PAGEPAGE57串激電機(jī)培訓(xùn)教材目錄基本知識(shí)介紹串激原理結(jié)構(gòu)形式串激電機(jī)基本特性及繞線方式換向及火花知識(shí)火花產(chǎn)生的原因影響火花的因素火花的抑制噪音及振動(dòng)噪音和振動(dòng)的關(guān)系振動(dòng)產(chǎn)生的原因噪音和振動(dòng)的抑制EMC相關(guān)知識(shí)串激電機(jī)的設(shè)計(jì)串激電機(jī)的安全認(rèn)證要求基本知識(shí)介紹1、串激原理（1）、串激電機(jī)的特點(diǎn)a、使用方便。交流電源、直流電源下均可使用；改變輸入電壓大小，可以改變轉(zhuǎn)速，調(diào)速很方便。b、轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕。它的運(yùn)行轉(zhuǎn)速一般在10000-60000轉(zhuǎn)/分之間。電機(jī)轉(zhuǎn)速越高鐵磁材料的用量越少，電機(jī)的體積和重量相應(yīng)減小，比如，8000轉(zhuǎn)/分的單相串激電動(dòng)機(jī)的重量只有相同功率的2800轉(zhuǎn)/分的單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的1/3-1/2。c、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)。比如，12000轉(zhuǎn)/分的單相串激電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的4-7倍，而單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)大多為1倍左右，有的還不到1倍，因此，單相串激電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，不易被子卡住、制動(dòng)，有大的過載能力。有時(shí)還可用作重負(fù)載起動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)。便于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。（2）、類似結(jié)構(gòu)電機(jī)的勵(lì)磁方式a、他勵(lì)式：他勵(lì)式勵(lì)磁繞組與電樞繞組不相連接,而由另一個(gè)獨(dú)立的直流電源供給勵(lì)磁.

b、并勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián),兩個(gè)繞組上的電壓相等,即電機(jī)的端電壓.

c、串勵(lì)勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián),兩個(gè)繞組中電流相同.

d、復(fù)勵(lì)：勵(lì)磁繞組分兩部分,一個(gè)與電樞繞組串聯(lián),另一個(gè)與電樞繞組并聯(lián).如串聯(lián)繞組所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與并聯(lián)繞組所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)方向相同,稱為積復(fù)勵(lì);若兩者相反,則稱為差復(fù)勵(lì).通常應(yīng)用的直流電機(jī)為積復(fù)勵(lì).先將串聯(lián)繞組與電樞繞組串聯(lián),然后再與并聯(lián)繞組并聯(lián),稱長(zhǎng)分接法復(fù)勵(lì);反之,先將并聯(lián)繞組與電樞繞組并聯(lián),然后再與串聯(lián)繞組串聯(lián),稱短分接法復(fù)勵(lì).（3）、串激電機(jī)原理

串激電機(jī)是一種其定子線圈，亦稱激磁繞組（產(chǎn)生主磁場(chǎng)的繞組）同轉(zhuǎn)子線圈，亦稱電樞繞組（產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的繞組）通過電刷和換向器串聯(lián)在一起再接到電源的一種電機(jī)。串激電機(jī)電氣原理圖，如圖所示。實(shí)際上，前面說過，有了換向器和電刷后，轉(zhuǎn)子線圈中的電流在一個(gè)極下始終保持一個(gè)方向。比如，在S極下電流是流入線圈，以⊕表示，那么，再N極下電流是流出線圈，以⊙表示。實(shí)際上，轉(zhuǎn)子鐵芯每個(gè)槽均嵌放有線圈，而且所有轉(zhuǎn)子線圈均通過換向器片串聯(lián)起來，形成一個(gè)閉合回路。串激電機(jī)工作原理圖，如圖所示。這是2極電機(jī)的情況。圖中定子線圈通過電流IN產(chǎn)生了磁通φ，轉(zhuǎn)子線圈也流過電流，比如，在S極下的線圈的電流方向是流入紙面，用⊕表示，而在N極下的線圈的電流方向是流出紙面，用⊙表示。定子線圈建立的磁通同通電的轉(zhuǎn)子線圈中的導(dǎo)體相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向可用左手定則確定。今后將定子線圈中的電流稱激磁電流，而轉(zhuǎn)子線圈中的電流稱電樞電流。激磁電流是流過電刷的總電流，也即是電源提供的電流。電刷將轉(zhuǎn)子線圈分開成兩部分并聯(lián)起來形成兩條支路，每條支路的電流為流過電刷電流的一半，也即激磁電流的一半，為Ia=IN/2。2、串激電機(jī)的結(jié)構(gòu)第二章串激電機(jī)基本特性及繞線方式1、運(yùn)行特性a、用交流電或直流電都能運(yùn)行當(dāng)一臺(tái)直流串激電動(dòng)機(jī)，改變它的電源極性，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方向不變，這是因?yàn)榧ご烹娏髋c電樞繞組是串聯(lián)的，激磁電流與電樞電流同時(shí)改變方向的緣故。如圖所示，如果把它接到交流電源上，也能得到同樣的結(jié)果。這是由于交流電的正半波相當(dāng)于直流電源的正極性，而交流電的負(fù)半波相當(dāng)于直流電的負(fù)極性。b、串激電機(jī)的機(jī)械特性（機(jī)械特性即負(fù)載與轉(zhuǎn)速的關(guān)系）串激電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性較軟，即隨著機(jī)械負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速迅速下降幾點(diǎn)說明：⑴.電流與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系特性：I=f（T），它是一類似于拋物線特性。在不考慮磁路飽和的影響時(shí)，T∝I2。⑵.電流同轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系特性：I=f（n），它是一類似于雙曲線特性。在電源電壓恒定以及不考慮磁路飽和的影響時(shí)，n∝。轉(zhuǎn)速同轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系特性：n=f（T）。該特性曲線可以用I=f（T）、I=f（n）兩特性曲線畫出，它是一軟特性。功率因數(shù)同轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系特性：cosφ=f（T），它是一接近水平的直線。該類電機(jī)的功率因數(shù)高，在0.9以上。高轉(zhuǎn)速的電機(jī)可高于0.95以上。此外，單相串激電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速在理論上是無窮大的，所以，空載轉(zhuǎn)速很高，因此，通?？紤]到電機(jī)機(jī)械強(qiáng)度問題，不允許空載運(yùn)轉(zhuǎn)，怕“飛車”。不過，由于有軸承的摩擦，電刷的壓力及摩擦和電樞風(fēng)摩以及由于通風(fēng)散熱的需要，電樞上裝有風(fēng)葉，相當(dāng)于加上一個(gè)小的負(fù)載了，所以實(shí)際的空載轉(zhuǎn)速不可能是無窮大的。但是空載轉(zhuǎn)速還是比較高的，一般為額定轉(zhuǎn)速的1.5~3倍，甚至更高。2、轉(zhuǎn)子繞線方式電樞繞組的構(gòu)成和參數(shù)繞組構(gòu)成①由若干繞組元件組成，元件安放在電樞鐵心槽內(nèi)，并以一定規(guī)律與換向器片接成閉合回路。②由元件組成的閉合回路通過換向器被正、負(fù)電刷截分成若干并聯(lián)支路，再由電刷與外電路相連。③每一支路各元件的對(duì)應(yīng)邊一般均應(yīng)處于相同極性的磁場(chǎng)下，以獲得最大的支路電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩。④每個(gè)元件可以是單匝、多匝或分?jǐn)?shù)匝，即元件匝數(shù)Wa≥1,如圖22所示：圖示單匝和多匝元件⑤元件的兩個(gè)元件邊分別放在不同槽的上、下層內(nèi)，每槽每層并列的元件邊數(shù)u，通常為1-5個(gè)，如下圖所示：U=1U=2U=3圖示槽內(nèi)各元件邊的安放⑥當(dāng)u＞1時(shí)，并列的元件可以布置成同槽式或異槽式，如圖24所示： 同槽式異槽式圖示元件上、下層邊的布置方式⑦電樞繞組元件總數(shù)S為電樞槽數(shù)Z和U的乘積，一般與換向片數(shù)K相等，即S=K=UZ，電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)，Na=2SWa繞組參數(shù)電樞繞組元件在槽內(nèi)的安放位置及其與換向片之間的連接規(guī)律由下列繞組跨距和參數(shù)確定：①槽跨距YZ，是一個(gè)元件的兩個(gè)邊在電樞圓周上用槽數(shù)表示的跨距。YZ的數(shù)值應(yīng)等于或接近于一個(gè)極距的內(nèi)槽數(shù)，即YZ=Z/2P±εZ式中，εZ—以槽數(shù)表示的短距數(shù)，εZ≤1，取“-”號(hào)時(shí)，為短距繞組；取“+”號(hào)時(shí)，為長(zhǎng)距繞組；εZ=0時(shí)，為整距繞組。整距繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩最大，但換向性能稍差，相同的情況下?lián)Q向火花稍大；短距或長(zhǎng)距繞組對(duì)換向有利，相同情況下火花稍小；長(zhǎng)距繞組端部接線長(zhǎng)，導(dǎo)線用得多，因此通常采用短距繞組。②第一跨距Y1，是一個(gè)元件的兩個(gè)元件邊在電樞圓周上用換向片數(shù)表示的跨距,也稱后跨距。Y1=（K/2P）±εK=（UZ/2P）±εK，式中，εK—以換向片數(shù)表示的短距數(shù)。③第二跨距Y2，是接在同一換向片上的兩個(gè)元件邊在電樞圓周上用換向片數(shù)表示的跨距，也稱為前跨距。④換向器跨距YK，是一個(gè)元件的兩個(gè)出線端在換向器上用換向片數(shù)表示的跨距。⑤合成跨距Y，是兩個(gè)相鄰串聯(lián)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞圓周上用換向片數(shù)表示的跨距，其值等于YK，即Y=YK。⑥均勻線跨距Yeq,是需接均壓線的繞組內(nèi)相鄰等電位點(diǎn)在電樞圓周上用換向片數(shù)表示的跨距。⑦重路數(shù)m，是繞組的并聯(lián)支路數(shù)對(duì)其相應(yīng)單重繞組并聯(lián)支路數(shù)的倍數(shù)。⑧閉路數(shù)t，是所有繞組元件與換向片連接后所形成的閉合回路數(shù)。t為換向片數(shù)K與YK的最大公約數(shù)。不同類型繞組（疊繞組、波繞組）的各種跨距，如圖25和圖26所示。2、繞組的對(duì)稱條件在磁場(chǎng)對(duì)稱分布和電刷接觸良好的情況下，為了使電機(jī)空載時(shí)電樞繞組內(nèi)部無環(huán)流，負(fù)載時(shí)各并聯(lián)支路電流均勻分配，電樞繞組各支路的元件數(shù)應(yīng)相等，其對(duì)應(yīng)元件或元件邊應(yīng)處于相同的磁場(chǎng)位置，使繞組在運(yùn)行時(shí)，電樞繞組各并聯(lián)支路具有相同的電動(dòng)勢(shì)和電流。符合上述要求的電樞繞組稱為對(duì)稱繞組。對(duì)稱繞組應(yīng)該滿足下列對(duì)稱條件：U=整數(shù)；Z/a=整數(shù)；p/a=整數(shù)。式中，a—并聯(lián)支路對(duì)數(shù)；p—極對(duì)數(shù)。這些條件合稱為第一種對(duì)稱條件。若第一種對(duì)稱條件不能滿足，可退而滿足第二種對(duì)稱條件：u=整數(shù)；z/a=整數(shù)；（2p）/a=整數(shù)。3、常用電樞繞組在單相串激電動(dòng)機(jī)和小功率永磁直流電機(jī)中常用的電樞繞組為：同槽式的單疊繞組和單波繞組。單疊繞組：元件布置特點(diǎn)：組成一條支路的各個(gè)串聯(lián)元件，其對(duì)應(yīng)邊處于同一主磁極下，元件前后相疊。槽內(nèi)元件邊按雙層布置。重路數(shù)mL=1。支路對(duì)路a=pmL=p。電刷數(shù)Nb=2P。閉路數(shù)t=1。繞組跨距：YZ=Z/2P±εZ；Y1=K/2P±εK；YK=±1，（取“+”號(hào)時(shí)，為開口繞組，取“—”號(hào)時(shí)為交叉繞組）；Y=YK；YZ=Y1-YK=Y1±1均壓線：用甲種。單波繞組：元件布置特點(diǎn)：組成一條支路的各個(gè)串聯(lián)元件，其對(duì)應(yīng)邊處于所有同極性的主磁極下，元件展開呈波浪形。槽內(nèi)元件按雙層布置。重路數(shù)mwW=1。支路對(duì)數(shù)a=1(支路數(shù)與磁極數(shù)無關(guān)，而且恒等于2，即a=1)。電刷數(shù)Nb=2X，1≤X≤P(用多于2個(gè)電刷的目的，一是使電流分配于較多的電刷上，因而可使換向器的長(zhǎng)度縮短，二是保證兩支路的對(duì)稱性。通常電刷數(shù)等于磁極數(shù)。閉路數(shù)t=1。繞組跨距：YZ=Z/2P±εZ；Y1=K/2P±εK；YK=（K±1）/P（對(duì)于P為偶數(shù)的單波繞組，K必須是奇數(shù)，即Z和U都應(yīng)是奇數(shù)，公式中取“+”時(shí)，為交叉繞組，取“-”時(shí)，為開口繞組；Y=YK；YZ=YK-Y1。均壓線：不需要。c)復(fù)疊繞組，實(shí)際上只制造兩疊繞組，即mL=yk=2。若換向器由偶數(shù)換向片組成，例如，k=24,則得到兩個(gè)獨(dú)立的閉合繞組。如果從第一換向片開始繞線，當(dāng)yz=2時(shí)，則奇數(shù)換向片，即1-3-5-…-23-1和這相對(duì)應(yīng)奇數(shù)槽組成一個(gè)獨(dú)立的閉路繞組;同樣，偶數(shù)換向片2-4-6-…-24-2和這相對(duì)應(yīng)的偶數(shù)槽組成一個(gè)獨(dú)立的閉路繞組。這種電樞繞組稱為雙閉路兩疊繞組。若換向器數(shù)K為奇數(shù)，例如k=23,則按1-3-5-…-23-2-4-…-22-1的次序連成一個(gè)閉路繞組。這種電樞繞組稱為單閉路兩疊繞組。）①元件布置特點(diǎn)：同單疊繞組。②重路數(shù)mL＞1③支路對(duì)數(shù)a=pmL④電刷數(shù)Nb=2p⑤閉路數(shù)t為k與Yk的最大公約數(shù)⑥繞組跨距：YZ=(Z/2P)±εZ；Y1=(K/2P)±εK；YK=±m(xù)L(取“+”號(hào)時(shí)為開口繞組，取“-”號(hào)時(shí)為交叉繞組。)；YZ=Y1-YK。⑦均壓線：用甲種加乙種或丙種d)復(fù)波繞組：在繞換向器一周后，最后所接的換向片可和出發(fā)的換向片相緊接，但也可離它2,3……或mw片換向片，這時(shí)所得到的不是一個(gè)而是2，3……mw個(gè)獨(dú)立的單波繞組,各有兩條并聯(lián)支路,而全部mw個(gè)繞組則有a=mw對(duì)支路。如果k和Yk互為質(zhì)數(shù),就可得單閉路復(fù)波繞組。①元件布置特點(diǎn)：同單波繞組。②重路數(shù)：1<mw<p。③支路對(duì)數(shù)：a=mw。④電刷數(shù)Nb=2p。⑤閉路數(shù)t為k與Yk的最大公約數(shù)。⑥繞組跨距：YZ=Z/2P±εZ；Y1=K/2P±εK；YK=（K±m(xù)w）/P(公式中取取“+”號(hào)時(shí)，為交叉繞組，取“—”號(hào)時(shí)，為開口繞組)。Y=YK；YZ=YK-Y1。⑦均壓線：乙種或丙種。4、繞組應(yīng)用范圍①單疊繞組：支路數(shù)比波繞組多，用于一般電壓和轉(zhuǎn)速的各種容量電機(jī)。②單波繞組：支路數(shù)量少，只有兩條并聯(lián)支路，不需均壓線，制造方便。適用于小容量及電壓較高或低速電機(jī)。③復(fù)疊繞組：支路數(shù)比單疊繞組多，適用于大中型或低電壓大電流電機(jī)。④復(fù)波繞組：支路數(shù)比并波繞組多，比單疊繞組少，可用于多極數(shù)的低速大中型電機(jī)。5、均壓線實(shí)踐證明：即使已滿足了電樞繞組對(duì)稱的條件，但電樞繞組每條支路的電勢(shì)仍不相等。這主要是由于磁的不對(duì)稱所引起的，即各磁極下磁通不相等（對(duì)2p>2）。產(chǎn)生磁通不等的主要原因是磁極鐵芯安裝不良，電樞和磁極不同心而使各極下的氣隙長(zhǎng)度不相等。由于各支路中電勢(shì)不相等，于是在繞組內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)自高電位流向低電位的均壓電流（也稱繞組內(nèi)環(huán)流）。該電流使各支路的電流分壓不均，其后果是加重了繞組和電刷的負(fù)擔(dān)，并使換向情況變壞，此外，增加繞組中的銅耗，使電機(jī)溫升增高，而且效率降低。在多重路繞組中，各個(gè)重路的電刷接觸電阻不等將使各并聯(lián)支路的電阻不等，從而使各支路的電流分配不均，必會(huì)導(dǎo)致繞組中的銅耗增加，使電機(jī)溫升增高，效率降低，同時(shí)還導(dǎo)致?lián)Q向片間電壓分布不正常，使換向情況惡化，有的甚至引起環(huán)火。現(xiàn)以單位疊繞組為例加以說明。令2p=4,2a=4圖27對(duì)稱繞組的電流分配圖28不對(duì)稱繞組電流分配Ⅰ、假定繞組各支路在完全對(duì)稱的情況下工作，則每一支路流過同樣大小的電流，ia=100A,又設(shè)每一支路的內(nèi)阻ra1=0.005Ω,略去電刷的接觸電阻不計(jì)。若該電機(jī)作電動(dòng)機(jī)用，并設(shè)其端電壓，v=12v,則在電樞中每一支路感應(yīng)電勢(shì)Ea=v-iara1=a1=12-0.5=11.5v,此時(shí)，每一電刷的負(fù)載電流為200A，因此，繞組中的銅耗為2ai2ara1=4×1002×0.005=200wⅡ、假定繞組各支路在不對(duì)稱的情況工作，各支路的電勢(shì)不相等，且分別為12、11.75、11.25和11v因ia=(v-Ea)/ra1,所以，各支路的電流按該式計(jì)算，分別為：0A、50A、150A和200A，各支路電流分配不均，不相等。此時(shí),其中一個(gè)正電刷過于輕負(fù)載，只流過50A，而另一正電刷則過負(fù)載，流過的電流達(dá)350A。負(fù)電刷的負(fù)載保持正常。過負(fù)載的正電刷很可能火花大。銅耗將為502×0.005+1502×0.005+2002×0.005=325w,該銅耗為對(duì)稱時(shí)的1.625倍.為了消除由于均壓電流在個(gè)別支路及電刷上的過負(fù)載,應(yīng)該設(shè)置均壓線,即用低電阻導(dǎo)線,將繞組在理論上有等電位的各點(diǎn)連接起來。該連接等電位點(diǎn)的導(dǎo)線為均壓線。對(duì)所有a>1的繞組均需采用均壓線，以獲得滿意的換向條件。均壓線分類：按其所起的作用不同,一般分為甲、乙、丙三種。Ⅰ、甲種均壓線。用以改善電機(jī)磁場(chǎng)不對(duì)稱的，稱為甲種均壓線或第一種均壓線。一般用于多極單疊繞組或多疊繞組的各個(gè)重路內(nèi)。Ⅱ、乙種均壓線。用以保證繞組各并聯(lián)支路電阻相等，并使換向片間的電壓保持均等，而等電位點(diǎn)在電樞鐵心同一端的，稱為乙種均壓線或稱第二種均壓線。一般用于多重路繞組的各個(gè)重路之間。Ⅲ、丙種均壓線。用以使換向片間電壓均等而等電位點(diǎn)在電樞鐵心兩端的，稱為兩種均壓線或稱三種均壓線，也稱為punga連接線。兩種均壓線要在鐵心和軸之間穿過。一般用于對(duì)稱雙疊繞組兩獨(dú)立的重路之間，或者2p/a為奇數(shù)的雙波繞組。常用繞組的均壓線連接特點(diǎn)：Ⅰ、滿足第一種對(duì)稱條件的多極單疊繞組，其均壓線用甲種均壓線，均壓線跨距yeq=k/p,其全額根數(shù)Neqm=k/p。Ⅱ、雙波繞組：滿足第一種對(duì)稱條件，且2p/a=偶數(shù)，其均壓線用乙種均壓線，均壓線跨距yeq=k/a,全額根數(shù)Neqm=k/a3。滿足第二種對(duì)稱條件，且2p/a=奇數(shù)，其均壓線用丙種均壓線，均壓線跨距yeq=(k-yk)/a,全額數(shù)Neqm=k。Ⅲ、雙疊繞組：滿足第二種對(duì)稱條件，且k/p=偶數(shù)，t=2,其均壓線用全額甲種，接重路內(nèi)各等位點(diǎn)，均壓線跨距yeq=k/p,全額根數(shù)Neqm=k/p。也可用全額丙種，接重路間各等電位點(diǎn)，全額根數(shù)Neqm=k,其連接方式舉例于下圖29所示：345101617151617222324SNSNSNSN3456715161718192p=4,Z=S=K=24圖29b)不滿足對(duì)稱條件，且k/p=奇數(shù)，p=奇數(shù)，t=1,當(dāng)p≥3時(shí)均壓線兼起甲、乙種作用，接重路內(nèi)各等電位點(diǎn)，均壓線跨距yeq=k/p,全額根數(shù)Neqm=k/p。關(guān)于均壓線的根數(shù)：若全額均壓線連接時(shí)，均壓線的根數(shù)為Neqm，但是，全額均壓線連接只用在其些大型和換向困難的電機(jī)中。一般中小型電機(jī)通常每槽只接一根均壓線，轉(zhuǎn)速低的電機(jī)還可再少接一些。采用的均壓線根數(shù)Neq與Neqm之比稱為均壓線的分額，份額數(shù)越大，均衡效果越好。關(guān)于均壓線的截面積：通常為電樞繞組導(dǎo)體截面積的20%-50%，均壓線份額高時(shí)可取得小一些。截面積過小將降低均壓效，截面積過大，不但增加用銅量，還將導(dǎo)致均壓線布置困難。關(guān)于均壓線的連接：常用繞組均壓連接舉例如下圖30和圖31所示： 23467810111214151626913NSNSNSSNNSNSNSSN 23451011121312916K/PK/a2p=4,z=s=k=162p=4,z=s=k=16a）單疊繞組甲種均壓連接b）雙波繞組乙種均壓連接SNSSNN圖30SNSSNN 147101316 19201713 （k-yk）/a2p=6,z=s=k=20雙波繞組丙種均壓連接換向及火花知識(shí)火花產(chǎn)生的原因什么是換向？在換向器和電刷的幫助下，使電樞繞組線圈中的電流在運(yùn)行過程中從流入方向改變?yōu)榱鞒龇较蚧驈牧鞒龇较蚋淖優(yōu)榱魅敕较?，這就叫做換向。如果沒有這種換向，這種帶有換向器的電機(jī)是不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的。下圖18表明了被換向片1和換向片2所連接的線圈電流的變化情況。圖18由換向片1和換向片2所連接的線圈在換向過程中，即電刷從一接觸換向片2瞬間開始，到電刷脫離換向片2瞬間為止，一直被短路，這個(gè)線圈被稱為換向線圈。所以，換向是一個(gè)過程，這個(gè)過程是換向線圈中的電流改變方向的過程，而且這個(gè)過程是在換向線圈被電刷短路的狀態(tài)下進(jìn)行的。如果換向狀態(tài)很差，將在電刷下發(fā)生有害的火花?；鸹ǔ^了一定程度，就會(huì)有燒毀電刷和換向器的危險(xiǎn)，使電機(jī)不能正常運(yùn)行。換向過程是十分復(fù)雜的，它涉及到電磁、機(jī)械和電化學(xué)等各個(gè)方面。（換向火花等級(jí)：1級(jí)、11/4級(jí)、11/2級(jí)、2級(jí)、3級(jí)）b.為什么換向過程中會(huì)產(chǎn)生火花？換向線圈被短路，在換向過程中產(chǎn)生環(huán)流。為什么會(huì)有環(huán)流？環(huán)流對(duì)換向的影響是什么？由于換向線圈不是純電阻，除了電阻外，還存在電感。電感的作用是阻止流過線圈中的電流發(fā)生變化，線圈中電流要增大，則阻止其增大，線圈中電流要減少，則阻止其減少，流過線圈中的電流要改變方向，則阻止其改變方向。如果換向的線圈不是一個(gè)（由電刷的寬度覆蓋換向片的數(shù)目而定）而有兩個(gè)，換向線圈不但有電感的自感作用，而且還有換向線圈之間的互感作用。大家知道，換向線圈中的電流從大到小，并改變方向，又從小到大，即由Ia改變?yōu)?Ia，正由于這個(gè)電流的變化，因而由電流產(chǎn)生的磁通大小，極性也相應(yīng)的變化，又由于該磁通的變化使換向線圈產(chǎn)生自感電勢(shì)，稱為電抗電勢(shì)ex。此電抗電勢(shì)的作用是在被短路的換向線圈回路中產(chǎn)生一個(gè)電流——環(huán)流。此環(huán)流是阻止換向線圈中的電流變化，因此，方向總是與換向前的電流相同。使得換向線圈中的電流改變方向的時(shí)間延長(zhǎng)了。分析表明，這種延遲，使得電刷后刷邊（即換向片離開電刷時(shí)所對(duì)應(yīng)的電刷邊，又叫滑出邊）的電流密度大于前刷邊（即換向片進(jìn)入電刷時(shí)所對(duì)應(yīng)的電刷邊，又叫滑入邊）的電流密度，因此，換向結(jié)束，被電刷短路的換向線圈瞬時(shí)斷開，有可能在電刷滑出處產(chǎn)生火花。這就叫延時(shí)換向。又由于換向線圈是其線圈邊處在定子磁極的幾何中性線區(qū)域時(shí)進(jìn)行換向的，此時(shí)，直軸磁場(chǎng)在該區(qū)域很弱，甚至等于零，但電樞磁場(chǎng)并不等于零，這樣換向線圈就會(huì)“切割”電樞磁場(chǎng)，并在其中感生出旋轉(zhuǎn)電勢(shì)，又稱為換向電勢(shì)ea。由電樞磁場(chǎng)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電勢(shì)，其方向總是與換向前的電流方向一致，也即ea與ex的方向也是一致的。但是采取措施后也可以讓ea與ex的方向相反。換向電勢(shì)ea的作用是在被短路的換向線圈中產(chǎn)生另一種環(huán)流。如果換向電勢(shì)ea同電抗電勢(shì)ex反向，且大于ex時(shí)，會(huì)使換向線圈中的電流改變方向的時(shí)間提前，這種超前，使得電刷前刷邊的電流的電流密度大于后刷邊的電流密度，因此，有可能在電刷滑入處產(chǎn)生火花，這叫做超前換向。輕微的超前換向?qū)Q向有利，但過度的超前換向是不好的。若使換向電勢(shì)ea與電抗電勢(shì)ex相互抵消，可使環(huán)流大大減小，對(duì)換向有利。為什么說單相串激電動(dòng)機(jī)比直流電機(jī)換向條件差？由于單相串激電動(dòng)機(jī)通常是交流供電。流過定子線圈的激磁電流是交流電流，產(chǎn)生的磁通是交變磁通，而且恰好穿過正在進(jìn)行換向的換向線圈。如下圖19所示。圖19該交變磁通在換向線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，成為變壓器電勢(shì)et。該電勢(shì)一般都大于電抗電勢(shì)ex，它在換向線圈內(nèi)產(chǎn)生第三種環(huán)流，而且此環(huán)流也比較大，對(duì)換向的影響也比較大。該電勢(shì)還沒有辦法將其抵消或消除。這就是單相串激電動(dòng)機(jī)比直流電機(jī)的換向條件差的原因。片間電壓（勢(shì)）過高及電樞反應(yīng)影響。電機(jī)在電源電壓的作用下，除了一部分為各部分的阻抗降落（定子繞組的、轉(zhuǎn)子繞組的、電刷的）所平衡外，大部分電壓為電樞繞組切割直軸磁場(chǎng)產(chǎn)生的反電勢(shì)所平衡，并且作用在電刷兩端。此反電勢(shì)由各個(gè)跨接在相鄰換向片的電樞線圈中的反電勢(shì)疊加的，也就是所謂的片間電勢(shì)（也稱電壓）疊加的。由于相鄰換向片所連接的電樞線圈所處的空間位置不同，也就是說所切割的磁通密度不同，各個(gè)換向片間電勢(shì)（電壓）是不相等的。電樞電流建立的磁場(chǎng)同定子建立的磁場(chǎng)相互作用，組成的合成磁場(chǎng)，在分布上發(fā)生畸變（也稱電樞反應(yīng)）?；兊慕Y(jié)果是：使得在電樞線圈的進(jìn)入磁場(chǎng)端，磁通密度增大，在電樞線圈的退出磁場(chǎng)端，磁通密度降低。這將使電樞在旋轉(zhuǎn)瞬間由于電樞線圈所處的空間位置不同，其反電勢(shì)也不同，也就是片間電勢(shì)（或片間電壓）也不同。某些換向片的片間電勢(shì)（或片間電壓）升高，某些則降低。另外，也是由于電樞反應(yīng)的作用，使合成磁場(chǎng)軸線逆旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)了，其后果是使換向電勢(shì)ea的極性轉(zhuǎn)向到與電抗電勢(shì)ex一致的方向了，達(dá)不到相互抵消的目的。對(duì)換向不利，加劇了換向火花的發(fā)生。當(dāng)片間電壓過高時(shí)，相鄰換向片間也會(huì)產(chǎn)生放電，形成火花，而且由于電刷與換向片進(jìn)行摩擦，會(huì)有碳粉和金屬粉，并沉積在兩換向片間凹槽內(nèi)，這又加劇了放電，從而加劇了換向火花可能在兩片間形成飛弧，持續(xù)的飛弧又導(dǎo)致周圍空氣電離，這又進(jìn)一步促成了強(qiáng)烈的電弧，最后可能導(dǎo)致電機(jī)燒毀。所以，過高的片間電壓也是產(chǎn)生換向火花的主要原因之一。注：關(guān)于環(huán)火電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，正、負(fù)極性電刷之間可能形成一股環(huán)形電弧，該現(xiàn)象稱為環(huán)火。環(huán)火相當(dāng)于電樞繞組通過電刷直接短路，有很大的破壞性。在有些情況下，即使負(fù)載穩(wěn)定、換向良好，僅由于片間電壓過高也可能形成環(huán)火；有的在空載情況下，由于換向器表面不干凈，換向片邊緣存在毛刺或倒角不良引起尖端放電而出現(xiàn)環(huán)火。采用偏心氣隙下降電樞反應(yīng)所引起的氣隙磁場(chǎng)畸變程度，使片間電壓的最大值減小。電刷與換向器接觸時(shí)，接觸不良，引起放電跳火，也是產(chǎn)生換向火花的主要原因之一。造成電刷與換向器接觸不良的因素有：電樞動(dòng)平衡不良，將引起強(qiáng)烈的振動(dòng)，造成接觸不良；換向器表面偏心或不光滑等造成接觸不良；電刷彈簧壓力不夠造成接觸不良（但壓力過大，會(huì)加快電刷的磨損）；刷握同電刷之間的配合不好，造成電刷與換向器的接觸不良。電刷本身質(zhì)量不良，造成電刷掉渣或者碳粉太多，引起燃燒，產(chǎn)生火花，以及電刷接觸放電的起弧電壓較低，容易造成放電時(shí)起弧，引起火花。也是產(chǎn)生換向火花的主要原因之一。另外，由于電刷本身質(zhì)量不良，在換向器表面不能良好的形成氧化膜，對(duì)換向不利。因?yàn)閾Q向器表面上的一層氧化膜對(duì)取得良好的換向是有必要的。該氧化膜由兩層薄膜形成，一層是氧化薄膜，是一種氧化亞銅，可使換向線圈回路增大電阻，對(duì)改善換向，降低火花有利；另一層是覆在氧化膜上的碳素薄膜（石墨碳粉吸附水分而形成），對(duì)摩擦起潤(rùn)滑作用，可降低電刷與換向器之間的摩擦系數(shù)，減小摩損。c、改善換向及抑制火花的措施⑴減小電抗電勢(shì)ex。主要是要減少換向線圈的匝數(shù)。為此，可增加換向片數(shù)。一般，采用換向片數(shù)為電樞槽數(shù)的2倍、3倍。這樣一來，在同樣的電樞總導(dǎo)體數(shù)的情況下，換向線圈的匝數(shù)會(huì)成倍減少；另外，電樞采用短距繞組。這樣一來，在同一電樞槽內(nèi)的線圈不會(huì)同時(shí)被電刷短路，而進(jìn)行換向，就可以減少因換向線圈在同一槽內(nèi)上下層線圈邊之間的互感電勢(shì)，對(duì)換向有利。⑵利用換向電勢(shì)ea來抵消電抗電勢(shì)ex。若電刷可以移動(dòng)時(shí)，逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)電刷位置100~260；若電刷不可移動(dòng)時(shí)，順電樞旋轉(zhuǎn)方向借偏電樞線圈到換向片的接線，借偏1~2個(gè)換向片。關(guān)于扭角換向扭角的原因：改善換向扭角的原則：正轉(zhuǎn)正偏鉤，反轉(zhuǎn)反偏鉤，正反都轉(zhuǎn)不偏鉤扭角的基準(zhǔn)：幾何中心線（兩個(gè)磁極之間的中心線稱）。必須指出的是：該措施僅對(duì)單方向旋轉(zhuǎn)的單相串激電動(dòng)機(jī)才能采用。⑶減小電樞反應(yīng)的影響，限制氣隙磁場(chǎng)波形過多的畸變。為此，加強(qiáng)定子磁場(chǎng)，增加定子磁勢(shì)，控制定子線圈匝數(shù)與電樞繞組的匝數(shù)比在0.425~0.68之間，此值取偏大時(shí)，對(duì)換向有利。另外，適當(dāng)增大氣隙，也可以削弱氣隙磁場(chǎng)波形的畸變。采用不均勻氣隙對(duì)改善氣隙磁場(chǎng)波形有好處，有利于換向。⑷減小變壓器電勢(shì)et。同減小電抗電勢(shì)ex的辦法一樣，主要是減少換向線圈的匝數(shù)。⑸選取合適的電刷寬度。在滿足機(jī)械強(qiáng)度、電流密度和保證電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的要求下，電刷寬度不宜過寬，應(yīng)使電刷短接的換向線圈數(shù)適當(dāng)，有利換向。因?yàn)楸浑娝⒍探拥膿Q向線圈數(shù)過多，同時(shí)進(jìn)行換向的線圈之間的互感電勢(shì)就大，也會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，不利于換向。⑹選擇好電刷材料和壓力。電刷的材質(zhì)一般應(yīng)是：電阻率、接觸電阻大；粘性系數(shù)大，彈性系數(shù)?。荒Σ料禂?shù)小，而且變化?。簧裳趸つ芰?qiáng)；研磨性適當(dāng)，能生成堅(jiān)韌而不過厚的氧化膜；材質(zhì)均勻，顆粒粘結(jié)力大，石墨化程度和灰分適當(dāng)?shù)?。一般選用硬質(zhì)電化石墨電刷。硬質(zhì)電刷有較大電阻率，可使換向線圈回路中的電阻增大，能較好的抑制換向過程中的環(huán)流，有利于換向，減小火花。電刷壓力大小對(duì)換向性能和電刷磨損有很大影響。電刷壓力、火花和磨損之間相互制約。有一個(gè)最佳的電刷壓力范圍。⑺選好換向器材料。換向器材料以及它與電刷的匹配好壞，對(duì)換向性能影響甚大。換向器的起弧電壓以及電刷的起弧電壓要相適應(yīng)。要控制換向片間電壓不能超過其最低起弧電壓。增加換向器片數(shù)對(duì)減小換向片間電壓很有好處。由于額定電壓是一定的，因此，換向片數(shù)增多，會(huì)相對(duì)減少換向片間電壓。⑻換向器加工質(zhì)量。換向器加工質(zhì)量對(duì)換向性能影響很大。換向器表面的光潔度要好，圓度要好，徑向跳動(dòng)要小，與轉(zhuǎn)軸的同軸度要好。另外，電刷與換向器的接觸吻合表面要大。⑼電樞進(jìn)行精密的動(dòng)平衡。⑽電刷與刷握的配合要合適。⑾控制換向區(qū)域。換向區(qū)域太窄，換向線圈換向時(shí)要受到氣隙磁場(chǎng)（也即主磁場(chǎng)）較大的影響，會(huì)在換向線圈中產(chǎn)生由主磁場(chǎng)引起的較大的旋轉(zhuǎn)電勢(shì)，產(chǎn)生環(huán)流，使換向惡化。這點(diǎn)，對(duì)大功率、高轉(zhuǎn)速、小體積的電機(jī)而言，應(yīng)從嚴(yán)控制。⑿選取適合的極弧系數(shù)。對(duì)大功率、高轉(zhuǎn)速（高于15000rpm）、小體積的電機(jī)應(yīng)適當(dāng)選擇偏小的極弧系數(shù)，以便控制適合的換向區(qū)域。2、火花等級(jí)分類a、分類規(guī)定：從空載到額定負(fù)載的所有情況下，電機(jī)火花不得大于11/2級(jí)，在短時(shí)過六或短時(shí)過轉(zhuǎn)矩的情況下，火花等級(jí)不得大于2級(jí)，3級(jí)火花僅在直接啟動(dòng)或逆轉(zhuǎn)瞬間，且換向器及電刷仍能工作時(shí)允許出現(xiàn)。b、火花顏色一般分為藍(lán)色、黃色、白色、紅色和綠色。其中，紅色是電刷碳微粒灼熱燃燒的顏色，綠色時(shí)換向片燒傷時(shí)銅離子的顏色，所以紅色和綠色火花隊(duì)換向器和電刷的傷害比較大。機(jī)械性火花呈黃色，電氣性火花成藍(lán)色。c、換向火花狀態(tài)1）、點(diǎn)狀火花和顆粒狀火花，通常是稀疏的和均勻的分布在電刷邊緣上，基本上是無害的。2）、舌轉(zhuǎn)火花會(huì)損傷換向器和電刷，只允許在動(dòng)態(tài)時(shí)或過載時(shí)短時(shí)出現(xiàn)。3）、爆鳴狀火花、飛濺狀火花、球狀火花隊(duì)換向器和電刷傷害嚴(yán)重，尤其是環(huán)火。d、電刷鏡面出現(xiàn)異?，F(xiàn)象當(dāng)電機(jī)換向不良，換向火花較大時(shí)，電刷鏡面就會(huì)出現(xiàn)霧狀麻點(diǎn)和灼痕，如果電刷材質(zhì)中含有碳化硅或金剛砂之類的雜質(zhì)時(shí)，鏡面上就會(huì)有白色的斑點(diǎn)和條痕。當(dāng)空氣濕度過大，或存在酸性氣體時(shí)，電刷鏡面上會(huì)有銅粉沉積，此現(xiàn)象叫做鍍銅，出現(xiàn)此現(xiàn)象氧化膜就已被破壞。第四章噪音及振動(dòng)1、振動(dòng)和噪音的關(guān)系振動(dòng)是噪音的來源。電機(jī)振動(dòng)波形并不是單一的正弦波，而是由許多不同的頻率的波形所組成，因此需要進(jìn)行頻率分析。一般分析振動(dòng)和分析噪聲相似。但對(duì)于低頻振動(dòng)，由于制造低頻濾波器比較困難，在振動(dòng)的研究中常籍助于對(duì)波形的詳盡分析。振動(dòng)可用它的頻率范圍、位移、速度或加速度來描述。選擇適當(dāng)?shù)膮⒖妓俣扰c參考加速度并類似于噪聲測(cè)量的同樣方法定義速度級(jí)和加速度級(jí)。在大面積平板振動(dòng)的情況下可使速度級(jí)、加速度級(jí)與聲壓級(jí)的大小一致。從式（1-7）及（1-6）可知：Pm=EKYY=ωY故=ρC====PmEKYEKC2ρ2πρC·λf·=ρC====YωYωωλ2πfλ或Pm=ρCY（1-25）即聲壓與速度成正比。已知P0=2×10-5牛/米2，可令基準(zhǔn)速度≈5×≈5×10-10米/秒Y0=ρC這時(shí)速度級(jí)=LP=20lg=20lgLY=20lgY=LP=20lg=20lgLY=20lgY0ρCYP0因此，在大面積平板振動(dòng)的條件下，知道了物體表面振動(dòng)的振動(dòng)速度Y后，不用測(cè)量聲級(jí)就可以知道這些振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲級(jí)L。顯然振動(dòng)級(jí)降低若干分貝，噪聲級(jí)也會(huì)降低同樣的分貝。但小電機(jī)不能看成平面輻射器，計(jì)算時(shí)應(yīng)加修正。低頻振動(dòng)（包括聲明頻振動(dòng)）可以激發(fā)機(jī)組其他零件振動(dòng)。當(dāng)零件的固有頻率fk為機(jī)組振動(dòng)頻率fp的整數(shù)倍時(shí)，這個(gè)零件的振動(dòng)表現(xiàn)得特別強(qiáng)烈。公式（1-15）指出，聲強(qiáng)I正比于f2Y2。當(dāng)f很小時(shí)，如Y很大，可使材料應(yīng)力增大，從而造成零件機(jī)械性破壞。但聲強(qiáng)不一定大。當(dāng)f很大（例如f＞1000赫），即使Y不大，例如幾個(gè)微米，也會(huì)導(dǎo)致很大的聲強(qiáng)，故有“低頻測(cè)振，高頻測(cè)聲”之說。此外，由于振動(dòng)和噪聲有密切關(guān)系，在研究電機(jī)的噪聲時(shí)，除用聲級(jí)計(jì)測(cè)量聲功率外，常常需要同時(shí)測(cè)量電機(jī)機(jī)殼及端蓋等處的振動(dòng)。1-6電機(jī)的振動(dòng)和噪聲電機(jī)的振動(dòng)和噪聲研究十分復(fù)雜，它涉及了電磁，能量轉(zhuǎn)換，機(jī)械振動(dòng)，特殊物理聲學(xué)，電子學(xué)和數(shù)學(xué)等許多學(xué)科。一般來說，電機(jī)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其振動(dòng)研究比噪聲研究更為困難。因?yàn)樵肼暽婕暗拇笾率请姍C(jī)的整體作用，而振動(dòng)還涉及到電機(jī)各個(gè)部件。電機(jī)噪聲主要有三大類：1．電磁噪聲。電磁力作用在定、轉(zhuǎn)子間的氣隙中，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力波或脈動(dòng)力波，使定子產(chǎn)生振動(dòng)而輻射噪聲，這類噪聲稱為電磁噪聲。它與電機(jī)氣隙內(nèi)的諧波磁場(chǎng)及由此產(chǎn)生的電磁力波輻值、頻率和極數(shù)，以及定子本身的振動(dòng)特性，如固有頻率、阻尼、機(jī)械阻坑均有密切的關(guān)系，還與電機(jī)定子的聲學(xué)特性有很大關(guān)系。它主要由設(shè)計(jì)的電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù)及裝配工藝決定。一臺(tái)好的電機(jī)應(yīng)是氣隙磁場(chǎng)諧波分量小，產(chǎn)生的徑向力波幅值小，階數(shù)高，電磁激振力波的頻率遠(yuǎn)離定子的固有頻率，并保證由鐵芯傳遞給電機(jī)機(jī)殼的振動(dòng)削弱到最小限度。2．機(jī)械噪聲。電機(jī)中的機(jī)械噪聲主要是軸承和電刷引起的。這些噪聲與它們所用的材料，制造質(zhì)量及電機(jī)裝配工藝，配合精度有關(guān)。3．空氣動(dòng)力噪聲。由電機(jī)內(nèi)的冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生。主要由風(fēng)扇的型式、風(fēng)扇和通風(fēng)道及進(jìn)出口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定。在無外風(fēng)扇的封閉式電機(jī)中，空氣動(dòng)力噪聲是微不足道的，主要是電磁噪聲和軸承噪聲。但在高速開啟式電機(jī)中，空氣動(dòng)力噪聲是主要的噪聲組成部分。必須在設(shè)計(jì)時(shí)，恰當(dāng)考慮電機(jī)損耗所需的冷卻風(fēng)量，使風(fēng)量的裕度最小，風(fēng)扇的效率最高。在電機(jī)的振動(dòng)和噪聲中，有二點(diǎn)特別重要，往往只要加以適當(dāng)改進(jìn)，就可取得明顯的防振降噪效果。一是轉(zhuǎn)子的平衡：實(shí)踐證明轉(zhuǎn)子的機(jī)械不平衡能生產(chǎn)顯著的振動(dòng)，尤其是高速電機(jī)中。現(xiàn)代的低噪聲電機(jī)轉(zhuǎn)子一般都是經(jīng)過靜平衡和動(dòng)平衡二道工序。二是電機(jī)的安裝與連接：實(shí)踐證明，一臺(tái)電機(jī)的安裝與連接好壞，可以大大地改變電機(jī)本身及與之相連的元件的振動(dòng)和噪聲情況。第五章EMC知識(shí)1、EMC的定義：電磁兼容（ElectromagneticCompatibility，簡(jiǎn)稱EMC)，是研究在有限的空間、時(shí)間和頻譜資源的功能條件下，各種電氣設(shè)備可以共同工作，并不發(fā)生降級(jí)的科學(xué)。另外一種解釋，EMC是一種技術(shù)，這種技術(shù)的目的在于，使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下，既不受電磁環(huán)境的影響，也不會(huì)給環(huán)境以這種影響。換句話說，就是它不會(huì)因?yàn)橹苓叺碾姶怒h(huán)境而導(dǎo)致性能降低、功能喪失或損壞，也不會(huì)在周邊環(huán)境中產(chǎn)生過量的電磁能量，以致影響周邊設(shè)備的正常工作。以下是與電磁兼容有關(guān)的常見術(shù)語：

EMC：(Electromagneticcompatibility)電磁兼容性

EMI：(Electromagneticinterference)電磁干擾

EMS：(ElectromagneticSusceptibility)電磁敏感度

RE：（Radiatedemission）輻射騷擾（俗稱：電磁輻射）

CE：（Conductedemission）傳導(dǎo)騷擾

CS：（ConductedSusceptibility）傳導(dǎo)騷擾抗擾度

RS：（RadiatedSusceptibility）射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度

ESD：(Electrostaticdischarge)靜電放電

EFT/B：(Electricalfasttransientburst)電快速瞬變脈沖群

電磁干擾（EMI）(ElectromagneticInterference)，有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合（干擾）到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合（干擾）到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高頻信號(hào)線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。

自從電子系統(tǒng)降噪技術(shù)在70年代中期出現(xiàn)以來，主要由于美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)在1990年和歐盟在1992提出了對(duì)商業(yè)數(shù)碼產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)章，這些規(guī)章要求各個(gè)公司確保它們的產(chǎn)品符合嚴(yán)格的磁化系數(shù)和發(fā)射準(zhǔn)則。符合這些規(guī)章的產(chǎn)品稱為具有電磁兼容性EMC（ElectromagneticCompatibility）。

EMC(ElectroMagneticCompatibility)直譯是“電磁兼容性”，是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。習(xí)慣上說，EMC包含EMI(ElectroMagneticInterference，電磁干擾)和EMS(ElectroMagneticSusceptibility，電磁敏感性)。

所謂電磁干擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級(jí)的電磁現(xiàn)象。而所謂電磁敏感性是指因電磁干擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降(的程度)。

因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗干擾能力，即電磁敏感性不能太差。2、電機(jī)里的EMC在帶換向器的電機(jī)中，單相串激電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的無線電和電視干擾通常會(huì)比直流電機(jī)嚴(yán)重，因?yàn)楦蓴_是由換向器引起的，而單相串激電動(dòng)機(jī)的換向條件要比一般直流電機(jī)嚴(yán)酷得多。大家知道，無線電廣播頻率范圍，包括中波段和短波段在0.05~30MHZ，而甚高頻（VHF）的電視頻率范圍，即1~12頻道的頻率范圍則在30~300MHZ。由于換向是在有電流的情況下進(jìn)行的，當(dāng)換向片與電刷脫開時(shí)，電流發(fā)生突變，在極短瞬間釋放出能量，除造成周圍空氣電離形成火花和電弧外，由于突變電流含有很多高頻成分（這些高頻成分包含有上述頻率范圍），其中有一部分能量使電機(jī)成為一個(gè)所謂的“高頻發(fā)射器”，發(fā)射出高頻干擾電勢(shì)和干擾功率，從而對(duì)無線電和電視接受設(shè)備造成干擾。對(duì)30MHZ以下的干擾電勢(shì)主要通過電機(jī)電源線傳入公共的饋電電網(wǎng)而進(jìn)行干擾，對(duì)30MHZ以上的高頻能量，則以電磁波的形式通過未屏蔽接地的電機(jī)部分和電源線向外輻射而進(jìn)行干擾。額定功率≤700W頻段（MHZ）0.15~0.200.20~0.500.50~5.05.0~30db（μv）70666066mV3212額定功率＞700W～1000W之間頻段（MHZ）0.15~0.200.20~0.500.50~5.05.0~30db（μv）70706470mV331.53額定功率＞1000W～2000W之間頻段（MHZ）0.15~0.200.20~0.500.50~5.05.0~30db（μv）76767076mV6636干擾電壓?jiǎn)挝粸槲⒎é蘓），用分貝（db）表示時(shí)，1μV為0db。國標(biāo)GB4343規(guī)定了對(duì)家用電器和類似器具以及電動(dòng)工具的頻率范圍為30~300MHZ的干擾功率允許值為：當(dāng)額定功率700W及以下時(shí)，45~55db（pW）（隨頻率線性增大）;當(dāng)額定功率＞700W～1000W時(shí)：49～59db(pw)（隨頻率線性增大）；當(dāng)額定功率＞1000W～2000W時(shí)：55～65db(pw)（隨頻率線性增大）。干擾功率單位為：1Pw=10-12w，用分貝（db）表示時(shí)，1pw為0db。抑制無線電干擾和電視干擾的措施：降低干擾能量。主要是通過改善換向、減小導(dǎo)電接觸振動(dòng)（比如，保證電刷與換向器表面良好接觸）予以降低干擾能量。增加傳輸以及輻射途徑中的阻抗和進(jìn)行屏蔽。比如，將金屬機(jī)殼接地、采用屏蔽電纜以及將電機(jī)定子兩個(gè)線圈分接在電樞的一端，以增加30MHZ以上的高頻傳輸阻抗。加裝抑制器（低通濾波器），濾去高波成分。有以下幾種情況：當(dāng)電機(jī)機(jī)殼為可接地的金屬機(jī)殼時(shí)，抑制器可按下圖16所示聯(lián)接：圖16當(dāng)電機(jī)機(jī)殼為不接地的絕緣塑料機(jī)殼或者金屬機(jī)殼內(nèi)復(fù)有絕緣塑料或者機(jī)殼不接地時(shí)，抑制器可按下圖17所示聯(lián)接。3、具體方案詳見附件一。第六章串激電機(jī)的設(shè)計(jì)1、串激電機(jī)的沖片設(shè)計(jì)

a、如圖為交流串激電動(dòng)機(jī)定子沖片的典型形狀，由于在交流串激電動(dòng)機(jī)中，定子磁通是交變的，會(huì)產(chǎn)生鐵心損耗，因而定子沖片都是采用硅鋼片沖制而成。

b、定子沖片外圓尺寸的決定

各種類型電機(jī)，考慮定子沖片外圓尺寸的重要原則之一：就是硅鋼片的經(jīng)濟(jì)剪裁，也就是在沖制定子沖片時(shí)的余留下來的邊角料最少，硅鋼片的利用率最高，因此定子沖片的外徑不能任意決定。

c、定子內(nèi)徑（也就是轉(zhuǎn)子外徑）的決定

電機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)告訴我們，在其他條件不變的情況下，電機(jī)的功率正比于轉(zhuǎn)子外徑的平方，而與定子外徑無關(guān)，因此在定子外徑一定的情況下，我們總希望采用較大的轉(zhuǎn)子外徑，這樣可以產(chǎn)生較大的功率。但在定子外徑一定的情況下，增加轉(zhuǎn)子直徑，會(huì)使定子的線窗面積減少，而使定子繞組沒有足夠的位置按放，因而，在定子外徑一定的情況下，定子內(nèi)徑（轉(zhuǎn)子外徑）也不能任意決定。一般轉(zhuǎn)、定子直徑之比為：0.58~0.62之間隨即機(jī)械化程度的提高，已能將線圈直接繞在定子鐵芯上的電機(jī)（特別是深槽定子），這樣定子繞組端部較短，定子銅耗也因此可以減少，有利于提高電機(jī)的出力。)d、極靴弧長(zhǎng)b的決定極靴弧長(zhǎng)b也是定子沖片一個(gè)極為重要的數(shù)據(jù)。如果b取大，磁極面積就大，就能產(chǎn)生更多的磁通，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，因而能帶動(dòng)更大的負(fù)載。但極靴弧長(zhǎng)增大以后會(huì)帶來下面兩個(gè)缺點(diǎn)：

1、極靴弧長(zhǎng)增大，兩個(gè)相鄰磁極的極尖距離就縮短，極尖漏磁通的磁阻就變小，極尖漏磁通就增大，因此，從減少漏磁通的角度來看，我們不希望極靴弧長(zhǎng)太大。

2、極靴弧長(zhǎng)太大，還會(huì)使換向惡化，火花增加，原因是電樞反應(yīng)電勢(shì)的增加。電樞反應(yīng)電勢(shì)：我們都知道轉(zhuǎn)子流過電流以后，要產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通，轉(zhuǎn)子磁通的方向總是與換向極磁通方向相反，既然換向元件切割換向極磁通所產(chǎn)生的電勢(shì)，能夠幫助換向；那么換向元件切割轉(zhuǎn)子磁通所產(chǎn)生的電勢(shì)，一定會(huì)妨礙換向，這個(gè)妨礙換向的電勢(shì)就是成為電樞反應(yīng)電勢(shì)。e、定子軛高h(yuǎn)c及磁極寬度bp的決定

決定一張定子沖片的主要尺寸是：定子外徑、定子內(nèi)徑、極靴弧長(zhǎng)、定子軛高及磁極寬度。前面三個(gè)尺寸決定的原則已經(jīng)分析說明。至于下面的兩個(gè)尺寸決定原則主要是考慮磁通密度不要太高，新系列電動(dòng)工具交直流兩用串激電動(dòng)機(jī)的磁密范圍一般是：定子磁極磁密Bp=6500~8500高斯

定子軛磁密Bc=19000~22000高斯

f、

實(shí)際設(shè)計(jì)中：為了減少漏磁，改善換向性能個(gè)提高功率因數(shù)，單相串激電動(dòng)機(jī)通常做成凸極式的。為了揚(yáng)制氣隙磁場(chǎng)的嚴(yán)重畸變，減少極尖區(qū)域附近的磁通密度，以改善換向，在設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)氣隙時(shí)，常常采用削角磁極或非均勻氣隙，此時(shí)，所謂定子沖片內(nèi)徑D1應(yīng)是極軸處量得直徑之值。電動(dòng)機(jī)的D1為：

D1為=D2+2δ1

δ1——極軸處的氣隙長(zhǎng)度

電樞沖片外徑D2統(tǒng)計(jì)值為：

D2=（0.54~0.57）D1深槽式電動(dòng)機(jī)的D2可取得大一些，以提高單位體積的容量。

應(yīng)注意：電樞表面線速度不應(yīng)超過80m/s.

國內(nèi)電動(dòng)機(jī)的氣隙范圍在0.3~0.8mm之間。對(duì)正反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，增加0.1~0.15mm。

當(dāng)氣隙增大后，可減少表面損耗及磁噪聲并改善換向性能，其副作用是：降低功率因數(shù)、增加氣隙磁通勢(shì)從而增加勵(lì)磁線圈用通量，并引起定子線窗面積緊張。

對(duì)削角磁極電動(dòng)機(jī)而言，極尖處的氣隙長(zhǎng)度δ2約為極軸處氣隙長(zhǎng)度A1的1.5~2倍。對(duì)非均勻氣隙而言，δ2=（3~5）δ1，等效氣隙δ為：

δ=2δ1δ2/δ1+δ2.

非均勻氣隙的偏心量e為：

e=δ2-δ1/1-cosθ

式中：θ=0.5ψ7

其中：ψ——極弧角，單位為度2、主要尺寸及電磁參數(shù)選取1．主要尺寸D1,D2及L確定電機(jī)主要尺寸，一般從計(jì)算入手： （cm3） ——電磁內(nèi)功率（即通常所說的電磁功率），可有后式估算——極弧系數(shù)，取0.6~0.7———?dú)庀洞琶埽═），可按（圖1—2）選取——線負(fù)荷（A/cm），可按（圖1—2）選取——轉(zhuǎn)速(r/min)從上式看出，取值越大，電機(jī)尺寸越小，但取值受其他因素制約，詳見后述。轉(zhuǎn)速越大，電機(jī)尺寸也越小，電機(jī)轉(zhuǎn)速同樣受到機(jī)械，換向等因素的制約。在此處，可用額定轉(zhuǎn)速代入式中作計(jì)算。電磁功率為通過氣隙磁場(chǎng)，從定子側(cè)傳遞到轉(zhuǎn)子的功率可用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 當(dāng)η≤0.5 當(dāng)η＞0.5上式中為輸出功率，可按額定輸出功率帶入計(jì)算。為電機(jī)效率，可按額定效率代入計(jì)算，當(dāng)需要計(jì)算者確定時(shí)，可按（圖1—1）選取，此為當(dāng)前生產(chǎn)連續(xù)定額E,B級(jí)絕緣的平均效率曲線。對(duì)于短時(shí)運(yùn)行定額的電機(jī)或采用耐熱等級(jí)更高絕緣的電機(jī)，效率值應(yīng)下降。確定后，接著可確定電樞沖片的值，應(yīng)綜合考慮電機(jī)使用條件，通用性及派生的要求，同時(shí)考慮合適的長(zhǎng)徑比，通常為0.5~1.5之間。較大的值使電機(jī)細(xì)長(zhǎng)，銅利用率較高，但是制造工藝性較差，繞組撓度大，冷卻差，漏抗大換向不利。確定后可以方便的確定鐵心疊長(zhǎng)。的比值可在0.54~0.59之間選取，較大值適合于深槽轉(zhuǎn)子，從而確定定子外徑。2．線負(fù)荷及氣隙磁密電樞線負(fù)荷表示電樞外徑圓周單位長(zhǎng)度上的安匝，越大則尺寸越小，銅耗增大，線匝增多而導(dǎo)致?lián)Q向惡化。因此增大是有限制的。從8-1式來看,一定時(shí)，也是定值，取得大則可取小，反之亦然。但二者取值都是受其他因素制約的，初步設(shè)計(jì)時(shí)可參照（圖1—2）選取，該曲線是用于連續(xù)負(fù)載E,B級(jí)絕緣單相串激電機(jī)，對(duì)于短時(shí)定額可適當(dāng)提高 (A/cm) (T)2-2磁路參數(shù)選取1.定轉(zhuǎn)子安匝比和鐵心各部分磁密定轉(zhuǎn)子匝比是一個(gè)重要的磁路控制參數(shù)，為一個(gè)極的定子線圈匝數(shù)，為電樞總導(dǎo)體數(shù)，匝比大小表示定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)弱情況，其值對(duì)電機(jī)性能、換向情況、機(jī)械特性硬度以及損耗效率都有影響，簡(jiǎn)單分析如下：匝比大，定子主磁場(chǎng)強(qiáng)，電樞相對(duì)弱，則磁場(chǎng)畸變小，有利換向。匝比大，定子主磁場(chǎng)強(qiáng)，磁路飽和度高，利于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，提高機(jī)械硬度。匝比大，銅耗增大，溫升增高，效率下降，定子電抗增大而功率因數(shù)降低。實(shí)際上，匝比應(yīng)維持合理范圍，過大沒有意義。當(dāng)磁場(chǎng)足夠飽和時(shí)，在增加定子激磁安匝，定子磁場(chǎng)不會(huì)明顯增強(qiáng)，因而失去了積極方面的意義，反倒使銅耗增加了。定轉(zhuǎn)子安匝比推薦范圍為0.85~1.3。功率小取大值，功率大（400W以上）取較小的值。磁路的飽和程度是由鐵心各部分磁密大小來決定的，由于結(jié)構(gòu)的需要，各部分磁密不同。正常設(shè)計(jì)的電機(jī)，各部分磁密范圍一般如下：定子極身磁密0.6~0.9（T）1.0~1.4（T）深槽定子定子軛部磁密1.6~1.75（T）電樞齒部磁密 1.65~1.8（T）電樞軛部磁密1.35~1.65（T）2.極弧系數(shù)和氣隙長(zhǎng)度極弧系數(shù)是極距(磁極寬度bp)和極弧長(zhǎng)度(極靴弧長(zhǎng)b)的比值。極弧系數(shù)越大，電機(jī)尺寸越小。但極弧系數(shù)過大則影響到換向區(qū)域，對(duì)火花不利。當(dāng)定子磁勢(shì)為矩形波時(shí)，從傅麗葉級(jí)數(shù)分析，可看出各分量諧波隨值的變化情況（圖1-3）。從圖可見，當(dāng)為0.667時(shí)，3次分量為0(見圖1-3)，所以一般取0.667~0.7，若氣隙采用不均勻設(shè)計(jì)時(shí)，可放大。氣隙長(zhǎng)度也是磁路重要參數(shù)，氣隙中所分擔(dān)的激磁磁勢(shì)占全部激磁磁勢(shì)的40%~50%。越長(zhǎng)，磁勢(shì)消耗越多，使定子繞組匝數(shù)增多，銅耗增加，并因定子電感增大，而使功率因數(shù)下降。增大也有好處，可減弱電樞反應(yīng)，有利換向，并且也減弱齒槽效應(yīng)，降低損耗，弱化定轉(zhuǎn)子偏心帶來不利的影響。單相串激電機(jī)通常取為0.3mm~0.9mm,小電機(jī)取較小值。選用計(jì)算式如下： (cm) 極距（cm）可按圖1－2選取為了改善換向，可采用非均勻氣隙。非均勻氣隙通過極弧偏心來實(shí)現(xiàn)（如圖1－4）。其偏心量由下式計(jì)算： （cm）不均勻氣隙的等效氣隙按下式計(jì)算圖1-4不均勻氣隙示意圖δ1δ2圖1-4不均勻氣隙示意圖δ1δ22-3繞組溫升控制電機(jī)繞組溫升都有限制的規(guī)定,它是按照所使用的絕緣材料的耐熱等級(jí)和使用壽命的需要而制定的。通過熱計(jì)算來控制溫升,則計(jì)算反復(fù)且正確性差,所以工程上通過控制和繞組溫升相關(guān)的參數(shù)來間接控制溫升,實(shí)踐證明是合理可行的。1.限制值來控制電樞繞組溫升電樞繞組銅耗直接影響電機(jī)發(fā)熱，所以線負(fù)荷和電流密度的乘積可以用來控制繞組溫升。為了控制溫升不超過某一數(shù)值，只需控制值不超過某一值即可。為了給電磁設(shè)計(jì)提供合理的值，應(yīng)按照電機(jī)主要尺寸來計(jì)算的限制。下式是計(jì)算值的經(jīng)驗(yàn)公式： （）單位（cm）單位（cm）值單位（r/min）其中系數(shù)可根據(jù)額定輸出功率從圖1－5中選取，此曲線適用于連續(xù)運(yùn)行定額溫升不超過70K扇冷結(jié)構(gòu)電機(jī)。應(yīng)該指出，在實(shí)際工程中，溫升控制參數(shù)宜低于限值并留有裕度，以適應(yīng)批量生產(chǎn)中的離散性。2.限制的數(shù)值以控制定子繞組溫升直接影響定子溫升的因素是定子銅耗,是電機(jī)主電流,是定子電阻。因此只要控制定子銅耗就能控制定子溫升。定子繞組溫升往往低于轉(zhuǎn)子溫升，這是正常的，是由電機(jī)結(jié)構(gòu)和散熱特點(diǎn)所決定的。但二者不可相差過大，否則說明材料利用不合理。同樣可用電機(jī)主要尺寸來計(jì)算定子銅耗的限值，計(jì)算式如下： （W）系數(shù)可根據(jù)定子外徑從圖1－6選取。此曲線適用于連續(xù)運(yùn)行定額及溫升不超過60K扇冷結(jié)構(gòu)電機(jī)。第七章串激電機(jī)的安全要求1、結(jié)構(gòu)安全“爬電距離：指兩個(gè)導(dǎo)電部件之間，或?qū)щ姴考c工具的可觸及表面之間的最短路徑，它沿著絕緣材料的表面進(jìn)行測(cè)量。電氣間隙：指兩個(gè)導(dǎo)電部件之間，或?qū)щ姴考c工具的可觸及表面之間的最短距離，它沿著空間的距離來測(cè)量。2.4.1基本絕緣：對(duì)帶電體使用的絕緣，用來提供基本的防觸電保護(hù)。注：基本絕緣并不一定包括僅用做功能性目的的絕緣。2.4.2附加絕緣：在基本絕緣外補(bǔ)充使用的獨(dú)立的絕緣方式，它用來在基本絕緣萬一失效的情況下提供防觸電保護(hù)。2.4.3雙重絕緣：包括了基本絕緣和附加絕緣兩種絕緣方式的絕緣系統(tǒng)。2.4.4加強(qiáng)絕緣：對(duì)帶電體使用的一種單一的絕緣方式，在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，它所提供的對(duì)觸電的防護(hù)程度和雙重絕緣提供的防護(hù)程度相當(dāng)。注：并不是說絕緣必須是同類單體，它可能包含好幾層不能象基本絕緣和附加絕緣那樣單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試的絕緣。2.4.50類器具：此類器具的防觸電保護(hù)依靠基本絕緣來提供，這意味著沒有提供把可觸及的可導(dǎo)電部件(若有的話)連接到所安裝的固定導(dǎo)線中的保護(hù)線上的連接方式。在基本絕緣萬一失效的情況下，防觸電的保護(hù)就依賴于所工作的環(huán)境了。注：0類器具或是有一個(gè)絕緣外殼(它組成了整個(gè)基本絕緣的一部分)，或是為金屬外殼(它通過恰當(dāng)?shù)慕^緣來和帶電體隔開)。如果絕緣外殼的器具提供了內(nèi)部部件的接地，則認(rèn)為它是I類或01類器具。2.4.601類器具：此類器具在任何部位至少都提供了基本絕緣，并且內(nèi)部集成有接地端子。但所使用的電源線不帶接地導(dǎo)線，且插頭也沒有接地觸腳。2.4.7I類工具：此類工具并不僅僅依靠基本絕緣來防止觸電，還包括一個(gè)附加的安全防護(hù)措施：把可觸及的可導(dǎo)電部件連接到所安裝的的固定導(dǎo)線的防護(hù)性接地導(dǎo)體上，連接的方式能保證在基本絕緣萬一失效的情況下，可觸及的導(dǎo)體部件也不會(huì)變成帶電體。注：此規(guī)定同時(shí)也包括了在電源線中提供保護(hù)性導(dǎo)線。2.4.8II類工具：此類工具并不僅僅依靠基本絕緣來防止觸電，還包括一個(gè)附加的安全防護(hù)措施：如雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣。不提供保護(hù)性接地和不依賴于安裝環(huán)境。注：II類工具可以為以下類型之一：1)工具外殼使用的是經(jīng)久耐用的、物質(zhì)上基本連續(xù)的絕緣材料，除了一些小部件，如螺栓、鉚釘、銘牌等之外，此外殼包住了所有其它的金屬部件。且這些小部件至少通過相當(dāng)于加強(qiáng)絕緣的絕緣防護(hù)和帶電體隔開。這樣的工具就被稱為絕緣包住的II類工具。2)工具帶有物質(zhì)上基本連續(xù)的金屬材料外殼。在工具上全部使用雙重絕緣，除非在被證實(shí)顯然無法使用雙重絕緣的部件上而使用加強(qiáng)絕緣，這樣的工具就被稱為金屬外殼的II類工具。由1)和2)類工具結(jié)合而成的工具。2.4.9II類結(jié)構(gòu)：器具的某個(gè)部份，其防觸電保護(hù)依賴于雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣。2.4.10III類工具：此類工具對(duì)觸電的防護(hù)依靠于在安全超低壓(SELV)范圍的電源，并且在工具內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生超過SELV的電壓。注：對(duì)于設(shè)計(jì)工作在安全超低壓下的器具，如果它內(nèi)部的某部分電路工作的電壓不在安全超低壓的范圍內(nèi)，則不在此劃分范圍內(nèi)，還需符合別的補(bǔ)充要求。2.4.11III類結(jié)構(gòu)：器具的某個(gè)部件，其防觸電保護(hù)依賴于安全超低壓，且在這部分上不會(huì)產(chǎn)生超過安全超低壓的電壓。十.輸入功率和電流：10.1工具在額定電壓和正常工作溫度下的輸入功率和額定輸入功率之間的差值不應(yīng)超過：表1.輸入功率偏差表器具類型額定輸入功率(W)偏差所有器具≤25+20%25<且≤200±10%加熱型器具和組合類器具200<+5%或20W（看何者更大）-10%25<且≤300+20%電機(jī)型器具300<+15%或60W（看何者更大）對(duì)于組合類器具，如果其電機(jī)的輸入功率超過了總的額定輸入功率的50%，則對(duì)電機(jī)型器具的偏差值也適用于組合類器具。注1：如果有疑問的話，請(qǐng)對(duì)電機(jī)單獨(dú)測(cè)量。在輸入功率穩(wěn)定之后，通過測(cè)量來驗(yàn)證對(duì)要求的滿足：—所有能同時(shí)操作的電路都處于操作狀態(tài)—用額定電壓給器具供電—器具在正常操作狀態(tài)下運(yùn)行如果器具的輸入功率在操作循環(huán)中發(fā)生了變化，則從中間取一段較為典型的時(shí)間段，取其平均值作為測(cè)量值。注2：對(duì)于標(biāo)有一個(gè)或多個(gè)額定電壓范圍的器具，需要在每個(gè)范圍的上下限值分別進(jìn)行測(cè)試。如果額定輸入功率的標(biāo)志是和該輸入電壓范圍的中間值對(duì)應(yīng)，在此情況下，在該電壓范圍的中間電壓值下進(jìn)行測(cè)試。3.如果器具所標(biāo)的額定電壓范圍其上下限值和平均值相差超過10%，則表中所給出的允許值適用于所有的范圍極限值。4.對(duì)于電機(jī)型器具和所有額定輸入功率小于等于25W的器具，沒有規(guī)定負(fù)偏差值。10.2如果工具標(biāo)明了額定電流，則工具在額定工作溫度下的電流和額定電流之間的差值不應(yīng)超過表2中所給出的偏差限制值。表2.電流偏差值器具類型額定輸入電流(A)偏差所有器具≤0.2+20%0.2<且≤1±10%加熱型器具和組合類器具1.0<+5%或0.1A（看何者更大）-10%0.2<且≤1.5+20%電機(jī)型器具1.5<+15%或0.30A（看何者更大）在輸入電流穩(wěn)定之后，通過測(cè)量來驗(yàn)證對(duì)要求的滿足：—所有能同時(shí)操作的電路都處于操作狀態(tài)—用額定電壓給器具供電—器具在正常操作狀態(tài)下運(yùn)行如果器具的電流值在操作循環(huán)中發(fā)生了變化，則從中間取一段較為典型的時(shí)間段，取其平均值作為測(cè)量值。注1：對(duì)于標(biāo)有一個(gè)或多個(gè)額定電壓范圍的器具，需要在每個(gè)范圍的上下限值分別進(jìn)行測(cè)試，除非額定電流的標(biāo)志是和該輸入電壓范圍的中間值對(duì)應(yīng)，在此情況下，在該電壓范圍的中間電壓值下進(jìn)行測(cè)試。2.如果器具所標(biāo)的額定電壓范圍其上下限值和平均值相差超過10%，則表中所給出的允許值適用于所有的范圍極限值。3.對(duì)于電機(jī)型器具和所有額定電流小于等于0.2A的器具，沒有規(guī)定負(fù)偏差值。十三.在工作溫度下的泄漏電流和介電強(qiáng)度13.1在工作溫度下，器具的泄漏電流不應(yīng)過大，且需要具有足夠的介電強(qiáng)度。通過條款13.2和13.3的測(cè)試來驗(yàn)證對(duì)要求的滿足。器具在正常操作狀態(tài)下運(yùn)行一段條款11.7所規(guī)定的時(shí)間段。加熱型器具在1.15倍額定輸入功率下運(yùn)行。電機(jī)型器具和組合類器具在1.06倍額定電壓下運(yùn)行。對(duì)于三相器具，如果按照其安裝說明書的說明，也適用于單相電源，則當(dāng)作單相器具進(jìn)行測(cè)試，接線時(shí)把三條線路平行連接。在進(jìn)行測(cè)試前，先把保護(hù)性阻抗和無線電干擾抑制器斷開。13.2用圖G所示的電路來測(cè)量泄漏電流。測(cè)量時(shí)用一塊面積不超過20*10cm的金屬箔來和器具的可觸及絕緣材料表面想接觸，測(cè)量和此金屬箔相連接的可觸及金屬部件與電源的任一極之間的泄漏電流。對(duì)于單相電路，測(cè)量電路的電路圖如下：—對(duì)II類，圖4—對(duì)非II類，圖5選擇開關(guān)置于1和2位置時(shí)都要測(cè)量泄漏電流。對(duì)于3相器具，測(cè)量電路的電路圖如下：—對(duì)II類，圖6—對(duì)非II類，圖7在對(duì)3相器具測(cè)量泄漏電流時(shí)，圖中所示的a、b、c開關(guān)均首先置于“斷”位置，然后用一通兩斷的方式輪流讓3個(gè)開關(guān)接通。對(duì)于預(yù)計(jì)僅使用星型連接工作的器具，不接通中性線。在器具運(yùn)行了條款11.7規(guī)定的一個(gè)時(shí)間段之后，器具上的泄漏電流不應(yīng)超過以下值：—對(duì)0類、01類、III類器具0.5mA—對(duì)便攜式I類器具0.75mA—對(duì)靜態(tài)的I類電機(jī)型器具3.5mA—對(duì)靜態(tài)的I類加熱型器具0.75mA或?qū)ζ骶叩念~定輸入功率乘以0.75mA/KW，取兩者中的大者，但不得超過5mA—對(duì)II類器具0.25mA對(duì)于組合型器具，其泄漏電流允許值可以取加熱型器具和電機(jī)型器具兩種限制值中的較大值，但兩值不可相加。如果器具使用了電容，且所使用的開關(guān)為單極開關(guān)，則在開關(guān)斷開時(shí)也要測(cè)量泄漏電流。如果器具使用了熱控制器，它在進(jìn)行條款11的測(cè)試時(shí)會(huì)動(dòng)作，則在該控制器斷開電路前一瞬間測(cè)量泄漏電流。注：1.把開關(guān)斷開時(shí)進(jìn)行的測(cè)試是為了確定連接在單極開關(guān)后面的電容不會(huì)產(chǎn)生過大的泄漏電流。2.建議使用隔離變壓器進(jìn)行測(cè)試，否則請(qǐng)把變壓器和地隔離開。3.測(cè)試所用的金屬箔應(yīng)取測(cè)試表面的最大可能區(qū)域，但不得超過規(guī)定的尺寸。如果金屬箔的面積小于測(cè)試表面，則移動(dòng)金屬箔以測(cè)試所有的部分。在放置金屬箔的時(shí)候注意不要影響器具的散熱。13.3用頻率為50Hz或60Hz的正弦電壓對(duì)絕緣施加1min。對(duì)單相器具，用圖8所示的連接方式。對(duì)電機(jī)型器具和三相器具，在器具斷開電源后立即測(cè)量泄漏電流。測(cè)試電壓施加在帶電體和用金屬箔覆蓋的可觸及部件、非金屬部件之間。對(duì)于在帶電體和可觸及部件之間有間隔金屬的II類器具，測(cè)試電壓跨加在基本絕緣和附加絕緣上。測(cè)試電壓的電壓值為：—500V，對(duì)于正常使用時(shí)工作在安全超低壓的基本絕緣—1000V，對(duì)其他基本絕緣—2750V，對(duì)附加絕緣—3750V，對(duì)加強(qiáng)絕緣開始時(shí)所加的電壓值不應(yīng)超過測(cè)試電壓的一半，隨后迅速加到全值。在測(cè)試過程中不應(yīng)有擊穿。注：1.如果產(chǎn)生了閃烙，但沒有導(dǎo)致電壓的下降，可以忽略。2.測(cè)試所用的高壓源在輸出電壓調(diào)節(jié)到合適的測(cè)試電壓U后，在輸出端子之間應(yīng)能夠提供一個(gè)短路電流Is。電路的過載脫扣器在低于脫扣電流Ir的任意電流下都不應(yīng)動(dòng)作。用于測(cè)量測(cè)試電壓有效值的電壓計(jì)至少應(yīng)為2.5級(jí)(按IEC51-2標(biāo)準(zhǔn))。在下表中給出了對(duì)應(yīng)于不同測(cè)試電壓時(shí)的Ir和Is值。3.如果隔離變壓器的次級(jí)線圈在中點(diǎn)處未提供抽頭，可以把高壓變壓器的輸出繞組連接到總電阻不超過2000Ω的電位計(jì)的中點(diǎn)，并連通整個(gè)輸出繞組。4.在測(cè)試過程中應(yīng)注意防止高電壓對(duì)電子電路造成過壓。表4.高壓電源的特性最小電流(mA)測(cè)試電壓U(V)IsIrU<40002001004000<=U<10000804010000<=U40201.電流以短路時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量。800VA和400VA的脫扣能量則對(duì)應(yīng)于電壓范圍的上端點(diǎn)。2.在泄漏電流上升至Ir的50%時(shí)，所測(cè)量高壓值的不精確度不應(yīng)超過±3%。十六.絕緣電阻和介電強(qiáng)度16.1工具應(yīng)有足夠的介電強(qiáng)度，器具的泄漏電流不能過大。用第16.2和16.3條的測(cè)試來驗(yàn)證對(duì)要求的滿足。執(zhí)行測(cè)試前，應(yīng)先把保護(hù)性阻抗和帶電體分開。測(cè)試在室溫下進(jìn)行，且測(cè)試時(shí)不用連接電源。16.2對(duì)表5中第1和第3項(xiàng)的測(cè)試使用交流電源，金屬箔的尺寸不超過20*10cm。如有必要的話，則移動(dòng)金屬箔以測(cè)試到表面的所有部分。測(cè)試電壓如下：—對(duì)單相器具：1.06倍額定電壓—對(duì)三相器具：1.06倍額定電壓/3在施加測(cè)試電壓5min后，測(cè)量器具的泄漏電流。泄漏電流不應(yīng)超過以下值：—對(duì)0類，01類，III類器具0.5mA—對(duì)便攜式I類器具0.75mA—對(duì)靜態(tài)I類電機(jī)型器具3.5mA—對(duì)靜態(tài)I類加熱型器具0.75mA或按器具的額定輸入功率乘以0.75mA/KW，取兩者中的大者，但不得超過5mA—對(duì)II類器具0.25mA如果所有的控制器在每一個(gè)極腳都有“關(guān)”位置，則上面這些限制指定應(yīng)加倍。以下情況也如此：—器具除了一個(gè)熱保護(hù)器之外沒有任何其他控制器?；蚴恰械淖詣?dòng)調(diào)溫器，溫度限制器，和能量調(diào)節(jié)器都沒有“關(guān)”位置?；蚴恰骶哂须姶鸥蓴_過濾器。在此種情況下，斷開過濾器時(shí)的泄漏電流不得超過上面規(guī)定的限制值對(duì)于組合類器具，其泄漏電流限制值可以為對(duì)加熱型器具或電機(jī)型器具所規(guī)定值的較大者，但二者不得相加。16.3在進(jìn)行完第16.2條的測(cè)試后，立即用頻率為50或60Hz的正弦波電壓對(duì)器具的絕緣施加1min，測(cè)試電壓值和施加電壓的位置如表5所給。材料為絕緣材料的可觸及部件用金屬箔覆蓋。表5：泄漏電流測(cè)試的測(cè)試電壓測(cè)試電壓值(V)測(cè)試電壓的施加點(diǎn)III類器具III類結(jié)構(gòu)II類器具II類結(jié)構(gòu)其他器具1.在帶電體和可觸及部件之間，可觸及部件用以下絕緣和帶電體分隔的：—僅用基本絕緣—加強(qiáng)絕緣500——3750125037502.對(duì)于具有雙重絕緣的部件，則在僅用基本絕緣和帶電體分隔的金屬部件和以下部件之間：—帶電體—可觸及部件——12502500125025003.在襯有絕緣材料的金屬外殼或罩蓋與貼在絕緣襯里內(nèi)表面的金屬箔之間，如果帶電體和這些金屬外殼或罩蓋之間的穿透絕緣襯墊所測(cè)得的距離小于條款29.1規(guī)定的相應(yīng)電氣間隙?！?50012504.貼在手柄、旋鈕、握持區(qū)域上的金屬襯墊和它們的軸桿之間，如果這些軸桿在絕緣萬一損壞后可能會(huì)變成帶電體1）?！?5002500(1250)5.在可觸及部件和繞有金屬箔的電源線之間，電源線上__v絖廮?金屬箔所繞的位置是電纜護(hù)套、電纜防護(hù)罩、電纜壓板等部件上電纜線的固定處2)3)—250012506.在以下部件和這些點(diǎn)之間：線圈和電容共同的連接點(diǎn)，如果在這樣的點(diǎn)和外部導(dǎo)線的任意端子之間會(huì)產(chǎn)生諧振電壓U—可觸及部件—僅用基本絕緣和帶電體分開的金屬部件4)——2U+10002U+10001)括號(hào)內(nèi)的值適用于I類器具。2)電纜防護(hù)罩的外表明不用包金屬箔。3)用第28.1條中規(guī)定扭矩值的2/3來擰緊電纜壓板的壓緊螺栓。4)本測(cè)試（在線圈和電容的共接點(diǎn)與可觸及部件之間）僅在那些在正常操作時(shí)，會(huì)受到諧振電壓的絕緣處才進(jìn)行。其他部分被斷開而電容被短路。對(duì)于額定電壓不超過130V的器具，1250V的測(cè)試電壓降至1000V。開始時(shí)施加的電壓不超過規(guī)定值的一半，然后迅速升至預(yù)設(shè)值。在測(cè)試中不應(yīng)出現(xiàn)擊穿。注：1.注意金屬箔放置的位置應(yīng)使得閃烙發(fā)生在絕緣的邊緣。2.測(cè)試所用的高壓電源按第13.3條注2的描述。3.對(duì)于即使用了加強(qiáng)絕緣，又使用了雙重絕緣的II類工具，注意在測(cè)試加強(qiáng)絕緣時(shí)，所施加的電壓不會(huì)給基本絕緣或附加絕緣產(chǎn)生過壓。4.如果器具的結(jié)構(gòu)使得無法對(duì)基本絕緣和附加絕緣進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試，則對(duì)該絕緣施加對(duì)加強(qiáng)絕緣的測(cè)試電壓。5.在對(duì)絕緣涂層進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以使用砂袋來把金屬箔壓到絕緣涂層上，砂袋的重量使得壓強(qiáng)約為5KPa。測(cè)試點(diǎn)可以限制在那些看上去比較薄弱之處，如在絕緣涂層下有金屬凸緣處。6.如果實(shí)際可行，對(duì)絕緣襯墊應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試。7.測(cè)試過程中應(yīng)注意不要給電子電路上的元器件造成過壓。二十九.爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離29.1爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離不應(yīng)小于表13中的規(guī)定值（以mm為單位）：如果有諧振電壓產(chǎn)生在繞組和電容的公共連接點(diǎn)與僅通過基本絕緣和帶電體隔開的金屬部件之間，則爬電距離和擊穿距離不得小于對(duì)該諧振電壓所規(guī)定的值，且對(duì)于加強(qiáng)絕緣還需要把這些值增加4mm。通過測(cè)量來驗(yàn)證對(duì)要求的滿足。對(duì)于使用了器具進(jìn)線口的器具，在測(cè)量時(shí)需要先插入一個(gè)合適的連接器。對(duì)于使用X型連接且不要專門準(zhǔn)備導(dǎo)線的器具，則在沒有導(dǎo)線的狀態(tài)下和裝有表11規(guī)定的最大橫截面導(dǎo)線的狀態(tài)下分別進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于其他的器具，按器具交貨時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于使用了皮帶的器具，在拆掉皮帶的狀態(tài)下，和在安裝了皮帶的狀態(tài)分別進(jìn)行測(cè)量。在安裝了皮帶時(shí)，任何用來調(diào)節(jié)皮帶張緊程度的調(diào)節(jié)裝置都設(shè)置在最不利的位置?？梢苿?dòng)部件放置在最不利的位置。非圓頭的螺栓和螺母均假定已被擰緊到最不利的位置。在接線端子和可觸及金屬部件之間的擊穿距離還需要在螺栓或螺母被盡可能擰松的情況下測(cè)量，在此種情況下，擊穿距離不得小于表13規(guī)定值的50%。穿過外部絕緣材料部件上的槽口或開口的距離測(cè)量至和可觸及表面相接觸的金屬箔為止。通過圖1的測(cè)試指把金屬箔塞入角落等類似的地方，但不要塞入開口中。如有必要，在測(cè)量時(shí)可以對(duì)裸導(dǎo)線（加熱元件的導(dǎo)線除外）上的任意點(diǎn)，恒溫器等類似裝置的未絕緣毛細(xì)金屬管上的任意點(diǎn)，或是金屬外殼外部的任意點(diǎn)施加一個(gè)力，以企圖減小爬電距離或擊穿距離。用圖1所示的測(cè)試指來施加該力，力的大小為：—2N：對(duì)于裸導(dǎo)線，恒溫器的未絕緣毛細(xì)金屬管、導(dǎo)電管、器具內(nèi)部的金屬箔等類似的部分—30N：對(duì)于器具外殼注：1.在附錄E中給出了用來測(cè)量爬電距離和擊穿距離的測(cè)量方法。2.擊穿距離測(cè)量時(shí)要越過絕緣墻。如果絕緣墻位于兩個(gè)部件之間，且這兩個(gè)部件并未緊密地聯(lián)結(jié)在一起，則爬電距離和擊穿距離在測(cè)量時(shí)要穿過該結(jié)合點(diǎn)。3.若器具上具有雙重絕緣的部件，但在基本絕緣和附加絕緣之間沒有金屬，則在測(cè)量時(shí)可以看做在兩種絕緣之間有一層金屬箔。4.在估定爬電距離和擊穿距離時(shí)，需要考慮金屬外殼或罩蓋的絕緣襯里。5.用來把器具固定到某個(gè)支架上的裝置應(yīng)當(dāng)為可觸及的。6.表中的規(guī)定值并不適用于電機(jī)繞組的橫跨點(diǎn)。Z1.對(duì)于器具出口處在加強(qiáng)絕緣上的爬電距離和擊穿距離，只要該距離大于5.7mm，則表中規(guī)定的值不適用。Z2.請(qǐng)參考腳注。以下的解釋已由IEC印刷出版并通過了CENELEC的認(rèn)可：對(duì)表13的注釋：對(duì)注4和注5補(bǔ)充以下內(nèi)容：如果滿足以下兩個(gè)條件，則允許該距離為1.0mm：—在板式防護(hù)元件端部的絕緣材料是防起痕的(CTI>250)。該材料可以為氧化鎂粉末或密封材料?！诎迨椒雷o(hù)元件端部的環(huán)境通過一個(gè)罩殼來提供防污物沉積保護(hù)。此罩殼應(yīng)當(dāng)能罩住該元件的端部，但并不一定要和元件相接觸。*通常來說，器具的外殼并不能提供充分的防護(hù)。*如果在該元件的端部固定了一個(gè)帽子或材料為搪瓷或硅橡膠的