1、項目5直流電動機及其應(yīng)用,項目5直流電動機及其應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)目標(biāo),直流電動機是電動機的主要類型之一，直流電動機即可作為發(fā)電機使用，也可作為電動機使用。用作直流發(fā)電機，直流發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為直流電能；而作為直流電動機，直流電動機將直流電能轉(zhuǎn)化為機械能，由于其具有良好的調(diào)速性能，在許多調(diào)速性能要求較高的場合，得到廣泛使用；還可做作勵磁機，一般小于10萬千瓦即100MW的單機同步發(fā)電機要用直流發(fā)電機作為勵磁機；用作信號傳遞，直流測速發(fā)電機將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號，直流伺服電動機將控制信號轉(zhuǎn)換為機械信號。,直流電動機,任務(wù)提出,任務(wù)分析,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機

2、的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),直流電動機都是由固定的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(又稱電樞)兩大部分組成，如圖5-1所示，每一部分也都由電磁部分和機械部分組成，以便滿足電磁作用的條件。,圖5-1直流電動機的結(jié)構(gòu)裝配圖,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),5.1.1定子部分,定子的主要部件有主磁極、機座、換向極、端蓋和電刷裝置等部件組成。,5.1.1.1主磁極,主磁極的作用是建立主磁場。主磁極由主磁極鐵芯和套裝在鐵芯上的勵磁繞組構(gòu)成，如圖5-2

3、所示。主磁極鐵芯靠近轉(zhuǎn)子一端的擴大的部分稱為極靴，它的作用是使氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場分布，并使勵磁繞組容易固定。,圖5-2主磁極結(jié)構(gòu),5.1.1.2機座,5.1.1.3換向極,換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個小磁極，如圖5-3所示，它的作用是改善直流電動機的換向情況，使電動機運行時不產(chǎn)生有害的火花。換向極結(jié)構(gòu)和主磁極類似，是由換向極鐵芯和套在鐵芯上的換向極繞組構(gòu)成，并用螺桿固定在機座上。,圖5-3換向極結(jié)構(gòu),5.1.1.4端蓋,5.1.1.5電刷裝置,電刷裝置是電樞電路的引出(或引入)裝置，它由電刷、刷握、刷桿和連線等部分組成，如圖5-4所示，電刷是石墨或金屬石墨組成的導(dǎo)電塊，放在刷

4、握內(nèi)用彈簧以一定的壓力安放在換向器的表面，旋轉(zhuǎn)時與換向器表面形成滑動接觸。,圖5-4四極直流電動機的電刷布置,5.1.2轉(zhuǎn)子部分,直流電動機的轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子，又稱電樞。轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、軸承和風(fēng)扇等，如圖5-5所示。,圖5-5直流電動機的轉(zhuǎn)子,5.1.2轉(zhuǎn)子部分,5.1.2.1電樞鐵芯,電樞鐵芯既是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分；電樞繞組就嵌放在電樞鐵芯的槽內(nèi)。為減少電樞鐵芯內(nèi)的渦流損耗，鐵芯一般用厚0.5mm且沖有齒、槽的型號為DR530或DR510的硅鋼片疊壓夾緊而成，如圖5-6所示。小型電動機的電樞鐵芯沖片直接壓裝在軸上，大型電動機的電樞鐵芯沖片先壓

5、裝在轉(zhuǎn)子支架上，然后再將支架固定在軸上。為改善通風(fēng)，沖片可沿軸向分成幾段，以構(gòu)成徑向通風(fēng)道。,圖5-6直流電樞的鐵芯模型,5.1.2.2電樞繞組,電樞繞組由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電動機的電路部分，也是感生電動勢，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機電能量轉(zhuǎn)換的部分。 線圈用絕緣的圓形或矩形截面的導(dǎo)線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵芯槽內(nèi)，上下層以及線圈與電樞鐵芯之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊，如圖5-7所示。大型電動機電樞繞組的端部通常緊扎在繞組支架上。,圖5-7電樞線圈導(dǎo)體在槽內(nèi)的布置,5.1.2.3換向器,在直流發(fā)電機中，換向器起整流作用，在直流電動機中，換向器起逆變作用，因此換向器

6、是直流電動機的關(guān)鍵部件之一。 換向器由許多具有鴿尾形的換向片排成一個圓筒，其間用云母片絕緣，兩端再用兩個V形環(huán)夾緊而構(gòu)成，如圖5-8所示。每個電樞線圈首端和尾端的引線，分別焊入相應(yīng)換向片的升高片內(nèi)。小型電動機常用塑料換向器，這種換向器用換向片排成圓筒，再用塑料通過熱壓制成。,圖5-8換向器,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,如圖5-9所示是直流電動機的原理圖。直流電

7、動機工作時接于直流電源上，如A刷接電源正極，B刷接電源負(fù)極。電流從A刷流入，經(jīng)線圈abcd，由B刷流出。如圖5-10所示的瞬間，在N極下的導(dǎo)線ab中電流是由a到b；在S極下的導(dǎo)線cd中電流方向由c到d。根據(jù)電磁力定律知道，載流導(dǎo)體在磁場中要受力，其方向可由左手定則判定，其大小為 =Bx Li,圖5-9直流電動機原理圖,任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,導(dǎo)線ab 受力的方向向左，導(dǎo)線cd 受力的方向向右。兩個電磁力對轉(zhuǎn)軸所形成的電磁轉(zhuǎn)矩為逆時針方向，電磁轉(zhuǎn)矩使電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180，換向片2轉(zhuǎn)至與A刷接觸，換向片1轉(zhuǎn)至與B刷接觸。電流由正極經(jīng)換向片2流入，導(dǎo)線dc中電流由d流向c，

8、導(dǎo)線ba中電流由b流向a，由換向片1經(jīng)B刷流回負(fù)極。導(dǎo)線中的電流方向改變了，導(dǎo)線所在磁場的極性也改變了，電磁力及電磁力對轉(zhuǎn)軸所形成的電磁轉(zhuǎn)矩的方向未變，仍為逆時針方向，這樣可使電動機沿一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)下去。 通過換向裝置，使每一極面下的導(dǎo)體中的電流方向始終不變，因而產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩，電樞向一個方向旋轉(zhuǎn)，這就是直流電動機的基本工作原理。,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.3直流電動機的勵

9、磁方式和磁場,5.3.1勵磁方式,直流電動機中有兩種基本繞組，即勵磁繞組和電樞繞組。勵磁繞組和電樞繞組之間的連接方式稱為勵磁方式，不同勵磁方式的直流電動機，其特性有很大的差異，故選擇勵磁方式是選擇直流電動機的重要依據(jù)。 直流電動機的勵磁方式可分為他勵、并勵、串勵和復(fù)勵4類，如圖5-10所示。,圖5-10直流電動機按勵磁方式,5.3.1勵磁方式,勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖5-10(c)所示。勵磁電流與電樞電流相同，數(shù)值較大，因此，串勵繞組匝數(shù)很少，導(dǎo)線較粗。串勵式直流電動機具有很大的啟動轉(zhuǎn)矩，但其機械特性很軟，且空載時有極高的轉(zhuǎn)速，串勵式直流電動機不準(zhǔn)空載或輕載運行。串勵式直流電動機常用于要求

10、很大啟動轉(zhuǎn)矩且轉(zhuǎn)速允許有較大變化的負(fù)載等。,電動機至少有兩個繞組勵磁，其中之一是串勵繞組，其他為他勵(或并勵)繞組，如圖5-10(d)所示。通常他勵(或并勵)繞組起主要作用，串勵繞組起輔助作用。,5.3.1勵磁方式,若串勵繞組和他勵(或并勵)繞組的磁勢方向相同，稱為積復(fù)勵；該型電動機多用于要求啟動轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速變化不大的負(fù)載；由于積復(fù)勵式直流電動機在兩個不同旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)速和運行特性不同，因此不能用于可逆驅(qū)動系統(tǒng)中。若串勵繞組和并勵(或他勵)繞組的磁勢方向相反，稱為差復(fù)勵；差復(fù)勵式直流電動機一般用于啟動轉(zhuǎn)矩小，而要求轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的小型恒壓驅(qū)動系統(tǒng)中；這種勵磁方式的直流電動機也不能用于可逆驅(qū)動系統(tǒng)中

11、。 直流電動機各類繞組接線后，其引出線的端頭要加以標(biāo)記，各繞組線端的符號見表5-1。,表5-1直流電動機各繞組線端的符號,5.3.2直流電動機的磁場,5.3.2.1電樞磁場,直流電動機空載時，電樞電流為零，只有勵磁繞組中存在電流。因此，空載時電動機的氣隙磁場完全由勵磁繞組的電流所產(chǎn)生。 直流電動機帶有負(fù)載時，電樞繞組中有電流通過，電樞繞組的電流也會產(chǎn)生磁場，稱為電樞磁場。 電樞磁場沿電樞表面的分布情況，與電樞電流的分布情況有關(guān)。在直流電動機中，電樞電流的分界線是電刷，在電刷軸線兩側(cè)對稱分布，所以電樞磁場的分布情況與電刷的位置有關(guān)。,5.3.2.2電樞反應(yīng),直流電動機帶上負(fù)載運行后，電樞里有電流

12、流 過，電樞電流產(chǎn)生電樞磁場，電樞磁場的 出現(xiàn)有可能對主極磁場產(chǎn)生影響， 這種影響稱為電樞反應(yīng)。,5.3.2.3直流電動機的電樞電動勢,電樞繞組中的感應(yīng)電動勢稱為電樞電動勢。電樞電動勢是指直流電動機正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電動勢，也就是每個支路里的感應(yīng)電動勢。 直流電動機運行時，其電樞中產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢。,5.3.2.3直流電動機的電樞電動勢,每條支路所含的元件數(shù)是相等的，而每個支路里的元件都是分布在同極性下的不同位置上。這樣，先求出一根導(dǎo)體在一個極距范圍內(nèi)切割氣隙磁通密度的平均感應(yīng)電動勢。再乘以一個支路里總的導(dǎo)體數(shù)，就是電樞電動勢。 一根導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢可通過電磁感應(yīng)定律求得，其表達(dá)式

13、為 式中Bav一個主磁極下的平均氣隙磁通密度。 Bav與每極磁通的關(guān)系為 由此導(dǎo)出,5.3.2.3直流電動機的電樞電動勢,線速度可以表示為 將式(5-3)和式(5-4)代入式(5-1)中可得每根導(dǎo)體的電動勢為 每條支路中的感應(yīng)電動勢為 式中 電動勢常數(shù)， ，當(dāng)電動機做好后僅與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)，N為電樞導(dǎo)體總數(shù)。 磁通的單位為Wb，轉(zhuǎn)速的單位為r/min，感應(yīng)電動勢的單位為V。,5.3.3直流電動機的額定值,每臺電動機機座上都有一塊銘牌，上面標(biāo)有型號和一些數(shù)據(jù)，作為用戶合理選擇和正確使用電動機的依據(jù)，表5-2為一直流電動機銘牌。,表5-2直流電動機的銘牌,5.3.3.1電動機的額定值,(1) 額定

14、功率PN它指在額定運行狀態(tài)下，發(fā)電機向負(fù)載輸出的電功率PN=UNIN，或指電動機軸上輸出的機械功率PN=UNINN。單位為W或kW。 (2) 額定電壓UN它指在額定運行狀態(tài)下，發(fā)電機允許輸出的最高電壓或加在電動機電樞兩端的電源電壓，單位為V。 (3) 額定電流IN它指電動機按規(guī)定的方式運行時，電樞繞組允許流過的最大安全電流，單位為A。 (4) 額定轉(zhuǎn)速nN在額定運行狀態(tài)時電動機的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 (5) 額定勵磁電壓Uf在額定情況下，勵磁繞組所加的電壓，單位為V。 (6) 額定勵磁電流If在額定情況下，通過勵磁繞組的電流，單位為A。,5.3.3.2直流電動機的主要系列,直流電動機的應(yīng)用

15、很廣泛，型號很多，這里僅介紹部分常用系列產(chǎn)品。,(1) Z2系列,(3) ZQ系列,(5) Z一H系列,(2) Z和ZF系列,(4) ZZJ系列,(6) ZT系列,(8) ZU系列,(7) ZA系列,(9) ZW系列,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,5.4.1他勵直流電動機的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動,5.4.1他勵直流電動機的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動,5.4.

16、1.1他勵直流電動機的啟動,電動機的啟動是指電動機接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。電動機在啟動瞬間(n=0)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為啟動轉(zhuǎn)矩Tst，啟動瞬間的電樞電流稱為啟動電流Ist。啟動轉(zhuǎn)矩為 Tst=CT Ist 如果他勵直流電動機在額定電壓下直接啟動，由于啟動瞬間n=0，Ea=0，故啟動電流為 因為電樞電阻Ra很小，所以，直接啟動電流將達(dá)到很大的數(shù)值，通?？蛇_(dá)到(1020)IN。過大的啟動電流會引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)上其他用戶；使電動機的換向嚴(yán)重惡化，甚至?xí)龎碾妱訖C；同時過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機構(gòu)。,5.4.1.1他勵直流電動機的啟動,對直流電動機的啟動，一般有

17、如下要求。 為了限制啟動電流，他勵直流電動機通常采用電樞回路串電阻啟動或降低電樞電壓啟動。無論采用哪種啟動方法，啟動時都應(yīng)保證電動機的磁通達(dá)到最大值。這是因為在同樣的電流下，大則Tst大；而在同樣的轉(zhuǎn)矩下， 大則Ist可以小一些。,(1) 要有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩,(2) 啟動電流要限制在一定的范圍內(nèi),(3) 啟動設(shè)備要簡單、可靠,5.4.1.1他勵直流電動機的啟動,1電樞回路串電阻啟動 電動機啟動前，應(yīng)使勵磁回路調(diào)節(jié)電阻Rst=0，這樣勵磁電流If最大，使磁通最大。電樞回路串接啟動電阻Rst，在額定電壓下的啟動電流為 其中，Rst值應(yīng)使Ist不大于允許值。對于普通直流電動機，一般要求Ist(1.

18、52)IN。 在啟動電流產(chǎn)生的啟動轉(zhuǎn)矩作用下，電動機開始轉(zhuǎn)動并逐漸加速，隨著轉(zhuǎn)速的升高，電樞電動勢(反電動勢)Ea逐漸增大，使電樞電流逐漸減小，這樣轉(zhuǎn)速的上升就逐漸緩慢下來。,5.4.1.1他勵直流電動機的啟動,為了縮短啟動時間，保持電動機在啟動過程中的加速不變，就要求在啟動過程中電樞電流維持不變，因此隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高,應(yīng)將啟動電阻平滑地切除，最后使電動機轉(zhuǎn)速達(dá)到運行值。 實際上，平滑地切除電阻是不可能的，一般是在電阻回路中串入多級(通常是25級)電阻，在啟動過程中逐級加以切除。啟動電阻的級數(shù)越多，啟動過程就越快且越平穩(wěn)，但所需要的控制設(shè)備就越多，投資也越大。如圖5-11所示是采用三級電阻

19、啟動時電動機的電路原理圖及其機械特性。,5.4.1.1他勵直流電動機的啟動,圖中KM為接通電源用的直流接觸器主觸點，KM1，KM2，KM3為啟動過程中切除啟動電阻Rad的三個接觸器的主觸點。,圖5-11他勵直流電動機三級電阻啟動,5.4.1.1他勵直流電動機的啟動,2降壓啟動,5.4.1.2他勵直流電動機的調(diào)速,電力拖動系統(tǒng)的調(diào)速可以采用機械調(diào)速、電氣調(diào)速或兩者配合起來調(diào)速。通過改變傳動機構(gòu)速比的方法稱為機械調(diào)速；通過改變電動機參數(shù)的方法稱為電氣調(diào)速。本節(jié)只介紹他勵直流電動機的電氣調(diào)速。 改變電動機的參數(shù)就是人為地改變電動機的機械特性，從而使負(fù)載工作點發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速隨之變化。可見，在調(diào)速前后，

20、電動機必然運行在不同的機械特性上。如果機械特性不變，因負(fù)載變化而引起電動機轉(zhuǎn)速的改變，則不能稱為調(diào)速。 根據(jù)他勵直流電動機的轉(zhuǎn)速公式,5.4.1.2他勵直流電動機的調(diào)速,1評價調(diào)速的指標(biāo) 評價調(diào)速性能好壞的指標(biāo)由以下4個方面。,(4) 調(diào)速的經(jīng)濟性。 主要指調(diào)速設(shè)備的投資、運行效率及維修費用等。,(1) 調(diào)速范圍:,(3) 調(diào)速的平滑性。 平滑系數(shù)其計算公式為:,(2) 靜差率(相對穩(wěn)定性):,5.4.1.2他勵直流電動機的調(diào)速,2調(diào)速方法 (1) 電樞回路串電阻調(diào)速。 電樞電路串電阻調(diào)速時，保持U=UN，=N不變，調(diào)節(jié)電樞電路所串電阻R ad，即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。調(diào)速過程如圖5-12所示。從圖

21、中可以看出，串入的電阻值越大，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速就越低。,圖5-12電樞串電阻調(diào)速,5.4.1.2他勵直流電動機的調(diào)速,(2) 降低電源電壓調(diào)速。 電動機的工作電壓不允許超過額定電壓，因此電樞電壓只能在額定電壓以下進(jìn)行調(diào)節(jié)。降低電源電壓調(diào)速的原理及調(diào)速過程可用如圖5-13所示的圖形來說明。,圖5-13降低電壓調(diào)速,5.4.1.2他勵直流電動機的調(diào)速,(3) 減弱磁通調(diào)速。 額定運行的電動機，其磁路已基本飽和，即使勵磁電流增加很多，磁通也增加很少，從電動機的性能考慮也不允許磁路過飽和。因此，改變磁通只能從額定值往下調(diào)，調(diào)節(jié)磁通調(diào)速即是弱磁調(diào)速，其調(diào)速原理及調(diào)速過程可用圖5-14說明。弱磁調(diào)速時，保持U=U

22、N，電樞電路不串附加電阻，通過調(diào)節(jié)勵磁回路的附加電阻，減小勵磁電流，使磁通下降，從而實現(xiàn)調(diào)速。,圖5-14減弱磁通調(diào)速,5.4.1.3他勵直流電動機的反轉(zhuǎn),5.4.1.4他勵直流電動機的制動,根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩Tem和轉(zhuǎn)速n方向之間的關(guān)系，可以把電動機分為兩種運行狀態(tài)。當(dāng)Tem與n方向相同時，稱為電動運行狀態(tài)，簡稱電動狀態(tài)；當(dāng)Tem與n方向相反時，稱為制動運行狀態(tài)，簡稱制動狀態(tài)。電動狀態(tài)時，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，電動機將電能轉(zhuǎn)換成機械能；制動狀態(tài)時，電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，電動機將機械能轉(zhuǎn)換成電能。 在電力拖動系統(tǒng)中，電動機經(jīng)常需要工作在制動狀態(tài)。例如，許多生產(chǎn)機械工作時，往往需要快速停車或者有高速運行迅

23、速轉(zhuǎn)為低速運行，這就要求電動機進(jìn)行制動。因此，電動機的制動運行也是十分重要的。 他勵直流電動機的制動有能耗制動、反接制動和回饋制動3種方式，下面分別加以介紹。,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,1能耗制動 如圖5-15所示是能耗制動的接線圖。能耗制動是把正在作電動運行的直流電動機從電網(wǎng)上切除，同時在電樞回路中串入一個制動電阻Rad，形成一個閉合的回路。能耗制動時串入的制動電阻Rad越小，起始制動轉(zhuǎn)矩越大，制動越迅速，但不能太小，否則會制動轉(zhuǎn)矩和制動電流將超過允許值。一般直流電動機的最大電流應(yīng)限制在2.5IN以內(nèi)。,圖5-15能耗制動接線圖,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,初始制動時，因為

24、磁通保持不變、電樞存在慣性，其轉(zhuǎn)速n不能馬上降為零，而是保持原來的方向旋轉(zhuǎn)，于是n和Ea的方向均不改變。但是，由Ea在閉合的回路內(nèi)產(chǎn)生的電樞電流IaB卻與電動狀態(tài)時電樞電流Ia的方向相反，由此而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩TemB也與電動狀態(tài)時Tem的方向相反，變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，于是電動機處于制動運行。制動運行時，電動機靠生產(chǎn)機械慣性力的拖動而發(fā)電，將生產(chǎn)機械儲存的動能轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在電阻上，直到電動機停止轉(zhuǎn)動為止，所以這種制動方式稱為能耗制動。 能耗制動時的機械特性，就是在U=0、=N、R=Ra+RB條件下的一條人為機械特性，即,或,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,可見，能耗制動時的機械特性是一條通過

25、坐標(biāo)原點的直線，其理想空載轉(zhuǎn)速為零，特性的斜率 ，與電動狀態(tài)下電樞串電阻RB時的人為特性的斜率相同，如圖5-16所示直線BC。,圖5-16能耗制動時的機械特性,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,2反接制動 反接制動分為電壓反接制動和倒拉反接制動兩種。 (1) 電壓反接制動。 電壓反接制動時的接線圖如圖5-17所示。開關(guān)投向電動側(cè)時，電樞接正極性的電源電壓，此時電動機處于電動狀態(tài)運行。,圖5-17電壓反接制動接線圖,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,進(jìn)行制動時，開關(guān)投向制動側(cè)，此時電樞回路串入制動電阻RB后，接上極性相反的電源電壓，即電樞電壓由原來的正值變?yōu)樨?fù)值。此時，在電樞回路內(nèi)，U與Ea

26、順向串聯(lián)，共同產(chǎn)生很大的反向電流 反向的電樞電流IaB產(chǎn)生很大的反向電磁轉(zhuǎn)矩TemB，從而產(chǎn)生很強的制動作用，這就是電壓反接制動。 電動狀態(tài)時，電樞電流的大小由UN與Ea之差決定，而反接制動時，電樞電流的大小由UN與Ea之和決定，因此反接制動時電樞電流是非常大的。,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,為了限制過大的電樞電流，反接制動時必須在電樞回路中串接制動電阻RB。RB的大小應(yīng)反接制動時電樞電流不超過電動機的最大允許值Imax=(22.5)IN，因此應(yīng)串入的制動電阻值為 比較式(5-19)和式(5-17)可知，反接制動電阻值要比能耗制動電阻值約大一倍。 電壓反接制動時的機械特性就是在U=UN

27、， =N ，R=Ra+RB條件下的一條人為特性，即,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,可見，其特性曲線是一條通過n0點，斜率為 的直線，如圖5-18所示線段bc。,圖5-18電壓反接制動時的機械特性,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,(2) 倒拉反轉(zhuǎn)反接制動。 倒拉反接制動是指電動機在電動狀態(tài)勻速提升重物時，突然在電樞回路中串入一個足夠大的制動電阻Rad，使電動機由上升轉(zhuǎn)為下放的狀態(tài)?？刂齐娐泛蜋C械特性如圖5-25所示。倒拉反轉(zhuǎn)反接制動只適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。 如圖5-19所示為正向電動狀態(tài)(提升重物)時電動機的各物理量方向，此時電動機工作在固有特性如圖5-19所示上的a點。如果在電樞回

28、路中串入一個較大的電阻RB，便可實現(xiàn)倒拉反轉(zhuǎn)反接制動。,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,圖5-19倒拉反轉(zhuǎn)反接制動,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,反接制動的特點： 1) 電樞電壓反接制動過程中，制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低的變化較小，制動較強烈。在電 動機靜止不動時，也存在制動轉(zhuǎn)矩。 2) 制動過程中，要從電網(wǎng)吸收大量電能，電樞反接制動到轉(zhuǎn)速為零時，不及時切斷 電源，靠電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機會反向起動。 3) 適用的場合：倒拉反接制動適用于位能勝負(fù)載低速下放重物。電樞電壓的反接制動用于要求電機迅速停轉(zhuǎn)或迅速反轉(zhuǎn)的場合，前者為穩(wěn)定的制動運行，而后者卻為過渡性的制動過程。,5.4.1.4他勵

29、直流電動機的制動,(3) 回饋制動。,5.4.1.4他勵直流電動機的制動,回饋制動的特點： 1) 回饋制動在nn0時出現(xiàn)，在調(diào)速過程中不需改變接線，電動機從電動狀態(tài)自然轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)運行，線路簡單，實現(xiàn)容易。 2) 回饋制動時直流電動機變成直流發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行，它將系統(tǒng)存儲的機械能轉(zhuǎn)變成電能回饋給電網(wǎng)。由于有功率回饋到電網(wǎng)，因此與能耗制動和反接制動相比，故回饋制動節(jié)省能源，經(jīng)濟性好。 除以上兩種回饋制動穩(wěn)定運行外，還有一種發(fā)生在動態(tài)過程中的回饋制動過程。電動機在電動運行狀態(tài)下，由于某種條件的變化(如帶位能性負(fù)載下降、降壓調(diào)速等)，使電樞轉(zhuǎn)速n超過理想空載轉(zhuǎn)速n0，則進(jìn)入回饋制動。,5.4

30、.1.4他勵直流電動機的制動,回饋制動時，轉(zhuǎn)速方向并未改變，而nn0，使EaU，電樞電流Ia0反向，電磁轉(zhuǎn)矩Tem0也反向，為制動轉(zhuǎn)矩。制動時n未改變方向，而Ia已反向為負(fù)，電源輸入功率為負(fù)；而電磁功率亦小于零，表明電機處于發(fā)電狀態(tài)，將電樞轉(zhuǎn)動的機械能變?yōu)殡娔懿⒒仞伒诫娋W(wǎng)，故稱回饋制動。 圖5-20是帶位能負(fù)載下降時的回饋制動機械特性。,圖5-20回饋制動機械特性,5.4.2串勵直流電動機的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動,5.4.2.1串勵電動機的啟動、調(diào)速和反轉(zhuǎn),5.4.2.2串勵電動機的制動,對于串勵電動機，若不考慮剩磁，只有n趨于無窮大時，才能出現(xiàn)Ea=U，要使EaU，顯然無法實現(xiàn)。雖然電動機中

31、存在少量的剩磁，但要使EaU，轉(zhuǎn)速將高達(dá)不能允許的數(shù)值，故串勵電動機不存在回饋制動狀態(tài)。串勵電動機只有能耗制動和反接制動兩種制動方法，下面分別進(jìn)行分析。,5.4.2.2串勵電動機的制動,圖5-21串勵電動機的他勵式能耗制動,圖5-22串勵電動機的自勵式能耗制動,5.4.2.2串勵電動機的制動,圖5-24串勵電動機倒拉反轉(zhuǎn)反接制動,圖5-23串勵電動機的電壓反接制動,5.4.3復(fù)勵直流電動機的的啟動、調(diào)速與制動,5.4.3復(fù)勵直流電動機的的啟動、調(diào)速與制動,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)

32、和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.5無刷直流電動機,傳統(tǒng)有刷直流電動機的優(yōu)點：機械特性線性，調(diào)節(jié)特性線性，調(diào)速和啟動性能好，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，廣泛用于驅(qū)動和伺服系統(tǒng)。缺點是有電刷和換向器，會產(chǎn)生火花，引起干擾和噪聲。 無刷直流電動機是一種用電子換向的小功率直流電動機，又稱無換向器電動機、無整流子直流電動機。用電子開關(guān)電路和位置傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)電動機中的電刷和換向器，既有普通有刷電動機的調(diào)速特性，又克服了電刷和換向器帶來的缺點。這種電動機結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，沒有火花，電磁噪聲低，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、計算機外圍設(shè)備和高級家用

33、電器。因為無刷電動機是通過電子線路進(jìn)行控制和運行，可稱為電子運行電動機。而電子換向器代替機械換向器，又稱為電子換向式電動機ECM(Electronically Commutated Motor)。,任務(wù)5.5無刷直流電動機,5.5.1無刷直流電動機的基本組成環(huán)節(jié),無刷直流電動機由同步電動機和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。,同步電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。而轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。,驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；

34、接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。,5.5.1無刷直流電動機的基本組成環(huán)節(jié),5.5.2電動機本體,5.5.2電動機本體,定子繞組一般為對稱多相(3相、4相或5相)。當(dāng)電動機接上電源后，電流流入繞組，產(chǎn)生磁勢，該磁勢與轉(zhuǎn)子磁場相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電動機帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)。電動機轉(zhuǎn)動起來后，便在繞組中產(chǎn)生反電勢，吸收一定的電功率并通過轉(zhuǎn)子輸出一定的機械功率，從而實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為機械能。要求繞組能流過一定的電流，產(chǎn)生足夠的磁勢并得到足夠的轉(zhuǎn)矩。且結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠。對稱多相繞組可以接成星形和封

35、閉形。各相繞組分別與電子開關(guān)線路中的相應(yīng)晶體管相連接。 繞組分為集中繞組和分布繞組。繞組由許多線圈連接而成。線圈稱為繞組元件。 轉(zhuǎn)子由永久磁鐵按一定極對數(shù)(2p=2，4，6等)組成，在電動機氣隙中建立足夠的磁場，包括永磁體、導(dǎo)磁體和支撐部件。,5.5.3位置傳感器,5.5.4電子開關(guān)線路,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.6車用直流起動機,5.6.1起動機的組成及其分類,圖5-25起動機的

36、組成,圖5-26起動機的外形,5.6.1起動機的組成及其分類,圖5-27起動機的型號,5.6.1起動機的組成及其分類,1) 產(chǎn)品代號：QD、QDJ和QDY分別表示起動機、減速式起動機和永磁式起動機。 2) 電壓等級代號：1代表12V；2代表24V。 3) 功率等級代號：含義見表5-3。 例如：QD124表示額定電壓為12V，功率為12kW，第四次設(shè)計的起動機。,表5-3功率等級代號,5.6.2起動機用直流電動機,5.6.2.1直流電動機的工作原理,直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置。它是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用而發(fā)生運動的原理工作的。如圖5-28所示，在直流電動機的電刷A、B上外加

37、直流電壓，這時線圈中將有電流流過，其流向由電刷Bdcba電刷A，于是載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用，形成力矩(稱電磁轉(zhuǎn)矩)使線圈轉(zhuǎn)動。由左手定則可以確定，電磁轉(zhuǎn)矩使線圈順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180時，線圈中的電流雖然改變了方向，即從a到d，但線圈在磁場中的位置也相應(yīng)發(fā)生了改變，電磁轉(zhuǎn)矩方向也就不變，使線圈仍按原來的順時針方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。,圖5-28直流電動機工作原理,5.6.2.2直流電動機組成,起動機的直流電動機主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成，如圖5-29所示。,圖5-29起動機用直流電動機結(jié)構(gòu),1定子,定子俗稱磁極，作用是產(chǎn)生磁場，分勵磁式和永磁式兩類。為增大轉(zhuǎn)矩，汽車起動機通常

38、采用四個磁極，兩對磁極相對交錯安裝，定子與轉(zhuǎn)子鐵芯形成的磁力線回路如圖5-30所示，低碳鋼板制成的機殼是磁路的一部分。,圖5-30電動機磁路,1定子,(1) 勵磁式定子。 勵磁式電動機定子鐵芯為低碳鋼，鐵芯磁場要靠繞在外面的勵磁繞組通電建立。為使電動機磁通能按設(shè)計要求分布，將鐵芯制成如圖5-31所示的形狀，并用埋頭螺釘緊固在機殼上。勵磁繞組由扁銅帶(矩形截面)繞制而成，其匝數(shù)一般為610匝；銅帶之間用絕緣紙絕緣，并用白布帶以半疊包扎法包好后浸上絕緣漆烘干而成。,圖5-31勵磁式電動機定子,1定子,勵磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)，故稱串勵式電動機。具體連接如圖5-32所示，先將勵磁繞組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞

39、(轉(zhuǎn)子)繞組串聯(lián)。,圖5-32串勵式電動機內(nèi)部線路,1定子,(2) 永磁式定子。,2轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子俗稱電樞，由電樞軸、鐵芯、電樞繞組和換向器等組成。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。典型起動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖5-33所示。 轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動端制有螺旋形花鍵，用以套裝傳動機構(gòu)中的單向離合器。 轉(zhuǎn)子與定子鐵芯氣隙，普通起動機一般為0.50.8mm，減速型起動機一般為0.40.5mm。,圖5-33起動機轉(zhuǎn)子,3電刷端蓋,4驅(qū)動端蓋,驅(qū)動端蓋如圖5-34所示。上有撥叉座和驅(qū)動齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉的軸銷孔。為了避免電樞軸彎曲變形，一些起動機裝有中間支撐板。端蓋及中間支撐板上的軸承多用青銅石墨軸承或鐵基含油軸承。軸承

40、一般采用滑動式，以承受起動機工作時的沖擊性載荷。,圖5-34起動機用電刷及支架,5.6.2.3直流電動機特性,直流電動機按勵磁方式可分為永磁式和電磁式兩大類，電磁式按勵磁繞組與電樞繞組的連接關(guān)系又可分并勵式、串勵式和復(fù)勵式3種，如圖5-35所示為幾種電動機的機械特性，即電動機輸出轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。,圖5-35直流電動機機械特性比較,5.6.3起動機的傳動機構(gòu),一般起動機的傳動機構(gòu)是指包括驅(qū)動齒輪的單向離合器。減速起動機的傳動機構(gòu)還包括減速裝置。驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合一般是靠撥叉強制撥動完成，如圖5-36所示。 常見起動機單向離合器的結(jié)構(gòu)主要有滾柱式、彈簧式和摩擦片式3種。,圖5-36起動

41、機驅(qū)動齒輪嚙合過程,5.6.3.1滾柱式單向離合器,5.6.3.1滾柱式單向離合器,圖5-37滾柱式單向離合器,圖5-38滾柱式單向離合器工作原理,5.6.3.2彈簧式單向離臺器,5.6.3.2彈簧式單向離臺器,圖5-39彈簧式單向離合器,5.6.3.3摩擦片式單向離合器,圖5-40摩擦片式單向離合器,5.6.3.3摩擦片式單向離合器,5.6.4起動機的控制機構(gòu),起動機控制機構(gòu)也叫操縱機構(gòu)。下面介紹廣泛使用的電磁操縱強制嚙合式起動機控制機構(gòu)的組成和工作過程。,5.6.4.1組成,電磁操縱式起動機電路原理圖及符號如圖5-41所示?？刂茩C構(gòu)由電磁開關(guān)、撥叉等組成，電磁開關(guān)由吸拉線圈、保持線圈、活動

42、鐵芯、固定鐵芯、主開關(guān)接觸盤及復(fù)位彈簧等組成。其中吸拉線圈與電動機串聯(lián)，保持線圈與電動機并聯(lián)?；顒予F芯可驅(qū)動撥叉運動。又可推動接觸盤推桿。,圖5-41電磁操縱式起動機電路原理,5.6.4.2工作過程,控制機構(gòu)作用過程如下所述。 (1) 起動機不工作時，驅(qū)動齒輪處于與飛輪齒輪脫開嚙合位置，電磁開關(guān)中的接觸盤與各接觸點分開。 (2) 將啟動開關(guān)接通時，蓄電池經(jīng)啟動控制電路向起動機電磁開關(guān)通電，其電流回路為： 此時，吸拉線圈和保持線圈磁場方向相同。,5.6.4.2工作過程,(3) 發(fā)動機啟動后，飛輪轉(zhuǎn)動線速度超過了起動機驅(qū)動小齒輪的線速度，單向離合器打滑，避免了電樞繞組高速甩散的危險。 (4) 松開

43、啟動開關(guān)時，啟動控制電路斷開，但電磁開關(guān)內(nèi)吸拉線圈和保持線圈通過仍然閉合的主開關(guān)得到電流，其電流回路為： 因吸拉線圈和保持線圈磁場方向相反，相互削弱，活動鐵芯在復(fù)位彈簧作用下迅速回位，使驅(qū)動小齒輪脫開嚙合，主開關(guān)斷開，起動機停止工作，啟動結(jié)束。 常見的電磁開關(guān)按開關(guān)與鐵芯的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和分離式兩種。,相關(guān)知識,任務(wù)5.1直流電動機的結(jié)構(gòu),任務(wù)5.2直流電動機的工作原理,任務(wù)5.3直流電動機的勵磁方式和磁場,任務(wù)5.4直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速,任務(wù)5.5無刷直流電動機,任務(wù)5.6車用直流起動機,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,任務(wù)5.7典型汽車電動機控制電路,5.7.1啟動系控制電路

44、,常見的啟動系控制電路有：開關(guān)直接控制、繼電器控制和啟動復(fù)合繼電器控制3種。,開關(guān)直接控制是指起動機由點火開關(guān)或啟動按鈕直接控制。啟動功率較小的汽車(如長安奧拓微型轎車、天津夏利轎車)常用這種控制形式。起動機電磁開關(guān)形式，如圖5-42所示。 開關(guān)直接控制啟動系電路如圖5-43所示。,5.7.1啟動系控制電路,圖5-42起動機電磁開關(guān)形式,圖5-43開關(guān)直接控制啟動系電路,5.7.1啟動系控制電路,啟動繼電器控制是指用啟動繼電器觸點控制起動機電磁開關(guān)的大電流，而用點火開關(guān)或啟動按鈕控制繼電器線圈的小電流。啟動繼電器的作用就是以小電流控制大電流，保護(hù)點火開關(guān)，減少起動機電磁開關(guān)線路壓降。,為了在發(fā)

45、動機啟動后。使起動機自動停轉(zhuǎn)并保證不再接通起動機電路，解放CA1092及東風(fēng)EQ1092等汽車采用了具有安全驅(qū)動保護(hù)功能的啟動復(fù)合繼電器控制啟動系。啟動復(fù)合繼電器由啟動繼電器和保護(hù)繼電器兩部分組成，啟動繼電器的觸點是常開的，控制起動機。,5.7.2汽車發(fā)電機控制電路,5.7.3直流電動機的故障及維護(hù),5.7.3.1直流電動機常見的故障與處理方法,直流電動機和其他電動機一樣，在使用前應(yīng)按產(chǎn)品使用說明書認(rèn)真檢查，以避免發(fā)生故障、損壞電動機和有關(guān)設(shè)備。在使用直流電動機時，應(yīng)經(jīng)常觀察電動機的換向情況，還應(yīng)注意電動機各部分是否有過熱情況。 在運行中，直流電動機的故障是多種多樣的，產(chǎn)生故障的原因較為復(fù)雜，

46、并且互相影響。 當(dāng)直流電動機發(fā)生故障時，首先要對電動機的電源、線路、輔助設(shè)備和電動機所帶負(fù)載進(jìn)行仔細(xì)的檢查，看它們是否正常，然后再從電動機機械方面加以檢查，如檢查電刷架是否有松動、電刷接觸是否良好、軸承轉(zhuǎn)動是否靈活等。,5.7.3.1直流電動機常見的故障與處理方法,直流電動機常見的故障與處理方法見下表5-4(部分)。,5.7.3.2直流電動機修理后的檢查和實驗,直流電動機拆裝、修理后，必須經(jīng)檢查和實驗后才能使用。 1檢修項目 檢修后欲投入運行的電動機，所有的緊固元件應(yīng)擰緊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活。此外還應(yīng)檢查下列項目。 (1) 檢查出線是否正確，接線是否與端子的標(biāo)號一致，電動機內(nèi)部的接線是否有碰觸轉(zhuǎn)動

47、的部件。 (2) 檢查換向器的表面。應(yīng)光滑、光潔、不得有毛刺、裂紋、裂痕等缺陷。換向片間的云母片不得高出換向器的表面，凹下深度為11.5mm。 (3) 檢查刷握。刷握應(yīng)牢固而精確地固定在刷架上，各刷握之間的距離應(yīng)相等，刷距偏差不超過1mm。,5.7.3.2直流電動機修理后的檢查和實驗,(4) 檢查刷握的下邊緣與換向器表面的距離、電刷在刷握中裝配的尺寸要求、電刷與換向片的吻合接觸面積。 (5) 電刷壓力彈簧的壓力。一般電動機應(yīng)為1217kPa；經(jīng)常受到?jīng)_擊振動的電動機應(yīng)為2040kPa。一般電動機內(nèi)各電刷的壓力與其平均值的偏差不應(yīng)超過10%。 (6) 檢查電動機氣隙的不均勻度。當(dāng)氣隙在3mm以下

48、時，其最大容許偏差值不應(yīng)超過其算術(shù)平均值的20%；當(dāng)氣隙在3mm以上時，偏差不應(yīng)超過算術(shù)平均值的10%。測量時可用塞規(guī)在電樞的圓周上檢測各磁極下的氣隙，每次在電動機的軸向兩端測量。,5.7.3.2直流電動機修理后的檢查和實驗,2實驗項目 (1) 絕緣電阻測試對500V以下的電動機，用500V的搖表分別測各繞組對地及各繞組與繞組之間的絕緣電阻，其阻值應(yīng)大于0.5M。 (2) 繞組直流電阻的測量采用直流雙臂電橋來測量，每次應(yīng)重復(fù)測量三次，取其算術(shù)平均值。測得的各繞組的直流電阻值，應(yīng)與制造廠或安裝時最初測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，相差不得超過2% (3) 確定電刷中性線常采用的方法有以下3種。,5.7.3.

49、2直流電動機修理后的檢查和實驗,(4) 耐壓實驗在各繞組對地之間和各繞組之間，施加頻率為50Hz的正弦交流電壓。施加的電壓值為：對1kW以下、額定電壓不超過36V的電動機，加500V+2倍額定電壓，歷時1min不擊穿為合格；對1kW以上、額定電壓在36V以上的電動機，加1 000V+2倍額定電壓，歷時1min不擊穿為合格。 (5) 空載試驗應(yīng)在上述各項試驗都合格的條件下進(jìn)行。將電動機接入電源和勵磁，使其在空載下運行一段時間，觀察各部位，看是否有過熱現(xiàn)象、異常噪聲、異常振動或出現(xiàn)火花等，初步鑒定電動機的接線、裝配和修理的質(zhì)量是否合格。,5.7.3.2直流電動機修理后的檢查和實驗,(6) 負(fù)載試驗

50、一般情況可以不進(jìn)行此項試驗。必要時可結(jié)合生產(chǎn)機械來進(jìn)行。 負(fù)載試驗的目的是考驗電動機在工作條件下的輸出是否穩(wěn)定。對于發(fā)電機主要是檢查輸出電壓、電流是否合格；對電動機，主要是看轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等是否合格。同時，檢查負(fù)載情況下各部位的溫升、噪聲、振動、換向以及產(chǎn)生的火花等是否合格。 (7) 超速試驗?zāi)康氖强己穗妱訖C的機械強度及承受能力。一般在空載下進(jìn)行，使電動機超速達(dá)120%的額定轉(zhuǎn)速，歷時2min，機械結(jié)構(gòu)沒有損壞及沒有殘余變形為合格。,任務(wù)實施,(1)汽車起動機的基本結(jié)構(gòu),常見汽車起動機的基本結(jié)構(gòu)如圖5-44所示。,圖5-44汽車起動機的基本結(jié)構(gòu),(2) 起動機拆解和清洗,1) 首先將待修起動機外部

51、的塵污、油污清除。 2) 拆下連接片與電磁開關(guān)，取下電磁鐵芯。 3) 拆下防塵箍，用鋼絲鉤子提起電刷彈簧取出電刷(共4只)。 4) 拆下起動機貫穿螺栓，使后端蓋、起動機外殼、電樞分離。 5) 取下?lián)懿嬷С袖N，取下驅(qū)動端蓋、撥叉與轉(zhuǎn)子總成。 6) 用專用工具拆下止推座圈，取下驅(qū)動齒輪、單向離合器。各總成是否繼續(xù)進(jìn)一步分解，應(yīng)視具體情況而定。 7) 對分解的零部件進(jìn)行清洗。清洗時，對所有的絕緣部件，只能用干凈布蘸少量汽油擦拭，其他機械零件均可放入汽油、煤油或柴油中洗刷干凈并涼干。,(3) 起動機主要部件的檢測,1) 直流電動機的檢修。,(3) 起動機主要部件的檢測, 磁場繞組(定子)的檢查如圖5-

52、45所示。 磁場繞組斷路的檢查 磁場繞組搭鐵的檢查 磁場繞組短路的檢查：可用2V直流電進(jìn)行接線，如圖5-46所示。,圖5-45磁場繞組斷路及搭鐵的檢查,圖5-46磁場繞組短路的檢查,(3) 起動機主要部件的檢測, 電樞繞組(轉(zhuǎn)子)的檢查。 短路檢驗：如圖5-47所示。 斷路檢驗：如圖5-48所示。 使用萬用表對電樞繞組搭鐵的檢查：用電阻R10K擋檢測，如圖5-49所示。,圖5-47電樞短路檢驗操作圖,圖5-48電樞斷路檢驗操作圖,圖5-49檢測電樞軸與電樞繞組之間的絕緣電阻,(3) 起動機主要部件的檢測,使用萬用表對電樞繞組的短路檢查：用電阻R1擋檢查換向器和電樞鐵芯之間是否導(dǎo)通，如圖5-50所示。如有導(dǎo)通現(xiàn)象，說明電樞繞組搭鐵，應(yīng)更換電樞。