么？电刷是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。它的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部件。广泛适用于各种交直流发电机，同步电动机，电瓶直流电动机，吊车电机集电环，各型电焊机等等。随着科学技术的发展，电机的种类和使用的工况条件越来越多样化，因而需要有各种不同品级的电刷来满足这些要求，故电刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多。人们为了使用和管理上的方便，对众多的电刷进行了分类。目前国内外流行的主要分类方法有：1，按材质的软硬可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷。 2，按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工具用电刷，飞机电机用电等。 3，按电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有色电刷(用铜等金属材料和石墨制成) 。 下面说一下电刷的选用： 1、从直观来看，电刷应当倒角得体、规格适当、结构规范、导线的截面和长度符合要求，没有松动、脱落、破损、掉边、掉角、卡箍等现象。 2、从使用来看，电刷使用性能良好的标志主要有以下几种情况： （1）使用寿命长并且不磨损换向器或集电环，不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等。 （2）具有良好的换向和集流性能，使火花抑制在允许的范围内，并且能量损耗小。 （3）电刷运行时，不过热，噪音小，不破损，刷辫不变色，不烧蚀。 （4）运行过程中，能够在换向器或集电环表面较快地形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。 3、通过仪器对电刷进行检测。从技术层面看，电刷应当符合国家部颁标准。通过仪器可对电刷按照《电刷技术性能表》所要求的性能进行检测。如电刷的电阻率、洛氏硬度、体积密度、电流密度、接触电压降、摩擦系数、50小时磨损、允许圆周速度、单位压力，甚至金属含量的大小等等。现在我唯一弄不清的就是这儿。不知这些参数都是怎么测得的。有会的专家给指点一下。并且这些参数是否为一般电机的测量数据，而对于电动工具电机电刷来说，又是怎么测呢？ 4、在同一电机上，应选择使用同一型号、同一制造厂的电刷。由于不同制造厂生产的电刷性能差别很大，甚至同一制造厂在不同时间生产的电刷性能也有所差别。因而，针对同一电机来说，应尽量选择同一型号同一制造厂，最好是同一时间生产的电刷，以防止由于电刷性能上的差异造成并联电刷电流分布的不平衡，影响电机的正常运行。 5、对于个别换向特别困难的大中型电机，可选择采用分辫电刷。目的是以增加电刷内短路电流的方式来改善换向性能。对于单向旋转换向困难的电机，可选择采用组合电刷。即滑入边选择使用润滑性能好、成膜能力强的低电阻值石墨基电化石墨电刷，滑出边选择使用

9月份培训课件直流电动机碳刷架中心线位置调整

9月份培训课件 直流电动机碳刷架中心线位置调整 徐健 直流电动机是通过电枢上的换向器（也称整流子）来改善换向情况，碳刷的位置应严格地控制在中心线位置。当不在中心线位置上时，电机在运行中碳刷和换向片之间将会产生火花。严重时产生环火将碳刷和换向器片烧损。 直流电机的几何中心线是指直流电机磁极结构上的磁极分界线。但是直流电机由于电枢反应的作用，真正磁场的分界线会偏离几何中心线，我们把气隙磁场分界点称为物理中心线。直流电机碳刷的中心线位置，是当电机作空载发电机运行时，励磁电流和转速不变情况下，在碳刷上量得最大感应电动势时碳刷的位置。 所以每当电动机大修时，在拆电枢的碳刷架前，应在碳刷架环与外壳的固定某一位置做一记号，在电机修后安装碳刷架的时候对准记号安装。如果未做记号，碳刷架位置被移动，都必须将碳刷架再次准确的调整到它的中心位置，才能保证直流电机运行时换向性能良好，碳刷下没有火花或只有微弱火花。 碳刷架几何中心线的调整方法，我们采用“直流感应法”，因其在试验过程中对设备仪器要求不高以及操作简单实用，通常将“直流感应法”作为确定碳刷中心位置的最佳常用方法。 当用直流感应法时，使用2节#1电池作为电源。电枢在静止状态，电源交替地接通和断开电机的并极励磁绕组，用一块毫伏表在换向器的正负极碳刷位置上分别测量电枢绕组的感应电动势。

如果碳刷的位置正处在中心线位置上时，电压表指针几乎不动。而碳刷不处在中心线位置上时，当励磁电流接通时电枢绕组将会产生电动势。这时电压表的指针将向一方偏转。而断开时会向另一方偏转。也就是说当接通励磁电流时观察毫伏表的指示大小，如果指针偏转较大（一般为3毫伏以下）则调整刷架位置，调整结束后再次测量直到电压指示为最小值时为止。这时调整换向器至另一位置重复以上方法使电压表指示为最小值。这时为测量更加精确、快捷，我们可将电动机以记号笔将其换向器旋转的一周分为8个等份（小电机也可分为4个等份）。将换向器依次旋转至每个记号笔标记处进行测量。使每个等份的电压显示均为最小值。这时的碳刷的位置正处在中心线位置上。 以上培训内容，希望在#2机组直流电机大修中能给你帮助，谢谢！

碳刷与换向器装配的合理编排

碳刷与换向器装配的合理编排 一：换向原理： 原理是,当线圈通过电流后,会在永磁铁的作用下,通过吸引和排斥力转动,当它转到和磁铁平衡时,原来通着电的线较对应换向器上的触片就与电刷分离开,而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上,这样不停的重复下去,直流电动机就转起来了。（串激电机也由此换向） 二：由原理可得：当换向器转到磁铁平衡时必须与电刷分离才可换向,由此可见碳刷与换向器编排的重要性。下面我们来讲讲引起碳刷与换向器装配不合理的几个方面。 A：碳刷到换向器距离的定位 图中红线所指位置,既是碳刷到换向器的距离,我们一般要求刷握与换向器之间的距离保持在1.5-2mm主要是为了保证碳刷的支撑刚性,也就是让碳刷与换向器磨合时的摆动尽量小以减小火花,那么现在的这款机器的刷握与换向器的距离有3.5mm,但是大家要注意到铜刷握在靠近换向器的一段是裸露的,这样对于刷握和碳刷的散热是非常有利的,那么这样的话我们就可以把碳刷与刷握的间隙做的比较小一点,而这个间隙越小则碳刷的摆动幅度就是越小,那么碳刷与换向器磨合时也同样不会有大的摆动,另外,如果担心间隙偏小会造成碳刷受热膨胀卡死在刷握里的话,我们可以不使用树脂碳刷,因为大家知道树脂碳刷容易受热膨胀,我们可以使用沥青碳刷,比如东洋碳素的材料。 假如左右铜件到换向器面的距离差异 从图片中可看出,左右铜件到换向器面距离有明显差异,从而容易引起碳刷弹簧受力不均匀,引起火花容易容易火花,加剧碳刷磨损；换向恶劣,腐蚀换向器。 引起此类情况一般有三点： 1：装配碳刷刷握时未一致； 2：设计刷握定位未对称,有偏差； 3：模具制造时有偏差。

B：轴向定位 第一：引起碳刷挂边（如图所示） 从图片中可看出,此处碳刷明显高与换向器铜排面,使得碳刷与换向器工作接触面的减少,从而引起碳刷截面电流增加,容易容易火花,加剧碳刷磨损；换向恶劣,腐蚀换向器。特别是如上图左右碳刷不一致。 引起此类情况一般有四点： 1：设计的时候刷架位置错位； 2：模具加工错位； 3：转子轴设计不妥； 4：换向器压装尺寸未控制好。 第一：碳刷磨到换向器增高片（如图所示） ,此处碳刷明显高与换向器铜排面,使得碳刷与换向器工作接触面的减少,从

9月份培训课件直流电动机碳刷架中心线位置调整

9月份培训课件直流电动机碳刷架中心线位置调整9月份培训课件 直流电动机碳刷架中心线位置调整 徐健 直流电动机是通过电枢上的换向器(也称整流子)来改善换向情况，碳刷的位置应严格地控制在中心线位置。当不在中心线位置上时，电机在运行中碳刷和换向片之间将会产生火花。严重时产生环火将碳刷和换向器片烧损。 直流电机的几何中心线是指直流电机磁极结构上的磁极分界线。但是直流电机由于电枢反应的作用，真正磁场的分界线会偏离几何中心线，我们把气隙磁场分界点称为物理中心线。直流电机碳刷的中心线位置，是当电机作空载发电机运行时，励磁电流和转速不变情况下，在碳刷上量得最大感应电动势时碳刷的位置。 所以每当电动机大修时，在拆电枢的碳刷架前，应在碳刷架环与外壳的固定某一位置做一记号，在电机修后安装碳刷架的时候对准记号安装。如果未做记号，碳刷架位置被移动，都必须将碳刷架再次准确的调整到它的中心位置，才能保证直流电机运行时换向性能良好，碳刷下没有火花或只有微弱火花。 碳刷架几何中心线的调整方法，我们采用“直流感应法”，因其在试验过程中对设备仪器要求不高以及操作简单实用，通常将“直流感应法”作为确定碳刷中心位置的最佳常用方法。 当用直流感应法时，使用2节#1电池作为电源。电枢在静止状态，电源交替地接通和断开电机的并极励磁绕组，用一块毫伏表在换向器的正负极碳刷位置上分别测量电枢绕组的感应电动势。 如果碳刷的位置正处在中心线位置上时，电压表指针几乎不动。而碳刷不处在中心线位置上时，当励磁电流接通时电枢绕组将会产生电动势。这时电压表的指针

将向一方偏转。而断开时会向另一方偏转。也就是说当接通励磁电流时观察毫伏表的指示大小，如果指针偏转较大(一般为3毫伏以下)则调整刷架位置，调整结束后再次测量直到电压指示为最小值时为止。这时调整换向器至另一位置重复以上方法使电压表指示为最小值。这时为测量更加精确、快捷，我们可将电动机以记号笔将其换向器旋转的一周分为8个等份(小电机也可分为4个等份)。将换向器依次旋转至每个记号笔标记处进行测量。使每个等份的电压显示均为最小值。这时的碳刷的位置正处在中心线位置上。 以上培训内容，希望在#2机组直流电机大修中能给你帮助，谢谢～ ---------------------------------------------------------------精品范文 ------------------------------------------------------------- 精品范文，尽在豆丁网，放心下载，价格实惠 根据我校教师队伍的实际情况，在全面推进教师业务素质提升到基础上，本学期以培养校级骨干教师、区市骨干教师、学科带头人的不同层次师资人才为目标，立足校本培训重点做了如下工作: 1(强化管理，促进教师更新教育理念。为推进教师自我学习，学校鼓励教师网上学习，根据学校要求进行理论学习摘抄和教育博客建设。教师自学理论学习的内容要贴近学校教育和教师教学的实际，继续实行月检查考核管理制度。 2(组织落实，安排教师参与各级培训。为提高学科教师的教学水平，认真落实区教培中心组织的各级各类的学科培训，组织教师认真参与。本学期组织安排学科教师参加润州区培训中心组织的第十二至十五期“名师讲堂”语文、数学、英语培训活动近30人次;组织教师参加省“蓝天杯”语文、数学课堂教学和省小学体育教师基本功竞赛观摩5人次;组织参加区语数英及技能学科课堂教学研讨、培训近50人次。

直流电机碳刷打火原因

1、从直流电机换向的经典换向理论来说，电刷后边缘火花是电机延迟换向引起，电刷前边缘火花是电刷提前换向造成，这是从电气火花的角度说的，另外有可能是机械原因引起的火花，你所说的转速越高火花越大也有可能是电机在高速下电刷跳动引起的 2、换向器表面同心度和光洁度一定要高，调节刷架的中心点，使其空载电流最小，或者是正反转速偏差最小，然后再固定刷架或后端盖，同意楼上的意见，换向器表面或者是安装的问题居多，此外看下电刷电密，别弄得太高！ 电压提高,片间电压也提高,片间电压最好不要超过27V 3、当电磁能量足够大时,在电刷后边将产生明显的火花. ———————————————— 这就对了！但书本上对此的解释说法我想可能太模糊或牵强。我的解释是： 碳刷短路与某绕组两端相连的两个换向元件时，绕组内的电流应该等于零，但绕组内蓄积的电磁能量必定要卸除，因此只能通过与该绕组头尾相连的碳刷上构成能量泄放回路。由于绕组头尾换向元件以及碳刷所构成的泄放回路电阻决定了最大泄放电流的大小，因此如果电机转速太高，碳刷所构成的回路将不能彻底泄放完绕组中的电磁能量。因此当碳刷将换向元件断开时，剩余的绕组电磁能量将在碳刷的后缘与被断开的换向元件发生击穿空气的放电，以这种形式将能量迅速彻底地泄放完。所以，如果是低转速，换向器的碳刷后缘可以没有火花，那是因为在断开之前能量已经泄放完了。但如果是高转速，则速度超过某一特定转速，碳刷后缘必定会出现电火花。 这也就告诉我们的电机设计人员，你所设计的电机额定转速不能高于由泄放回路电阻所决定的电机特征转速，否则电机碳刷后缘将会打火花。 12楼的[赵云01]网友所说的片间电压太高，是我们在电机设计时普遍要注意避免的现象，但实际上，片间电压太高，是指绕组通电时蓄积的电磁能量会太高，这将导致碳刷在完成对换向元件的短路前，仍然有电磁能量来不及彻底泄放。 一般片间电压都是按照经验数据设定的，但这个数据的取值道理似乎所有书中都没有提到。一般都会谆谆教导你，该值取得太高将导致个碳刷火花。 我经过分析，觉得至少碳刷后缘火花是与绕组电磁能量泄放回路的电阻有关。当然，你可以按照电感时间常数的概念去设计绕组、换向器和碳刷，使之在你所设定的额定转速下，在碳刷宽度内将绕组的能量全部泄放完。 仅此也可以看到，为什么永磁有刷电机的效率会在50~60%，就是因为它泄放掉的电磁能量就达到了30%左右。绕组通电后建立磁场所蕴藏的电磁能量，在绕组断电后必须泄放掉，这就是根本原因。而交流感应电机定子绕组所蕴藏的电磁能量，被作为无功功率消耗掉了。这也就是直流永磁有刷电机和交流感应电机这两种古老电机品种效率不高的原因。 估计我的这番分析会让很多人拍砖，那就拍吧。但一线电机设计人员还是应该好好考虑一下我的这番分析。 这可是原创的分析哦！！！ 4、若火花的颜色是蓝色，那认定火花是电气火花，确定是电机换向造成的，原因主要是电机换向电势过高，已超出电刷和换向器的抑制能力。这主要可能是电机换向区域过窄（即换向元件的反电势过大，极弧过宽等）、磁路或电枢元件严重不对称，换向位置不准确、换向元件电感大，片间电压高，电刷不匹配等原因引起的。也有可能是换向器或工作温度过高，

直流电机电刷故障

电刷中性线位置的确定及电刷的研磨 确定电刷中性线的位置 直流电机整流子上的电刷要至少短接2片以上换向片，使与这几片换向片相连的电枢绕组短路。从直流电机的原理上可以知道，如果电刷在磁极的中性位置，不会感应出电动势，这个时候被短路的绕组就不会有电流，也就没有火花产生。如果偏离了磁极中性线，转子磁场不在与磁极产生的磁场垂直，而是偏移了一个角度（锐角或钝角），合成磁场也就发生偏移，被短接的绕组就要切割磁力线，感应出电动势，形成短路电流，就会在电刷下产生火花。所以在电刷的位置要调整到磁极中性位置。一般调整电刷到中性位置的方法有以下几种： 1）电动机正反转法。就是在直流电动机在空载情况下，让它正转和反转，保持正转、反转时电枢电压和励磁电压不变，分别测量正反转的转速，如果在相同条件下转速相同，说明电刷是在中性线上，如果转速不相同，这是就要稍向逆时针或顺时针方向移动电刷位置，再次试转，直到正反转的转速相同，才算调整好。 2）发电机最大电压法。让直流电机在发电状态下运行，保持原动机的转速和直流电机励磁电流不变，测量电刷的输出电压，这时稍稍顺、逆调整电刷的位置，当电枢电压显示做大时，此时电刷就是位于中性线。 3）感应法。直流电机不需要通电运转，在正负极刷架上接好直流毫伏表（最好是零点指在中间的），在励磁绕组上供给一个低压的直流电源或干电池，用开关控制或手持导线；瞬时闭合励磁绕组上的直流电源，同时观察直流毫伏表指针的摆动，如果摆动很大，说明电刷的位置没有在中性位置，这时顺、逆调整电刷的位置，重复刚才闭合直流电源的动作，还是观察直流豪伏表的摆动，如果摆动很小或就在0位置不动，说明是在中性线上了。 直流电机中性位置的调整一般为以上三种，可以根据条件选择测试方法。在这里还要明确一点，在直流电机中性位置上有几何中性线和物理中性线之分，几何中性线是理想状态下的中性位置，但在电机带负载后，由于电枢电流的影响，会造成合成磁场发生偏移，也就说几何中性线和实际的中性位置（物理中性线）要偏离一个角度，真正需要的中性位置是物理中性线. 常用的是感应法，如图所示，励磁绕组通过开关接到l.5～3V的直流电源上，毫伏表连接到相邻两组电刷上（电刷与换向器的接触一定要良好）。当断开或闭合开关时（即交替接通和断开励磁绕组的电流），毫伏表的指针会左右摆动，这时将电刷架顺电动机转向或逆电动机转向缓慢移动，直到毫伏表指针几乎不动为止，此时刷架的位置就是中性线所在的位置。 电刷的研磨

直流电机碳刷的维护及保养

直流电机碳刷的维护及保养 绕线型电机的集电环烧坏及电刷跳火花。分析原因可能是电刷磨合不好，不能全面接触集电环表面，电 刷在刷盒内卡住等，应检查电刷与集电环表面接触情况，检查电刷压力是否在允许范围内，核算电刷数量是否足够，检查电机是否振动过大。 1、集电环间的跨越电弧：是由于集电环及刷握机件染上铜石墨粉末，潮湿，酸性或者碱性气体的侵蚀，转子和起动变阻器间的断路和变阻器本身断路等所引起。 2、绕线型电机还应经常注意电刷与集电环的情况，集电环应有良好的磨光表面，而且电刷应紧贴集电环。必要时对石墨电刷用玻璃砂纸研磨，对铜石墨电刷可用砂纸研磨，在电刷下发生火花时，必须检查电刷是否在刷盒内卡住，电刷是否歪斜，是否全部表面贴紧集电环，压力是否过低等。 一般电刷表面压力约在1470—19610pa 1、电刷的安装：电刷装入刷握内要保证能够上下自由移动，电刷侧面与刷握内壁的间隙应在0.1-0.3毫米之间，以免电刷卡在刷握中因应间隙过大而产生摆动。刷握下端边缘距换向器表面的距离应保证在2-3毫米范围内，其距离过小，刷握易触伤换向刷；过大，电刷易颠动而导致损坏。 研磨电刷弧面时，应用玻璃砂纸（勿用金刚砂纸），将其蒙在换集器或集电环上，在电刷上施加同于运行时的弹簧压力，沿电机旋转方向抽动砂纸（拉回砂纸时应将电刷提起），直到电刷弧面与换向器或集电环基本吻合为止，清除研磨下来的粉末和砂粒，电机空转30分钟，然后以25%的负

荷运转，待电刷与换向器或集电环接触完好，电机即可投入正常运行。 2、电刷的压力：施于电刷上的弹簧压力应尽可能均一，尤其是并联使用的电刷，不然将导致各电刷负荷的不均。不同电机，其弹簧压力亦不相同。圆周速度较高的电机，其电刷压力也应适当增大，但压力过大将增加电刷的磨损。电刷压力可参照电刷技术性能表中的数据进行调整。 3、更换新电刷：电刷磨去原高度2/3或1/2就需更换新的电刷。更换新电刷时，旧的电刷应全部从电机上取下，更换的新电刷在型号、规格上应和原用电刷相同。同一台电机的换向器或集电环、不允许混用两种或两种以上型号的电刷。 4、电刷的维护：电机运行时，换向器或集电环表面经常保持一层光亮的棕色的氧化薄膜，以和于稳定电刷的接触电压将低磨擦系数，减少电刷对换向器或集电环的磨损。 三、碳刷在机组运行中可能出现的问题及原因 1、碳刷磨损严重。造成碳刷磨损严重的原因主要有以下几点： a.滑环表面的光洁度。滑环表面光洁度越高，其摩擦系数越小，碳刷的磨损率就越低； b.碳刷材质的影响。不同厂家、不同型号的碳刷的成分构造不同，磨损率也不同。选择同一种碳刷可以减少碳刷自身磨损率的不均衡，因此在更换碳刷时要选择相同牌号的碳刷； c.弹簧压力的影响。弹簧压力过大，会造成碳刷的机械磨损增大；同时弹簧压力过小，虽然碳刷与滑环间摩擦小了，但接触不良容易产生火花，同样不可取；