直流电机测试方法和常见不良问题的分析

测试方法和常见不良问题的分析一、测试方法1.电机空载转速及电流的测试1）定义：在额定电压下（指要求的加到电机端子上的电压，并不是指电源电压），无负载时的电机每分钟转动的圈数（空载转速）及此时流过端子的电流2）测试方法：使用测速计、胶轮、直流电源，如下连接，参考测试方法：使用电机综合测试仪测试（但要设定范围及电机的冲片槽数，测试数据不准）2.负载转速及电流的测试1）定义：在额定电压下（指要求的加到电机端子上的电压，并不是指电源电压），额定负载时的电机每分钟转动的圈数（负载转速）及此时流过端子的电流（负载电流）2）测试方法：见上图，一般选择胶轮的直径为20mm，如果负载为Mgcm，则所挂砝码的重量则为Mg，同时胶轮上的圈数取决于绳子A处必须松动才行（即砝码的重量必须全部加到轮子上才行）3.堵转力矩和堵转电流的测试1）定义：使电机正好停止转动时的负载力矩Ts即为堵转力测速计电机+-直流电源A矩，此时的电流即为堵转电流Is2）一般采用两点法进行测试，选择两个负载T1及T2，测试此负载下的n1、n2及I1、I2，使用下面的公式计算堵转力矩和堵转电流：Ts=(n2T1-n1T2)/(n2-n1)Is=(I2T1-I2T2)/(T1-T2)+(I1-I2)/(T1-T2)*Ts注意点：T1最好在最大效率点附近，而T2最好在最大功率点附近参考测试方法：可以采用测功计测试（不精确）或者使用扭力计测试（较准）4.窜动量的测试1）定义：转子在电机中沿轴向可以松动的最大的间隙量2）测试方法：使用百分表，电机轴前后最大窜动的位置在百分表上显示的位置分别是A和B,则电机窜动量为B-A5.电流波形1)定义：电机在额定电压下旋转时，流过电机两端子间的电流的变化的波形，可以用示波器进行显示2)测试方法：如图连接，示波器上显示的波形即为电机的电流波形，电容一般为4.7чf的电解电容，如果槽数电机AB为n个，则电机转动一周的完整的波形数为2n个6.K特性的测试1）定义：指电机在不通电的状态下，转子在电机中慢慢转动一周所需要的最大的力，单位一般为gcm，英文名称叫coggingtorque2）测试方法：有两种，一是使用扭力表，如图测试，二是使有测克计7.EC值的测试1）定义：当用外力驱动电机轴以每分钟3000转转动时，在电机的端子上感应到的电压，即为该电机的EC值，也叫反电动势，或逆诱起电压，单位为V2）测试方法：使用EC值测试机，调整转速为3000RPM，电机直流电源示波器+-+-+-扭力表A测克计此时测试马达端子两端的电压，即为EC值，3）定子的EC值：一般是用对应的标准芯（绕线圈数为100圈）组立成马达后马达两端的感应电压即为定子的EC值，目前我们是采用的电机EC值8.电机曲线图的作成如上图所示，电机曲线图一共有四条线1）转速-力矩：为一直线N=N0+KT其中N0为空载转速2）电流-力矩：为一直线I=I0+MT其中I0为无负荷电流3）输出功率-力矩：为一抛物线：P=N*T/97500(T单位为gcm时)=(N0T+K*T**2)/975004）效率-力矩：η=P/UI=（N0T+K*T**2）/(97500U(I0+MT))二、常见不良问题1.电流大不良分析1）电流大的原因：电流大--1.机械磨擦造成：1）轴与轴承（机壳与端盖）2.性能关系1）充磁角度2）电刷与换向器2）压敏E10值小3）冲片与磁条3）充磁中心4）轴与端盖4）绕线阻值5）冲片材质6）换向器组入角度2）分析方法：A)外观有无异常，例，轴承保持部有否倾斜、压伤等B)手指轻轻转动轴，看轴是不昌转动顺畅，感觉有无异物C)分解前进行测试(与装配方面有关的尺寸，如轴承倾斜度、铆封的高低差、小壳的倾斜度、窜动量等)D)测试两端子间的阻值，阻值是否正常，然后再决定要否通电检测E）小心分解电机外观有无异常，包括轴承、轴有无伤，磁石及转子上有无磨擦的痕迹等，有必要时最好使用显微镜进行外观分析，分解时不要破坏碳刷及电刷的形状（最好用开刷工装）F)测试与电流大有关的数据（轴承倾斜，碳刷与换向器的压力、换向器圆度及表面是否光洁等，充磁角度、无有磨擦、多装部品、轴的外径及轴承的内径等）G)如果测试结果正常，再重新组装后看是否正常（轻轻敲打后是否正常）2.窜动量不良分析1）分解前外观有无异常2）轻轻转动轴，看轴是不是转动顺畅，可能是因为电机卡死不动，判定为无窜量3）然后小心分解，外面有无多装或少装部品4）进行测试，与窜量有关的尺寸，与图面进行比较3.声音大不良分析1）声音的种类：滚动音、杂音、尖叫音，还有声音大2）声音产生的原因：电刷与换向器磨擦、轴与轴承磨擦、轴与小壳、轴承与介子，转子窜动时的撞击声、转子转动时的风声、异常的磨擦声，电磁声（火花等）、电机共呜声等等3）可以用共呜箱扩大声音听，基本上可以听出声音源在哪里4）与声音有关的部品有：轴与轴承接触处轴伤、轴圆度不良、轴承孔径伤、轴承圆度、含油率、轴头伤（与小壳接触）,轴承跟着转动、冲磁中心不对导致转子撞击轴承、换向器圆度及光滑度，片间高低差、刷片或碳刷对换向器压力达大或过小，冲磁角度不对造成转速过高、还有介子接触小壳、线碰机壳、胶盖压圈超出轴承面、转子与磁石的间隙过小，还有一些异常的磨控（异物混入，转子片碰磁石）等等4.转速不良分析1）首先是外观，主要是看小壳与机壳的装配是否偏位，有无装护磁圈、有无短路或开路，有无漏电？2）转动轴是否转动顺畅？端子阻值是否正常？3）碳刷是否短路或开路?4）换向器组入角度有无异常？5）充磁角度是否正常？6）转子阻值是否正常？多绕少绕线？绕线方式是否正常？7）机壳的磁石的磁性能是否正常？8）压敏电阻是否正常？E10值是否合乎要求？9）碳刷的含铜量及冲片的材质及冲片的片数，以及冲片的外径10）装配不良或配合不当造成电流大造成的转速不良（如窜量、轴与轴承的配合，轴承倾斜等等）5.负载转速不良分析主要是空载转速正常的状况下的负载转速不良：1）线径用错2）磁石的磁性能、及厚度3）充磁不良4）冲片的材质、外径及冲片的厚度5）碳刷的含铜率6）机壳的厚度及机壳的内径