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直流电机和交流电机的区别励磁方式等内容介

发布时间:2019-11-19 20:51:21

直流电机和交流电机的区别、励磁方式等内容介绍

直流电机是依靠直流工作电压运行的电机,广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。与交流电机相比,直流电机有很多优势,首先直流电机转子使用永磁材料,基本没有转子损耗,节能效果非常明显;其次直流电机转子通过永磁场来驱动,能够实现空调超静音运行;最后直流电机采用无刷运行技术,可通过改变电压或电流来调节电机转速,运行更可靠,调节更精准。接下来来具体为大家介绍一下直流电机的内容,包括:直流电机和交流电机的区别、励磁方式、调速方法、结构、加油时应注意哪些事项?常见故障及其分析处理。

直流电机和交流电机的区别

1、直流电机供电是采用直流电源,例如小时候玩的四驱车,用的干电池就是直流电源,工厂里头用的直流电机,接的是220V的交流电源是经过整流装置变成直流,改变电源电压可以调节电机转速,是从额定转速往下调,但直流电机电枢里头的电流是交变得,为什么要交变呢?里头涉及到转子能不能按一圈一圈转的问题,可以去看下书;交流电机的供电电源是交流电源,由于德国工程师提出的交流电机的矢量控制理论和一些交流电机技术的突破,在高性能的电机控制领域,打破了直流电机的垄断场面。

2、然后,两者之间的结构主要还是有定子和转子构成,但是各自的转子和定子各自的作用区别挺大,直流电机的电枢是在转子上,而交流电机的电枢是在定子上。直流电机结构(电枢、磁极、换向器和电刷)相对较简单,核心部件是换向器和电刷(这部分是直流电机的致命弱点),交流电机(种类较多)可分为同步电机(主要是变频调速)和异步电机,交流电机中的异步电动机的气隙比同容量的直流电动机气隙小的多,提高功率因数,应尽量让气隙小些。

直流电机的励磁方式

励磁方式是指励磁绕组中励磁电流获得的方式。分他励、并励、串励和复励,复励又分积复励和差复励。直流电机采用不同的励磁方式时,电机的运行性能差别较大。以电动机为例:

1、他励

励磁绕组与电枢绕组在电路上互不相连,由两个独立的直流电源Uf和U分别向励磁绕组和电枢绕组供电,如图(a)所示。由永磁体做成主磁极的亦可看作他励的一种。

由于励磁电流If的大小与电枢端电压U和电枢电流Ia无关,一般情况下励磁绕组的匝数较多,截面积较小,If相对于Ia来说,要小得多。

2、并励

励磁绕组与电枢绕组并联,由同一直流电源U供电,如图(b)所示。因励磁回路自成一路,所以一般也与他励一样,选较小的励磁电流,较多的励磁绕组匝数。对并励直流电动机来说,电源提供的线路电流I=Ia+If。

3、串励

励磁绕组与电枢绕组串联,如图(c)所示。因此,直流电动机时,电源提供的线路电流I、电枢电流Ia和励磁电流If是相等的,即I=Ia=If。由于电枢电流较大,所以串励绕组的截面积大,匝数少。

4、复励

同时具有并励绕组和串励绕组称为复励,如图(d)所示。并励绕组和电枢绕组并联后再与串励绕组联相串联称为短复励,如图(d)中虚线①所示;串励绕组和电枢绕组串联后再与并励绕组相并联,相应于图(d)中的虚线②,称为长复励。短复励时,流过串励绕组的电流IS=I;长复励时,IS=Ia。但无论是短复励还是长复励,I=Ia+If。

直流电机的励磁方式

复励时按产生的磁动势相互叠加结果分积复励和差复励。如具有Nf匝的并励绕组所产生的磁动势为Ff=IfNf,具有Ns匝的串励绕组所产生的磁动势为Fs=IsNs。积复励时,Fs与Ff的方向相同,总励磁磁动势∑F=Ff+Fs;差复励时,Fs与Ff的方向相反,总励磁磁动势∑F=Ff-Fs。这两种复励形式直流电机的运行特性差别很大,直流电动机不采用差复励,差复励发电机则作直流电焊机用。

直流电机调速方法

答:可以通过改变串接在转子线圈上的电阻改变电机的机械特性达到调速的目的。这种方式常用在吊车上。长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接,因为电阻会消耗大量的电能。通常是串可控硅,通过控制可控硅的导通角控制电流。相当于改变回路中的电阻达到同上效果。转子的电能经可控硅组整流后,再逆变送回电。这种方式称为串级调速。

直流电机的结构

直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

一、定子

1、主磁极

主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为极身和极靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为极身,下面扩宽的部分称为极靴,极靴宽于极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,套在主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上,

2、换向极

换向极的作用是改善换向,减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花,一般装在两个相邻主磁极之间,由换向极铁心和换向极绕组组成。换向极绕组用绝缘导线绕制而成,套在换向极铁心上,换向极的数目与主磁极相等。

3、机座

电机定子的外壳称为机座。机座的作用有两个:一是用来固定主磁极、换向极和端盖,并起整个电机的支撑和固定作用;二是机座本身也是磁路的一部分,借以构成磁极之间磁的通路,磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能,一般为铸钢件或由钢板焊接而成。

4、电刷装置

电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内,用弹簧压紧,使电刷与换向器之间有良好的滑动接触,刷握固定在刷杆上,刷杆装在圆环形的刷杆座上,相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上,圆周位置可以调整,调好以后加以固定。

二、转子

1、电枢铁心

电枢铁心是主磁路的主要部分,同时用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成,以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。铁心的外圆开有电枢槽,槽内嵌放电枢绕组。

2、电枢绕组

电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量变换的关键部件,所以叫电枢。它是由许多线圈(以下称元件)按一定规律连接而成,线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包扁铜线绕成,不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中,线圈与铁心之间以及上、下两层线圈边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈边甩出槽外,槽口用槽楔固定。线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。

3、换向器

在直流电动机中,换向器配以电刷,能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流,使电磁转矩的方向恒定不变;在直流发电机中,换向器配以电刷,能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。换向器是由许多换向片组成的圆柱体,换向片之间用云母片绝缘。

4、转轴

转轴起转子旋转的支撑作用,需有一定的机械强度和刚度,一般用圆钢加工而成。

直流电机加油时应注意哪些事项?

1、断开与直流电机动联系或断开总电源,然后等冷却至还有余温时(换油时仍应坚持温热)。

2、在直流电机放油孔底部放一个合适的接油的盘子。

3、拧松取下注油孔螺塞、通气器以及放油孔螺塞。

4、将直流电机内剩下的润滑油悉数排出来,以及清除机箱内的金属颗粒等杂质。

5、除出后来,按原样装上放油螺塞(要拧紧)。

6、从注油孔处写入同牌号的润滑油,留意加量,依据油标增加,不能加多但也不能加少。

7、加好油后,上紧注油孔螺塞及通气器等。

直流电机的常见故障及其分析处理

一、异步电机的故障检查

1、听声音,仔细找故障点 交流异步电机在运行中,若发现较细的嗡嗡声,没有忽高忽低的变化,是一种正常的声音,若声音粗、且有尖锐的嗡嗡、咝咝声是存在故障的先兆,应考虑以下原因:

①铁芯松动 电机在运行中的振动,温度忽高忽低的变化,会使铁芯固定螺栓变形,造成硅钢片松动,产生大的电磁噪声。

②转子噪声 转子旋转发出的声音,由冷却风扇产生的,是一种呜呜声,着有像敲鼓时的咚咚声,这是电机在骤然启动、停止、反接制动等变速情况下,加速力矩使转子铁芯与轴的配合松动所造成的,轻者可继续使用,重者拆开检查和修理。

③轴承噪声 电机在运行中,必须注意轴承声音的文化,把螺丝刀的一端触及在轴承盖上,另一端贴在耳朵上,可以听到电机内部的声音变化,不同的部位,不同的故障,有不同的声音。如嘎吱嘎吱声,是轴承内滚枪的不规则运动所产生,它与轴承的间隙、润滑脂状态有关。咝咝声是金属摩擦声,一般由轴承缺油于磨所致,应拆开轴承添润滑脂剂等。

2、利用溴觉,分析故障 电机在正常运行中是没有异味的,若嗅到异昧,便是故障信号,如焦糊味,是绝缘物烧烤发出的,且随电机温度的升高,严重时还会冒烟;如油焦味,多半是轴承缺油,在接近干磨状态时油气蒸发出现的异味。

3、利用手感,检查故障 用手触摸电视的外壳,可以大致判断温升的高低,若用手一触及电机外壳便感到很烫,温度值很高,应检查原因,如:负荷过重、电压过高等,然后针对原因排除故障。

二、常见故障的原因

1、电动机没有启动力矩,或空载时不能启动,并发出不正常声音。

原因:

①三相电源电路(包括闸刀开关、引线定子绕组)有一相断电,造成单相启动。

②电源电压过低。

③轴承过度磨损,使转子靠近定子的一侧,造成定子与转子不同心,气隙不均匀。

2、电动机启动力矩小,有载时不能启动,负载增大时电机停转,有时发出强烈杂声,局部发热。原因:电电压低,绕组有匝间短路,转子绕组中有断线或脱焊现象,启动后一相断线造成单相运行。

3、启动电流大,而且不平衡,声响大,造成保护装置动作而切断电源。原因:定子绕组接线方法可能不正确,绕组对地绝缘老化。

以上是为大家介绍的直流电机和交流电机的区别、励磁方式、调速方法、结构、加油时应注意哪些事项?常见故障及其分析处理。随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化,作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,直流电机的应用也会因此而迅速增长。现阶段,虽然各种交流电机在传统应用中仍占据主导地位,但直流电机越来越受到关注。未来几年,我国直流电机的市场前景将大阔步的前进。

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