直流电机的维护保养

直流电机的维护保养

针对直流电机换向变差的问题，短期维护和预防性维护的基本方法一般可以从碳刷的选用、数量的配置、布置、日常检查、更换等方面改善电机运行状况。

1．短期维护

水泥企业现场工况条件比较恶劣，如维护保养不当，就会出现直流电机换向变差的情况。根据现场实际工况条件优选碳刷，正确调整碳刷，可以使电机恢复正常的换向，确保电机的正常运行。

(1)碳刷的选用

碳刷的选用应综合其材料类别、电阻系数、密度、允许电流密度、允许速度、抗弯强度、硬度等技术参数进行优选。

如一台Z450-4B直流电机，额定功率700kW，额定电流1240A，最高转速1400r/min。该电机实际负荷为90％额定值，原随机配备的某牌号碳刷，在使用中表面油化，换向器表面出现黑色碳膜，碳刷磨损消耗很大，使用寿命不足1个月。经分析，选拜了一种电阻系数、密度、抗弯强度、允许电流密度及线速度较之原来均有提高的碳刷（表1）。磨合后，换向器表面重新形成良好的氧化膜，碳刷使用寿命达到了半年左右。

表1

(2)碳刷数量的最优配置

直流电机中碳刷数量应满足国标规定的负荷能力。按照《Z系列中型直流电动机技术条件》ZBK23 001-89中的要求，金属轧机用直流电动机应能承受如下连续过载：①在额定电压、转速下，带115％额定负载连续运行；②在额定电压、转速、负载连续运行之后，紧接着以125%额定负载运行2h。

如某Z400-4B直流电机，额定功率400kW，额定电流715A。电机共有4个刷握杆，每个刷握杆上安装了6只碳刷，碳刷表面尺寸为

25mm×32mm。那么碳刷设计工作面积（cm2）为：

单只碳刷表面积×每个刷握杆上的碳刷数量×电机极对数=

25×32×6×2=9600mm2=96cm2

在125%额定负载下，碳刷的工作电流密度为：

715A×l.25÷96cm2=9.3A/cm2，在碳刷理论最佳工作电流密度8～

12A/cm2的范围内。但在实际使用中，该电机最大负荷电流仅为600A，也就是说，该电机碳刷最大工作电流密度为：600A=96cm2=6.25A/cm2。远低于碳刷理论最佳工作电流密度的下限值8A/cm2。

碳刷工作电流密度过小，会造成电机换向器表面出现线状和槽状刻痕，缩短换向器的车削处理周期，缩短电机的使用寿命。反之，碳刷工作电流密度过大，则会造成碳刷及换向器表面发热、换向火花大。如表2对碳刷数量进行调整后，有效地避免了换向器表面的现状和槽状刻痕现象。

表2

(3)碳刷的布置

直流电机换向器刷握杆上的碳刷一般是平均布置的。但在需要对碳

刷数量进行调整时，就必须重新布置。图1中，直流电机刷握杆上装有8只碳刷，如需减少碳刷使用数量，则要依次去掉1#、8#、2#、7#轨道的碳刷。如果换向器表面出现线状和槽状刻痕，或局部有烧灼痕迹，为了改善换向，应把碳刷移到空闲且状况较好的轨道上。

(4)刷架中心线的调整

电机制造厂一般把碳刷定位在磁极几何中性线上，进行两个转动方向的调整。在我们水泥厂，电机的转动方向是单一的。在这种情况下，可以适当调整碳刷刷架，来改善特定方向的换向状况，减小甚至消除换向火花。

刷架中心线的调整应仔细，并做好相应的标记。刷架每次移动不得超过2mm，调整后需在正常负荷下运行至少5min，以确定刷架调整位置是否适当。如果换向状况变好，则以此为基点再进行微调，每次在正常负荷下至少运行5min，直到找到最佳换向状态。

如果在第一次调整后，换向状况变差，则需向相反方向调整刷架。对直流电机来说，沿电枢旋转方向移动刷架，会减少换向补偿效果；反之，如果逆着电枢旋转方向移动刷架，则换向补偿作用加强。

如果刷架调整对换向没有明显的改善，则应该把碳刷刷架移回到初始标记位置上。

2.预防性维护

短期维护的一些方法可以排除直流电机出现的突发性换向故障，但为了保证直流电机长期稳定、可靠的运行，预防性的、周期性的维护是必要的。

定期检查和维护可以降低电机的故障维护费用并保持电机的良好运行状态。表3是直流电机的定期维护计划表，也可以根据直流电机的实际运行情况和工况条件适当修改。

表3

为了保持直流电机良好的换向性能，应从以下几个方面对碳刷进行日常检查、更换。

(1)确认碳刷辫螺丝是紧固的，刷辫不影响碳刷的自由运动；

(2)确保碳刷辫不接触到电机内部非绝缘部分；

(3)检查碳刷能否在刷握内自由移动，弹簧的位置必须正确，功能正常；

(4)刷握离换向器表面的距离应一致；

(5)碳刷换型时，必须同时更换所有的碳刷，不允许不同牌号、材质的碳刷混用。

(6)在调整或更换碳刷前后，必须跟踪观察电机的运行状况；

(7)更换的碳刷应适合换向器表面曲线。

对换向器表面的清洁，应使用干燥纯净的压缩空气吹扫，不能使用任何液体溶剂，它们会造成换向器表面、云母、玻璃无纬带等材料的烧蚀。工业酒精也应尽量避免使用。

换向器玻璃无纬带中渗入污物后，其片间电压作用于污物上，电流流过，造成发热、烧灼，烧焦的无纬带在自身缠绕张力的作用下易断裂，引起内部器件的损坏。为此，一旦发现无纬带烧焦、燃烧，就必须予以更换。

换向器有轻微条纹或凹槽，可以采取研磨或抛光方式处理。可用干

净粗布擦拭换向器，有利于形成和保持换向器氧化膜。

当换向器表面异常粗糙，有较深的条状、槽状磨痕，换向时噪声很大，换向火花严重，或者出现碳刷磨损加剧，则需要对换向器进行车削处理。

直流电梯调速平滑、运行舒适，是高速或超高速电梯广泛应用的拖动系统，但其配套的直流发电机和直流电动机的日常维修和故障处理却比一般交流电机繁杂。正确的判断和处理故障是提高电梯运行效率的有效途径之一，本文根据维修中所遇到的较典型问题加以简述。

1 换向器火花大

1.1 现象

电刷下的火花超过所允许的火花等级（1.5级），换向器和电刷过热。

1.2 原因

①电刷位置不在中性线上。②换向器表面不光洁、凸凹不平、槽中的云母片突出。③电刷架上碳精在圆周上的分布不等分，电刷间电流分配不均匀，刷握松动，电刷与刷握内框配合太紧。④电刷的牌号、尺寸不符，质量不好。⑤电刷和换向器接触不良，电刷压力大小不均。⑥换向磁极绕组接反或短路。⑦电机过载，电枢绕组短路或接地，换向片脱焊。⑧电机底脚松脱产生振动。

1.3 处理方法

1．3．1 调整电刷中性线位置

（a） 将电刷粗调至位于对应的两只主磁极中间（即对应换向磁极）位置。(b)按图精调中线，如图1(请点击）。

在电枢静止时，将一中间指零的毫伏表（也可用万用表mV档替代）接到相邻两组电刷上，电机的他激励磁绕组通过开关K接到1.5～3V的直流电源上，当开闭开关K即交替通、断励磁绕组的电流时因电枢内产生感应电势其毫伏表的指针会左右偏摆，将整个电刷框架在换向器圆周方向左右慢慢移动，直到毫伏表指针不再摆动为止，此时刷架的位置就是电刷的中性位置。按经验，为了进一步改善换向、减轻火花，还可顺发电机旋转方向偏移1～1.5片换向片进行微调。

1．3．2 清理换向器

用00号玻璃砂布打磨换向器表面，保证其光洁度，若表面过于粗糙或凸凹严重时，应在车床上进行精车，其光洁度不应低于Ra3.2。 1．3．3 调整更换电刷

(a) 调整刷架的相对位置，保证刷架相互等分，同一刷臂上的刷握应在一条直线上。

(b) 调整各电刷的压力应在0.015～0.025MPa之内，且与换向器表面接触良好。

? 换电刷时应使牌号、尺寸、质量与原电刷相符。电梯直流电机电刷一般选用DS-14。

1．3．4 检查磁极极性

如图2所示（请点击），用指南针验证主磁极和换向极的极性顺序，当顺着电机旋转方向时：发电机为n-N-s-S；电动机为n-S-s-N。 1．3．5 用绝缘摇表检查绕组是否接地

用毫伏表测量换向器相邻换向片之间的直流电压判断有否短路（短路时电压为零）。

1．3．6 用毫伏表测量电枢换向器的换向片间电压是否呈周期性变化 如出现某两片之间电压很大，说明该处有脱焊现象，须重焊。

2 直流发电机电压低

2．1 现象

直流发电机端电压低于额定电压，严重时不能发出电压。

2．2 原因

①发电机的励磁绕组（电机接成他励励磁）中没有励磁电压或励磁电压低于额定值，其励磁绕组回路接触不良或断路。②反激磁场绕组自始至终接在电路中未断开。③电刷不在正常位置，电刷接触不良，换向器云母槽中有炭末。④电枢绕组、电刷及连接线等有短路、断路或接地。⑤发电机转速较额定转速低。⑥换向磁极绕组接反。⑦过载。

2．3 处理方法

①用万用表检查励磁绕组（如图3端子号F1、F2）（请点击）本身的通断情况和电阻值（与正常值进行比较），测量输入励磁绕组的励磁电压（该电压由可控硅整流输出）是否正常。②反激磁场绕组（去磁绕组，如图3端子号Q1、Q2）的正常接入时间只能在电梯减速制动的适当时刻接入，从而起削弱主磁场通改善制动舒适感的作用。③用指南针验证换向极极性。④检查处理绕组的短路、断路、接地等故障。⑤检查处理发电机转速过低和过载故障。

H1、H2-电枢端子；F1、F2-并励绕组（在发电机铭牌上是并励绕组；使用在电梯上接成他励绕组）；W1、W2-他励绕组（发电机铭牌上是他励绕组，在单相可控硅励磁快速电梯系统上不接线；在三相可控硅励磁快速电梯系统上：“上海电梯厂”的产品此绕组用作检修速度；“天津电梯厂”的产品此绕组不接线）；Q1、Q2-去磁绕组（反激磁场绕组）；C1、C2-串励绕组（串励绕组在电梯上不接线）。

3 直流电动机转速异常

3．1 现象

直流电动机转速过高（或过低）。

3．2 原因

①直流发电机输至直流电动机的电枢电压过高（或过低），使电动机转速升高（或降低），从而提高（或降低）了电梯的运行速度。②直流电动机的励磁电压低（或高）于额定值，产生弱（强）励磁，使电动机转速升高（或降低）。③电刷不在中性线上。④电机过载引起电机转速降低。⑤电枢绕组及连线中有短路或接地等故障。

3．3 处理方法

①测量直流电动机的电枢电压（如图4端子号H1、H2）（请点击），找出电压过高或过低的原因，并采取措施排除。②测量直流电动机的励磁电压和电流（如图4端子号W1、W2），其电压和电流应符合铭牌数据。励磁电压高于额定值时电机转速低，反之形成弱励磁转速升高。③调整电刷应在中性位置。④排除电机过载和绕组短路、接地等故障。

4 电机电枢冒烟

4．1 原因

①电机长期过载，电机温升超过容许温升。②换向器或电枢短路，产生短路电流。③负载短路产生电流增加。④扫膛（电枢和定子相摩擦）。

⑤电动机端电压过低，输出力矩降低。

4．2 处理方法

①检查电机长期过载的原因：电梯曳引机是否抱轴和机械卡阻。②检查负载短路处，一般要检查电机正、负电刷架的两个刷架有否电气搭连，换向器的云母槽是否被电刷碳末填充而短接，电枢绕组绝缘是否破损而造成短路。③测量电枢和定子间的气隙是否均匀，检查轴承（尤其是滑动轴承）的磨损情况，排除扫膛。④电动机端电压过低可以测量发电机输出电压的高低来判断。

5 电机正反转方向的火花不一样

5．1 现象

电机运转时，两个旋向的火花不一致。

5．2 原因

① 电刷不在中性位置。②电刷架上各电刷臂之间的距离不等分。 5．3 处理方法

① 检查调整电刷的中性位置。②电刷架在空间的相对位置应等分、对称，使之在换向器的圆周上等距离。

6 换向器片烧焦发黑

6．1 现象

电机换向器圆周上，每隔一定角度（例如磁极为4极时，则相隔180°）的换向片烧焦发黑，清除后仍是这几片发黑。

6．2 原因

①发黑烧焦的换向片与电枢绕组之间的焊接不良。②与这些换向片联接的电枢绕组有断路故障。③连接到这些换向片上的均压线焊接不良或有断路故障。

6．3 处理方法 对症处理

7 电机振动

7．1 现象

电机有不正常的振动和响声。

7．2 原因

①电机的地基不平，电机安装不符合要求。②电机轴颈与轴套间隙过小或过大。③轴承装配不好或轴承本身质量差。④电机轴弯曲、转子变形，扫膛。⑤电机的频繁正、反转使转子上的平衡块甩出或脱落，造成电机平衡超差。

7．3 处理方法

①找平地基，重新安装调整电机水平度。②滑动轴承的轴颈与铜套的间隙过大，不能形成油楔，影响轴颈的悬浮力而造成“拍轴”。间隙过小则产生研磨，一般来说，轴颈和轴套的间隙取0.05～0.1mm之间比较合适。③检查滚动轴承本身的质量和装配质量。④测量电枢和定子的间隙，排除扫膛。⑤将电枢上动平衡块复原，必要时进行动平衡校验。

8 机壳漏电

8．1 原因

①电机绕组绝缘电阻过低。②进出线头碰壳。③接地装置不良。④绝缘损坏碰壳。

8．2 处理方法

①用500V摇表测试电机绕组绝缘电阻，其值不应低于0.5MΩ，低于此值应对绕组进行干燥处理，使其恢复绝缘电阻值。②排除进出线碰壳故

障。③摇测接地电阻，其值不大于4Ω，检查接地保护装置。④当电机绝缘有损坏时，应局部修复或重绕绕组。

直流电机与交流电动机的区别

直流电机与交流电动机的区别 区别就是驱动电源的种类不同，交流电机是交流，直流电机是直流。 交流电机是定子所形成的旋转磁场在转子上感应出电势后产生的旋转动力。 转速一般是固定的转速。但由于其结构简单，供电电源方便，所以大量使用于工业企业中。小到家用冰箱洗衣机吸尘器，大到机床，等等，都使用交流电机。 直流电机的定子是一个固定磁场，直流电通过转子的电刷在其周围形成变化的磁场，从而在定子内转动。 由于交流比较容易获得，比较容易输送，所以目前我们所使用的电动机械大部分都是交流电机驱动的，交流电机应用更广泛一些。 直流电机是磁场不动，导体在磁场中运动；交流电机是磁场旋转运动，而导体不动. 直流电动机分为定子绕组和转子绕组.定子绕组产生磁场.当通直流电时.定子绕组产生固定 极性的磁场.转子通直流电在磁场中受力.于是转子在磁场中受力就旋转起来.直流电机构造 复杂.造价高. 交流电动机分定子绕组和转子导体.转子导体形状像鼠笼，导体与导体之间用硅钢片.有的交流电动机转子也有绕组. 三相异步电动机的旋转原理 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，三相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场，定子绕组产生旋转磁场后，转子导体（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向旋转起来。一般情况下，电动机的实际转速低于旋转磁场的转速不同步。为此我们称三相电动机为异步电动机。 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。 交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。异步电动机按照定子相数的不同分为单相异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。三相异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等。

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, 直流电源 电机测速计 参考测试 方法：使 用电机综 合测试仪测试（但誨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M gem,则所挂舷码的重量则为M g,同时胶 轮上的圈数取决于绳子A处必须松动才行（即祛码的重 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

矩，此时的电流即为堵转电流Is 3)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nl> n2及II、12,使用下而的公式计算堵 转力矩和堵转电流： Ts=(n2Tl-nlT2)/(n2-nl) I S=(I2T1-I2T2)/(T1-T2)+(I1-I2)/(T1-T2)*T S 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-A 电机 5.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qf的电解电容，如果槽数为n 个，则 电机转动一周的完整的波形数为2n个

直流电机与交流电机的区别

直流电机与交流电机的区别 电动机的作用是将电能转换为机械能。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。 (一) 交流电动机及其控制 交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。异步电动机按照定子相数的不同分为单项异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。三相异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等优点，广泛应用于工农业生产中。 1. 三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机的构造也分为两部分：定子与转子。 （1）定子： 定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁心、定子绕组和机座组成。 （2）转子： 转子是重点掌握的部分，转子有两种，鼠笼式与绕线式。掌握他们各自的特点与区别。鼠笼式用于中小功率（100K以下）的电动机，他的结构简单，工作可靠，使用维护方便。绕线式可以改善启动性能和调节转速，定子与转子之间的气隙大小，会影响电动机的性能，一般气隙厚度为之间。 掌握定子绕组的接线方法。 2. 三相异步电动机的工作原理 掌握公式n1=60f/P、S=(n1-n)/n1、n=(1-S)60f/P，同时明白它们的意义（很重要），要能够灵活运用这些公式，进行计算。同时记住：通常电动机在额定负载下的转差率SN约为。书上的例题要重点掌握。 3. 三相异步电动机铭牌上的数据 （1）型号：掌握书上的例子。 （2）额定值：一般了解，掌握额定频率和额定转速，我国的频率为50赫兹。（3）连接方法：有Y型和角型。 （4）绝缘等级和温升：掌握允许温升的定义。 （5）工作方式：一般了解。 4. 三相异步电动机的机械特性 掌握额定转矩、最大转矩与启动转矩的关系。书上的公式要掌握并能灵活运用进行计算。同时记住以下内容： （1）在等速转动时，电动机的转矩必须和阻转矩相平衡。 （2）当负载转矩增大时，最初瞬间电动机的转矩T（3）一般三相异步电动机的过载系数是. （4）电动机刚启动时n=0,s=1.

电机控制器检测标准

电机控制器检测试验标准 1、环境条件 1.1实验环境条件： 1.1.1温度在-20℃-40℃。 1.1.2相对湿度在10%-75%之间。 1.2使用环境条件： 1.2.1当环境温度在-20℃-80℃时，控制器能按规定的定额运行。 1.2.2在相对湿度不超过100%情况下能正常工作，即控制器表面产生凝露时也可正常工作。 2、实验检查项目 2.1机械尺寸及外观检测 2.1.1按照产品的设计图纸，检查控制器外形和安装尺寸是否符合要求，外观是否整洁无损伤，表面是否贴有检验标识和铭牌，字迹内容要求清晰无误。 2.1.2控制器出线铜排表面平整，安装牢固可靠，整齐无污渍。 2.2基本性能检测 2.2.1控制器可在规定的电压和电流下正常运行。 2.2.2控制器应可以使无刷直流电机实现怠速、正反转运行、调速等基本功能的控制。 2.3各种保护功能及信号输出检测 2.3.1过温检测：当控制器在超过规定温度时自动停止运行，并在温度降低到允许值时才可以继续运行。 2.3.2过流检测：当控制器的母线或相线电流超过允许值时应能自动断电保护并发出报警信号。 2.3.3过压检测：当控制器的输入电压超过其最大输入电压时自动发出报警信号。 2.3.4欠压检测：当控制器的输入电压低于其最小输入电压时自动报警信号。 2.3.5堵转检测：在电机堵转超过规定时间时，控制器应停止对电机输出电流，并发出报警信号。 2.3.6霍尔故障检测：当电机的位置传感器输出异常信号时，控制器应停止对电机输出电流，并发出报警信号。 2.3.7加速器信号异常检测：当控制器检测到加速踏板在上电时的信号异常时禁止对电机

输出，并发出报警信号。 2.3.8刹车断电：当控制器检测到刹车信号输入时停止对电机输出。 2.3.9刹车复位：当控制器发生过温、过压、欠压、堵转、霍尔故障、加速器信号异常等故障后，检测到故障消失且有刹车信号输入后即可复位。 2.3.10速度输出信号：控制器应能根据电机转速的变化而输出对应的脉冲信号。 保护系统检验按照GB/T 3859.1-1993的6.4.13的要求进行。 6. 4.13保护系统的检验 保护系统检验主要包括各种过电流保护装置的过流整定；快速熔断器和快速开关的正确动作}各种过电压保护设施（如避雷器、浪涌过电压抑制器、重复过电压阻容吸收器等）的正确工作，装置冷却系统的保护设施（如风速、流量、水压等继电器）的正常动作，作为安全操作的接地装置和开关的正确设置以及各种保护器件的互相协调。 由于变流器保护系统形式繁多，因而不可能提出一个通用的检验规则。总的要求是，保护系统的检验应尽可能在不使变流器各部件受到超过其额定值冲击的条件下进行。出厂试验时保护系统动作的检验不包括那些动作时会发生永久性损坏的器件（如熔断器），因而，本标准6.4. 13.1规定的b、c两种试验除非有专门的规定，否则不是必须进行的。整个变流器系统过电流保护设旅性能的检验，可根据产品技术条件的规定进行。而熔断器的保护性能，则只有在认为有十分必要时，由供需双方商定，按有关规定进行。 6.4.13.1过电流保护检验 a．持续过电流保护检验 本试验可与6.4.3额定电流试验同时进行。调整限流元件（如过电流继电器或自动开关等）的整定值使与产品技术条件的规定值相符，如果设备中采用了保护变流器免受过电流冲击的控制系统，则其性能也应检验； b．直流侧短路保护检验 在直流侧做人为短路，检验快速熔断器和快速开关等保护器件的正确动作， c．交流侧短路保护检验 在电路臂做人为短路，检验交流侧保护器件的正确动作。 6. 4.13.2过电压保护检验 装置过电压（见5.7.8.3）的测量一般可使用高频示波器，其频率响应须在40 MH：以上，有条件时，可与同步开关及峰值电压表配合使用，测量数据以示波器为准。 a．分合闸引起的浪涌过电压保护措施的检验

直流无刷电机反电动势过零检测方法汇总

直流无刷电机反电动势过零检测方法 一般的永磁无刷直流电机是由三相逆变桥来驱动的，根据转子位置的不同，为了产生最大的平均转矩，在一个电角度周期中，具有6个换相状态。在任意一个时间段中，电机三相中都只有两相导通，每相的导通时间间隔为120°电角度。例如，当A相和B相已经持续60°电角度时，C相不导通。这个换相状态将持续60°电角度，而从B相不导通，到C相开始导通的过程，称为换相。换相的时刻取决于转子的位置，也可以通过判断不导通相过零点的时刻来决定。通过判断不导通相反电动势过零点，是最为常用也最为适合的无位置传感器控制方法。 反电动势过零点的检测方法是，通过测量不导通相的端电压，与电机的绕组中点电压进行比较，以得到反电动势的过零点。但对于小电枢电感的永磁无刷直流电机，在许多情况下，绕组中点电压难以获取，并且需要使用电阻分压和进行低通滤波，这样会导致反电动势信号大幅地衰减，与电机的速度不成比例，信噪比太低，另外也会给过零点带来更大的相移。 与上面的方法相比，更为常用的是虚拟中点电压法。假设A相和B相导通，则A和B两相电流大小相等，方向相反，C相电流为零，则根据永磁无刷直流电机数学模型有

根据上述方程，将不导通相的端电压与所计算的虚拟中点电压进行比较，也可以获得反电动势的过零点。这种方法十分简单，实现也比较方便。但是，由于无刷直流电机按一定频率进行PWM斩波控制，其计算出的虚拟中点电压也会随着PWM的高低电平而发生相同频率的在电源和地电平之间的变化。这样，就会带来极大的共模电平和高频噪声，会影响反电动势过零点检测的精确性。同样，和中点比较法一样，这种方法也必须要对绕组端电压进行分压和低通滤波。 这样，在一个PWM周期中，电枢绕组相电流就必然存在断续状态。速度提高时，电枢绕组中会产生峰峰值极大、频率很高的反电动势。由于以上特点，一些普遍采用的BLDC无位置传感器的控制方法均不适合。现有的无位置传感器的控制方法，如端电压检测法和转子位置估计法等，将很难得到良好的控制效果，其理由如下所述： 首先，无刷直流电机要求在电机转速提高的过程中，采用现有的端电压与中点电压比较的方法，要对三相绕组进行分压阻容滤波，计算出不导通相反电动势的过零点，再延后一定时间进行换相。但是，这样得到的反电动势过零点会因为无刷直流电机转速提高而产生过大的相移，导致当检测到反电动势过零点后，真正的换相点已经过去，从而造成换相失误。另外，现有的转子位置估计法，在高速时必须以极高的采样频率对永磁无刷直流电机中多个物理量进行测量，然后运行复杂的算法估计出转子位置，这样即使采用主频较高的控制器，也很难实时得到精确的位置信号。并且，随着电机转速的提高，位置估计算法难以及时地计算出当前电机转子的位置情况，对于转速范围较大的情况，无位置传感器的检测难以实现。 其次，现有的无刷直流电机无位置传感器的控制方法一般只适用于绕组相电流不存在断续状态的情况。而当永磁无刷直流电机电枢电感较小时，在一个PWM 周期中，则可能出现绕组相电流断续状态。当相电流从续流状态向断流状态突变时，由于三相逆变桥中功率管的寄生电容和电枢绕组中的电感和电阻相互作用，端电压会存在二阶阻尼振荡过程。在振荡过程中，将检测到的电枢绕组端电压应用于无位置传感器的换相中，会得到不正确的结果。 因此，使用现有的无位置传感器的控制方法，应用于小电枢电感的磁悬浮飞轮用无刷直流电机上，都无法得到良好的控制效果。

直流电动机与交流电动机的比较

直流电动机与交流电动机的比较 【摘要】本文着重介绍了直流电机与交流电机的不同点，旨在提高工程中对电机的识别和选择的能力，提高实践教学中教师的理论水平。 【关键词】绕组；电磁转矩；直线 电机是一种将电能与机械能进行相互转换的电磁装备，在自动控制系统中，它作为一种将电压信号或电流信号转变为转轴的角速度或角位移输出的执行元件，应用日益广泛。 根据电源性质的不同，电机分为直流电动机和交流电动机，两者的工作原理及力矩产生的方式基本相同，其输出功率一般为0.1～10kW。两者都具有调速范围宽、机械特性和调节特性好、无自转现象、动态响应快等特点。但两者比较起来除了各自的应用场合不同外，还有以下四个方面的不同。 一、结构 要实现能量转换，电路和磁场之间必须有相对运动，所以旋转电机就要具备静止的定子和转动的转子两大部分。 直流电机的定子由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。其中主磁极的铁心通常由硅钢片冲制叠压而成，特别是永久式直流伺服电机的定子上安装由永久磁钢制成的磁极，经充磁后产生气隙磁场。直流伺服电机的转子由电枢铁芯和电枢绕组、换向器等组成。 交流电机的定子由定子铁芯、定子绕组和机座组成，定子铁芯中安放着两种绕组，一相作为励磁绕组，另一相作为控制绕组[1]。转子由转子铁芯、转子绕组和转轴组成，其中笼形转子用高电阻率的导电材料（如黄铜等）制造。这是因为转子电阻越大，Sm减小，转速可调范围D就越大。 二、控制方法 对于直流电机，有电机学公式[2]， 电枢电流和电磁转矩的关系为 两式结合得： 由此可知，在电磁转矩不变的情况下，改变电枢电压或励磁磁通，都可以改变电机的转速。通过改变电枢电压来控制电机转速的方法称为电枢控制；通过调节磁通来控制转速的方法称为磁极控制。 对于交流电机，控制包括启动、制动和调速等，这里只分析调速。 电机学中， 可知，异步电动机有下列三种基本调速方法： 1.改变定子极对数p调速。 2.改变电源频率f调速。 3.改变转差率s调速。 特别的是在伺服电机如单相异步电机，可以改变励磁绕组和控制绕组的电压幅值和两者之间的相位来可以改变电机的磁场的大小、方向和形状，这样也可以达到控制电机的效果。 三、静态特性 电机的静态特性（static characteristics）包括机械特性[3]和调节特性。提前说明的是这里所做的分析都是假设磁路趋于饱和（非饱和），电刷位于几何中心线，气隙磁通恒定的条件下进行的。

电机检验标准

电机检验标准 1.0 目的规范电机检验作业，确保电机各项性能以质量达到标准要求，杜绝不合格产品进仓、出厂。1.1 总装好的电动机要进行试验，主要验证电动机性能是否符合有关标准和技术条件的要求;设计和制造上是否存在影响运行的各种缺陷;另外，通过对试验结果的分析，从中找出改进设计和工艺、提高产品质量的途径。 2.0 范围适用于公司的电机检验作业。 3.0 定义/参考3.1 《过程和产品的 测量和控制程序》3.2 《不合格品控制程序》4.0 作业流程生产车间(产品送检) 品管课(检验) 检测结果评审检验结果填报《检验报告单》 PQC 加强监督控制判定合格入库返工处理品管课(异常反馈单) 不合格5.0 检验项目生产部门按生产工单号进行生产，生产完工的产品置于…待检?区，并通知品管课检验员进行检测。5.1 检验实施品管课检验员接到通知后按照生产工单号，即前往…待检? 区，核对产品的品名、型号规格、数量、批号等。了解任务期限，准备好记录表格和检测工具，随后进行检验。5.2 检验方式检验员对所有组装的电机全检。5.3 检验程序、方法与要求5.3.1 检验员根据生产部门的生产工单单号进行检验工 作。5.3.2 。产品检验程序和方法、要求见《电机检测基准》5.4 检验的工具、性能要点及故障处理5.4.1 检测的工具万用表、电桥、耐压仪、游标、电机检测台等。5.4.2 对外观符合要求的电机:其引出线端子、接线应紧固，不可有松脱现象。5.4.3 三相电机应测量三相直流电阻，三相电阻应平衡;单相电机应测量主、副绕组的直流电阻。5.4.4 所有电机都应做耐压试验，考验绕组对机壳或相间的绝缘强度。5.4.5 所有电机都应做空载、堵转试验。其三相电流应平衡，其空载、堵转损耗应符合标准。5.4.6 检测时出现以下情况停止做下一步试验，应排除故障: 接线端子、接线螺帽未紧，三相直流电阻不平衡超过平均值?5，耐压试验时击穿、闪络，三相空载、堵转电流过大、过小、不平衡值超过 10,、损耗过大，电

直流电动机分类

直流电动机分类 直流电动机按结构及工作原理可划分：（1）无刷直流电动机和（2）有刷直流电动机。 （1）无刷直流电动机：无刷直流电动机是将普通直流电动机的定子与转子进行了互换。其转子为永久磁铁产生气隙磁通：定子为电枢，由多相绕组组成。在结构上，它与永磁同步电动机类似。无刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同．在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等)．绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同．可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。由于电动机本体为永磁电机，所以习惯上把无刷直流电动机也叫做永磁无刷直流电动机。 （2）有刷直流电动机可划分：（2、1）永磁直流电动机和（2、2）电磁直流电动机。 （2、1）永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 （2、1、1）稀土永磁直流电动机：体积小且性能更好，但价格昂贵，主要用于航天、计算机、井下仪器等。

（2、1、2）铁氧体永磁直流电动机：由铁氧体材料制成的磁极体,廉价，且性能良好，广泛用于家用电器、汽车、玩具、电动工具等领域。 （2、1、3）铝镍钴永磁直流电动机：需要消耗大量的贵重金属、价格较高，但对高温的适应性好，用于环境温度较高或对电动机的温度稳定性要求较高的场合。 （2、2）电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 （2、2、1）串励直流电动机：电流串联，分流，励磁绕组是和电枢串联的，所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成，他的匝数较少。 （2、2、2）并励直流电动机：并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。 （2、2、3）他励直流电动机：励磁绕组与电枢没有电的联系，励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。

直流电机的转速检测及电路设计

摘要 在电气时代的今天，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了十分广泛的应用。 系统主要功能是：AT89C51单片机接受霍尔传感器传来的脉冲信号，单片机根据外部中断，以及内部定时器进行计数计算出电机转速送到LED并显示，外部装有蜂鸣器电路，在超速或低俗过低都会停止电动机，蜂鸣器发音，显示器不显示，从实用角度看，评价一个系统实用价值的重要标准，就是这个系统对社会生活和科技观念有多大的贡献。 本设计以单片机为核心设计一个电动机转速测定及数据显示控制系统，要求对转速范围在0-3000r/min的直流调速电动机进行测量并显示，转速数据显示精度要达到转速个位数，有转速高、低限报警提示。本设计使用6V直流电机。将霍尔传感器产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行计数，调用计算公式计算出转速，调用显示程序在LED上，其主要内容是单片机部分主要完成电机转速的测量，LED显示部分主要是把转速显示出来，显示范围在0-3000r/min之间。 本设计主要研究直流电机的控制和测量方法，效率高，电路简单，使用也比较广泛，测速系统采用集成霍尔传感器敏感速率信号，具有频率响应快、抗干扰能力强等特点。从而对电机的控制精度、响应速度以及节约能源等都具有重要意义。 关键词：单片机霍尔IC传感器 , DAC0832 直流电动机转速流程图 A/D 和D/A转换器

目录 摘要 (2) 第一章：引言 (5) 第二章：系统功能分析 (7) 2.1 系统功能概述 (7) 2.2 系统要求及主要内容 (7) 2.3 系统技术指标 (7) 第三章：系统总体设计 (8) 3.1 硬件电路设计思路 (8) 3.2 软件设计思路 (9) 第四章：硬件电路设计 (8) 4.1 单片机描述 (12) 4.1.1 AT89C51引脚及作用 (12) 4.1.2 ULN2003引脚图及功能 (13) 4.2 外围电路设计 (14) 4.2.1时钟电路 (14) 4.2.2复位电路 (14) 4.2.3测速电路 (15) 4.2.4报警电路 (16) 4.2.5显示电路 (16) 4.2.6 74HC573引脚图及功能 (18) 第五章：软件电路设计 (20)

直流无刷电机与永磁同步电机区别

通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子，在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制方式。 两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。最后明确一个概念，无刷直流电机的所谓“直流变频”实质上是通过逆变器进行的交流变频，从电机理论上讲，无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似，应该归类为交流永磁同步伺服电机；但习惯上被归类为直流电机，因为从其控制和驱动电源以及控制对象的角度看，称之为“无刷直流电机”也算是合适的。 无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波， 逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。 本质上，无刷直流电动机也是一种永磁同步电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴。通常说的永磁同步电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子，在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制 策略。 两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。 最后纠正一个概念，“直流变频”实际上是交流变频，只不过控制对象通常称之为“无刷直流电机”。 仅对电机结构而言，二者确实相差不大，个人认为二者的区别主要在于： 1 概念上的区别。无刷直流电机指的是一个系统，准确地说应该叫“无刷直流电机系统”，它强调的是电机和控制器的一体化设计，是一个整体，相互的依存度非常高，电机和控制器不能独立地存在并独立工作，考核的也是他们整体的技术性能。而交流永磁同步电机指的是一台电机，强调的是电机本身就是一台独立的设备，它可以离开控制器或变频器而独立地存在独立地工作。 2 从设计和性能角度上看，“无刷直流电机系统”设计时主要考虑将普通的机械换向变为电子换向后如何还能保持机械换向电机的优点，考核的重点也是系统的直流电机特性，如调速特性等；而交流永磁同步电机设计主要着重电机本身的性能，特别是交流电机的性能，如电压的波形、电机的功率因数、效率功角特性等。 3 从反电势波形看，无刷直流电机多为方波，而交流永磁同步电机反电势波形多为正弦波。 4 从控制角度看无刷直流电机系统基本不用什么算法，只是依据转子位置考虑给那个绕组通电流即可，而交流永磁同步电机如果需要变频调速则需要一定的算法，需要考虑电枢电流的无功和有功等。 5 关于“那么三相无刷直流电机能不能使用三相正弦交流电呢如果可以，霍耳器件是否可以不用了” 从原理上讲，三相无刷直流电机使用三相正弦交流电是可以运行的，只不过是运行性能可能很差，如果三相无刷直流电机的反电势波形为方波，则使用三相正弦交流电时会产生很大的谐波损耗，温升很高。是否需要霍耳器件与使用什么电源（三相正弦交流电或方波脉冲电源）无关，而与电机的控制算法、控制策略及控制方式等因素有关，如果是用无位置传感

电机检验标准

1.0 目的规范电机检验作业，确保电机各项性能以质量达到标准要求， 杜绝不合格产品进仓、出厂。 1.1 总装好的电动机要进行试验，主要验证电动机性能是否符合有关标准和 技术条件的要求；设计和制造上是否存在影响运行的各种缺陷；另外， 通过对试验结果的分析，从中找出改进设计和工艺、提高产品质量的途 径。 2.0 范围适用于公司的电机检验作业。 3.0 定义/参考 3.1 《过程和产品的测量和控制程序》 3.2 《不合格品控制程序》 4.0 作业流程 生产车间（产品送检）品管课（检验）

检测结果评审 检验结果填报《检验报告单》 PQC加强监督控制判定 合格入库 返工处理品管课（异常反馈单）不合格 5.0 检验项目生产部门按生产工单号进行生产，生产完工的产品置于 ‘待检’区，并通知品管课检验员进行检测。 5.1 检验实施品管课检验员接到通知后按照生产工单号，即前往‘待检’区， 核对产品的品名、型号规格、数量、批号等。了解任务期限，准备好记录表格和检测工具，随后进行检验。 5.2 检验方式检验员对所有组装的电机全检。 5.3 检验程序、方法与要求 5.3.1 检验员根据生产部门的生产工单单号进行检验工作。 5.3.2 产品检验程序和方法、要求见《电机检测基准》。 5.4 检验的工具、性能要点及故障处理 5.4.1 检测的工具万用表、电桥、耐压仪、游标、电机检测台等。 5.4.2 对外观符合要求的电机：其引出线端子、接线应紧固，不可有松脱现 象。

5.4.3 三相电机应测量三相直流电阻，三相电阻应平衡；单相电机应测量主、 副绕组的直流电阻。 5.4.4 所有电机都应做耐压试验，考验绕组对机壳或相间的绝缘强度。 5.4.5 所有电机都应做空载、堵转试验。其三相电流应平衡，其空载、堵转损耗应符 合标准。 5.4.6 检测时出现以下情况停止做下一步试验，应排除故障：接线端子、 接线螺帽未紧，三相直流电阻不平衡超过平均值±5%，耐压试验时击 穿、闪络，三相空载、堵转电流过大、过小、不平衡值超过10％、损 耗过大，电机异常发热，异味，振动大，异响等。并做好相关记录。 5.5 检验判定检验结果依据电机检测基准进行判定。 5.6 不合格品依据《不合格控制程序》规定处理。 5.7 检验记录： 5.7.1 检测结果记录于《电机检验报告单》，经检验员签字盖章，由品管课 录入ERP系统进行产品核销并保留存档。 5.7.2 检测判定不合格时，检验员应及时对不合格电机做出标识，并及时通 知生产部门，生产部门负责返修措施。如发现批量异常时，检验员应 签发《质量异常反馈单》给生产部门及品管主管，并责令停止生产。 品管课主管应会同生产部门追查原因并采取纠正措施，记录于《质量 异常反馈单》。 5.7.3 返工后的产品须重新提交品管检验员复检，只有经最终检验判定合格 的产品方可入库。 5.7.4 周品质分析品管课应于每周一统计上一周全部检测的品质状况， 并就最终检测中发现的品质异常进行分析，形成书面报告。 6.0 应用表单 6.1 《电机检验报告单》 6.2 《质量异常反馈单》

交流 直流电机的选择比较

1 电机类型选择 1.1 电机类型 他励电机 激励直流电机串励电机 直流电机复励电机复励电机 永磁直流电机（小功率） 鼠笼型电机 异步电机 交流电机绕线型电机 普通同步电机 同步电机无换向器电机 磁阻电机 1.2 交流电机与直流电机的比较： 交流电机结构简单，价格便宜，维护方便，但起动及调速特性不如直流电机。因此当生产机械起动、制动及调速无特殊要求时，应采用交流电机。但近年来，随着电力电子技术的发展，交流调速装置性能与成本已能和直流调速装置竞争，越来越多的直流调速领域被交流调速所占领。 不需调速的机械，包括连续工作制、短时工作制和重复短时工作制机械，应采用交流电机。在某些操作特别频繁、交流电机在发热和起动特性上不能满足工艺要求时，如可逆轧机前后工作辊道、机架辊等，才考虑直流电机。（GD2——飞轮转矩） a）直流电机受换向器限制，按目前制造水平，其最大转速与功率成绩～106kW·r/min。当接近或超过该值时，需采用交流电机。 b）同转速下，交流电机GD2比直流电机小。电机转速越高，交流、

直流电机GD2之差越大。 c）直流电机GD2大和功率受限。因此许多大型连轧机组轧机主传动采用双电枢、三电枢直流电机传动，但造价高、占地面积大。随着交流调速技术发展，多电枢方案已不可取，应考虑采用单台交流电机。如高速线材精轧机组主传动，采用单台交流电机方案。 d）直流电机效率低、耗能大，散热条件差，需要冷却通风功率大。交流同步电机的效率高，通风功率小，比直流电机节能、节水。交流异步电机功率因数低，效率与直流电机差不多。 e）在环境恶劣场合应采用无换向器、无火花、密闭的交流电机。 f）交流、直流电机调速性能差不多。交流电机本身维护工作量较小，其调速系统要求有较高的调整和维护水平。 2 电机电压选择 工业企业供电电压一般为10kV、6kV、380V。 电机额定电压和容量范围见下表。

常用电动机类型及特点

电动机类型及特点 一、同步电机与异步电机区别：（均属交流电机） 结构：同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。同步电机的转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流（又称感应电机）。相比之下，同步电机较复杂，造价高。 应用：同步电机大多用在大型发电机的场合。而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机效率较异步电机稍高，在2000KW以上的电动机选型时，一般要考虑是否选用同步电机。 二、单相异步电动机与三相异步电动机： 单项电动机：当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。通常根据电动机的起动和运行方式的特点，将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和运转异步电动机、

单相罩极式异步电动机五种。 区别：三相异步电动机采用380V三相供电，单相电机是用220V的电源，而且都是小功率的，最大只有2.2KW 。相比于同转速同功率的三相电机，单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大，成本高，但由于单相电源方便，且调速方便，因此广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等。 三、无刷直流电机 1、无刷直流电机： 无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机。无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机。直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，在电动机内装有位置传感器检测电动机转子的极性，驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 特点： ●全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速； ●具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构； ●可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载； ●体积小、重量轻、出力大； ●转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；

直流电动机的基本原理：

一、直流电动机的基本原理： 下面电机原理部分的内容主要摘自谢明琛教授编著的《电机学》： 图示为一个最简单的直流电机模型，定子上有固定的永久磁铁做磁极，转子为圆柱型的铁芯，上面嵌有线圈（图中导体ab和cd连成一个线圈），线圈的首末端分别连接在两片彼此绝缘的圆弧型换向片上，换向片固定在转轴上，换向片构成的整体称为换向器，整个转动部分成为电枢，为了把电枢和外电路接通，在换向片上放置了两件空间位置固定的电刷A和B，当电枢转动时，电刷A只能与转到上面的换向片接触，电刷B只能与转到下面的换向片接触。 当这个原理样机作为直流发电机运行时，用原动机拖动电枢，使之以恒速n沿逆时针方向旋转，若导体的有效长度为l ,线速度为v,导体所在位置的磁通密度为 ，则在每根导体中感应出电势为 = v l e.. B δ

导体感应电势的方向用右手定则确定，在图示的瞬间，ab导体处在N极下，其电动势的方向由b—a，而导体cd处·在S极下，其电动势方向由d—c,整个线圈的电动势为2e，方向由d—a,如果线圈转过180度，则ab导体和cd导体的电动势方向均发生改变，故线圈电动势为交变电动势。 但通过测量，我们却发现在电刷A/B间的电动势却是单向的，这是为什么呢？这是因为电刷A只与N极下的导体接触，当ab导体在N极下时，电动势方向为b—a—A，电刷A的极性为+，在另一个时刻，导体cd转到N极下时，电动势的方向为c—d—A,电刷A的极性仍为+，可见电刷A的极性永远为+，同理，电刷B的极性就永远为-，故电刷A/B间的电动势为直流电动势。 若把上述电机模型用做电动机运行，在电刷A/B间施加直流电压，使电流从正极电刷A流入，通过线圈abcd，经负极电刷B流出，由于电流始终从N极下的导体流入，S极下的导体流出，根据电磁力定律可知，上下两根导体受到的电磁力方向始终为逆时针方向，它们产生的电磁力矩的方向也始终是逆时针方向，使电机按逆时针方向旋转，从上面的分析可以看出，在直流电机的绕组里，电枢线圈里的电流方向是交变的，但产生的电磁转距的方向却是单向的，这也是由于有换向器的原因。 以上是直流电机运行的基本原理，而对直流电机的基本结构，相信大家已经非常熟悉，我就不再浪费大家的时间，下面，就首先从电动机的额定参数的定义开始给大家开始介绍电机的运行方程及特点。

直流电动机设计方案

直流电动机设计方案 第1章前沿 1.1 课题研究的背景及意义 直流电动机以其良好的起动、制动性能，较宽范围内平滑调速的优点，在许多调速要求较高、要求快速正反向、以蓄电池为电源的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年来，虽然高性能交流调速技术得到了很快的发展，在某些领域交流调速系统已逐步取代直流调速系统。然而直流调速系统系统不仅在理论上和实践上都比较成熟，目前还在应用，比如轧钢机、电气机车等都还有用直流电机；而且从控制规律的角度来看，交流拖动控制系统的控制方式是建立在直流拖动控制系统的基础之上的，从某种意义上说有相似的地方。因此，掌握和了解直流拖动控制系统的控制规律和方法是非常必要的。 从生产机械的要求的角度看，电力拖动控制系统分为调速系统、伺服系统、多电动机同步控制系统、张力控制系统等多种类型。而各种系统大多都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是电力拖动控制系统最基本的系统[1]。 从直流电机在国民生产生活中所占位置的角度来看，直流电机目前依旧应用于工业生产中，并广泛应用于人们的生活中。因此直流电机的控制技术的发展很大程度上影响着国民经济的增长，影响着人们的生产生活水平，因此，对直流电机调速系统的研究还是很有必要的。 1.2 课题发展历程及趋势 在很长的一段时间里直流电动机作为最主要的电力拖动工具，其应用已经渗透到人们的工作、学习、生活的各个方面。早期电动机调速控制器主要由模拟器件构成，由于模拟器件存在的固有缺点，比如存在温漂，零漂电压等，使系统控制精度和可靠性降低。后来，随着可编程控制器比如AT89C51，PLC等和IGBT、GTR等电力电子开关器件，传感器技术等的发展使得直流电机调速系统进入了数字控制的阶段，这使得直流电机调速系

直流电机的认识与检测维修方法

直流电机的认识与检测维修方法 直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。 直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。陕西西玛金都机电生产部李工程师说：起动机使用的直流电动机为短时额定工作的串激式直流电动机，它起动柴油机时的导线较粗，产生的转矩也很大。 直流电动机主要由电枢、换向器、磁极、激磁绕组和电刷等组成。壳体内部电枢绕组和激磁绕组串联在一起，当蓄电池供电时，激磁绕组和铁心形成磁极而产生磁场，同样，电枢绕组也产生磁场。两个磁场相互作用而产生很大的转矩，然后通过起动机驱动齿轮输出动力。 1.直流电动机的修理。 (1)检修电刷和电刷架，电刷总成的安装位置如图02所示。图02 ST614型起动机的构造。在正常情况下.电刷的高度一般在20mm左右。若在检修中发现磨损到小于原高度1/2时，应换用同型号的新电刷。更换后的电刷，应保证工作面与换向器接触面积在75%以上。若接触面不符合要求时，可用"0"号细砂纸垫在换向器表面上.将电刷工作面研磨成圆弧状的接触面。电刷弹簧的压力一般为13土2N，否则，应更换或调整电刷弹簧。 (2)看图检修电枢 ①电枢的实物外形如图03所示。图03 电枢的实物外形 电枢线圈在使用中出现短路、断路和搭铁现象时，可用万用表电阻挡进行检测。 ②换向器表面应无烧损、划伤、凹坑和云母片凸起等缺陷。换向器表面上的污物，应用汽油将其清洗干净。对于松脱的接头要用锡焊重新牌。换向器表面出现较严重的烧损、磨损和划.并造成表面不光滑或失圆时，可根据具体情况进行修复或更换。 ③电枢两端轴颈与轴承衬套的配合间隙应控制在o. 04 ~ o. 15mm范围内。若测量出的问隙值超过o. 15mm时，应换用新衬套。 (3)看图检修磁场线圈 ①磁场线圈的实物外形如图04所示。图04 磁场线圈的实物外形。 磁场线圈损坏后，可用万用表电阻挡检测磁场线圈的工作情况。 ②磁极铁，心松动、线圈出现松动或其他原因造成损坏后，可将旧绝缘稍加处理后，用布带重新包好，再进行绝缘处理。 ③检修中发现有断路或短路的线圈时，一般应换用新线圈或重新绕制 (4)看图检修后端盖 后端盖的实物外形如图05所示。 图05 后端盖的实物外形 ①在后端盖的4个电刷架中有2个与盖体绝缘，另外2个与盖体搭铁。 ②相邻2个电届IJ架之间的绝缘电阻应大于0.5Mn。若绝缘电阻过小，应查明原因后修复. 电枢绕组接地故障 这是直流电动机绕组最常见的故障。电枢绕组接地故障一般常发生在槽口处和槽内底部，对其的判定可采用绝缘电阻表法或校验灯法，用绝缘电阻表测量电枢绕组对机座的绝缘电阻时，如阻值为零则说明电枢绕组接地；或者用图所示的毫伏表法进行判定，将36V低压电源通过额定电压为36V的低压照明灯后，连接到换向器片上及转轴一端，若灯泡发亮，则说明电枢绕组存在接地故障。具体到是哪个糟的绕组元件接地，则可用图所示的毫伏表法进

直流电机与交流电机的对比

（一）直流电机驱动方式 直流驱动作为一种比较便宜的驱动方式很早以前就已居电动设备上广泛应用。然而，直流系统本身在性能、维修等方面存在一些固有的缺陷。 20世纪90年代前的电动车辆几乎是直流电机驱动的。直流电机本身效率低，体积和质量大，换向器和碳刷限制了它转速的提高，最高转速为6000－8000r/min。其工作原理是：直流电流经碳刷输送到换向器，并传到转子。 这各方式有两个明显的缺陷：第一，所有的电枢电流必湏经由碳刷来输送，电机的性能取决于碳刷的物理尺寸及磨损情况，而且这也会限制电机制动性能的发挥。另外，碳刷容易损坏，必湏定期（半年至一年）更换，否则会极大地影响电机寿命。考虑到这一点，直流电机上往往配臵侦测碳刷磨损并发出警告的装臵。第二，直流电动机的热量主要产生在电动机的内部部件，因此大多数直流电机都会同时配备一个风扇用于散热。以上装臵无疑增加了电机的成本。 因此，选购电机叉车时，选购直流驱动方式的电动机车主要是考虑了叉车的价格因素，考虑了直流驱动是一种比较便宜的驱动方式，同时直流驱动应用较早，技术也比较成熟。但如上所述，直流电机也具有很多缺点，这是企业在采购电动叉车时必湏考虑的技术因素。 （二）交流电机驱动方式比较分析 以交流电机为核心的交流驱动系统因其生产效率高、维护成本低被业内专家誉为21世纪电动叉车的革命性技术。全球叉车巨头竞相推出性能更佳的交流驱动电动叉车，以丰富自己的产品，满足用户需求，赢得市场份额。国内领先的叉车企业也开始致力于交流技术应用方面的研发，将新型交流驱动电动叉车作为参与国内乃至全球市场竞争的制胜砝码。 感应电机交流驱动系统是20世纪90年代民展起来的新技术。其原理是将三相交流电输送给固定的定子绕组，产生旋转的磁场感应闭合的转子绕组产生电流，转子在电磁力的作用下顺着旋转磁场的转动方向旋转。电机控制器采用矢量控制的变频调速方式。交流电动机最为突出的优势是没有碳刷，也没有直流电动机通常对最大电流方面的限制，这意味着电动机在实际使用中可以得到更多的能量及更大的制动扭力，于是可以更快的速度运转。其次，交流电动机的热量主要发生在电动机外壳部分的定子线圈，便于冷却与散热。因此，交流电动机比直流电动机所需元件数量大大减少，没有需要定期更换的易损件，几乎不用维护，更高效，更坚固耐用。近年来，随着交流感应电机变频技术的进步，以及大功率半导体器件和微处理器速度的大幅度提高，感应电机交流驱动系统与直流电机驱动系统相比，具有效率高、体积小、质量小，结构简单、免维修、易于冷却和寿命长等优点。该系统调速范围宽，而且能实现低速恒转矩、高速恒功率运转，很好地满足了电动车辆实际行驶所需的转速特性。 可以说，正是半导体技术突飞猛进催生了交流电机的技术革命，使交流电机的控制能力大大增强：而且，随着电子元件价格不断下跌，交流电机控制器硬件部分的成本得以降低，从而为交流驱动系统的大规模推广应用奠定了基础，创造了条件。 由此可见，选购电动叉车时，选择采用交流驱动系统的叉车具有明显优势。 三、选购交流驱动系统的叉车需要考虑的因素