电机原理和生产工艺

在机械化生产中，从古至今涌现了许多能量之间的转换。人力、畜力、风能、水能、蒸汽能等都曾经作为基础能源被转换成机械能，服务于生产制造业。然而，在电能出现之前，无论哪种能源都无法兼备效率、运输、储存三大优势。电能的转化来源十分广泛，几乎覆盖了所有的能源，同时，也能通过各种途径转变为多种能源，广泛运用于生活、制造、科技领域。电机是通过电磁转换特性，实现电能转变为机械能的一种电磁装置。电机按结构和工作原理可划分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。我们公司的电机大多使用在热泵、燃气的风机，是一种直流电动机。电机原理与生产工艺1.电机工作原理电磁感应定律揭示：a.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。b.处于磁场内的闭合电路的一部分导体通过电流时，导体会受到垂直于自身的磁力。以上两个定律使电磁转换成为可能，我们用a理论制作了发电机，用b理论实现了电动机。2.电机的组成电机整体可分为定子与转子两部分，定子负责励磁，生成磁场；转子于磁场中受力旋转，驱动负载。电机原理与生产工艺2.电机生产工艺流程2.1绕丝线圈在励磁线路中提供电流，在铁心产生磁场，形成NS两个磁极。在三相电机中，绕组电阻平衡率低，会导致输出转矩不平衡，形成局部环流，电机会产生转动异响、抖动、发热严重等问题。直流电机中绕组电阻不平衡，仍会导致电磁两极差异带来的问题。但一般情况下，因为直流电机功率较小，且电阻串联不便量测，多以监控电流为主要参数。绕丝的材质一般为铜丝，表面镀上绝缘层，绝缘层依耐热等级分为不同规格。绕丝机可以设定额定转数，加上绕头槽深不同，可以做到匝数的防呆。控制点：绕丝直径、绝缘等级，绕组电阻±2~3%电机原理与生产工艺2.2绕组定子装配由0.3~0.5mm厚的矽钢片组成的铁芯是优秀的磁导体。铁芯用来产生磁场，其自身接地，因此线圈必须与铁芯绝缘。在线圈自身绝缘的基础上，各线圈槽内用绝缘纸包裹线圈实现绝缘隔挡。最右图中隔相的绝缘纸未能正确安插，仅能靠线圈自身绝缘防护，存在隐患。绕组定子安装完成后，进行绝缘检测和三相波形观察。绝缘和相位不过，都会导致电机不平衡的问题。控制点：绝缘纸安插，绝缘检测，波形观察。电机原理与生产工艺2.3浸漆为进一步提升定子绕组绝缘效果，将缠好的绕组定子浸入绝缘漆中，为提升效果，可采用加压浸漆，之后烘干。浸漆与烘干参数应根据绕丝绝缘等级设定。控制点：浸漆参数，烘干参数2.4机壳安装电磁转换中，气隙指的是静止的磁极和旋转的电枢之间的间隙，气隙的大小，决定磁通量的大小。气隙大，漏磁多，电机效率降低。气隙小，电枢与磁极易干涉，气隙影响较多，并非越小越好。不同的电机有不同的气隙要求。因此，机壳、绕组定子、转子之间的同心度有非常高的要求。控制点：同心度电机原理与生产工艺2.5转子组装转子由轴、轴承、电枢组成。转子的电枢主要介绍两种结构：鼠笼式和永磁式。鼠笼式通过浇铸（铝、铜等）使金属间形成短路环，通过磁场变化感应电流转动，广泛用于交流电机。永磁式通过永磁铁作为电枢，受磁场力转动，多用于低电压直流电机，右图是我司燃气快速的永磁转子。转子的问题大多在同心度与轴承的选择，其影响电机的性能与寿命控制点：同心度。电机原理与生产工艺2.6风机安装电动机驱动风机旋转，除去电机自身特性，最重要的便是风机的动平衡。动平衡决定着风机的产品质量，其主要影响风机的噪声、震动、承载部件寿命、功耗，直接决定用户体验。电机原理与生产工艺精度等级Gg.mm/kg转子类型举例G630630刚性安装的船用柴油机的曲轴驱动件；刚性安装的大型四冲程发动机曲轴驱动件G250250刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件G100100六缸和多缸柴油机的曲轴驱动件。汽车、货车和机车用的（汽油、柴油）发动机整机。G4040汽车车轮、箍轮、车轮整体；汽车、货车和机车用的发动机的驱动件。G1616粉碎机、农业机械的零件；汽车、货车和机车用的（汽油、柴油）发动机个别零件。G6.36.3燃气和蒸气涡轮、包括海轮（商船）主涡轮刚性涡轮发动机转子；透平增压器；机床驱动件；特殊要求的中型和大型电机转子；小电机转子；涡轮泵。G2.52.5海轮（商船）主涡轮机的齿轮；离心分离机、泵的叶轮；风扇；航空燃气涡轮机的转子部件；飞轮；机床的一般零件；普通电机转子；特殊要求的发动机的个别零件。G11磁带录音机及电唱机驱动件；磨床驱动件；特殊要求的小型电枢。G0.40.4精密磨床的主轴、磨轮及电枢、回转仪。动平衡从偏心重量、偏心距及偏心方位来评估风机，从低到高精度见右表。低高3.电机的质量控制总结作为使用电机的用户，我们在进货检验时，根据前言，我们更多的关注电机的电平衡性能和动平衡性能。以下是建议具体检测的项目，因各电机性能不同可酌情选择：3.1外观：引出线端子接线应紧固，不可有松脱现象。壳体完整无缺陷、无裂纹。3.2三相电机应测量三相直流电阻，三相电阻应平衡，相差2~3%单相电机应测量主、副绕组的直流电阻,不平衡值2~3%。3.3测量电机在额定电压下的相位间电流，应符合规格要求。3.4电机应做耐压试验，考验绕组对机壳或相间的绝缘强度。3.5电机空载、堵转试验，空载、堵转耗损应符合标准3.6电机其他异常发热、异味、振动、异响等。电机原理与生产工艺