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    折疊轉(zhuǎn)子電樞
    (1)電樞鐵心


    電樞鐵心是主磁路的主要部分,同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成(沖片的形狀如圖8.8(a)所示),以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽,槽內(nèi)嵌放電樞繞組。



    (2)電樞繞組


    電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件,所以叫電樞。它是由許多線圈(以下稱元件)按一定規(guī)律連接而成,線圈采用高強(qiáng)度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成,不同線圈的線圈邊分上下兩層嵌放在電樞槽中,線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣。為防止離心力將線圈邊甩出槽外,槽口用槽楔固定,如圖8.9所示。線圈伸出槽外的端接部分用熱固性無(wú)緯玻璃帶進(jìn)行綁扎。


    (3)換向器


    在直流電動(dòng)機(jī)中,換向器配以電刷,能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流,使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變;在直流發(fā)電機(jī)中,換向器配以電刷,能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體,換向片之間用云母片絕緣,換向 圖8.9 電樞槽的結(jié)構(gòu)


    片的緊固通常如圖8.10所示,換向片的下部做成鴿 1—槽楔 2—線圈絕緣 3—電樞導(dǎo)體


    尾形,兩端用鋼制V形套筒和V形云母環(huán)固定,再用 4—層間絕緣 5—槽絕緣 6—槽底絕緣


    螺母鎖緊。


    4)轉(zhuǎn)軸


    轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用,需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度,一般用圓鋼加工而成。



    圖8.10 換向器結(jié)構(gòu)


    1—換向片 2—連接部分 圖8.11 單疊繞組元件


    1—首端 2—末端 3—元件邊 4—端接部分 5—換向片
    紹興Z4直流電機(jī)
    控制原理
    直流無(wú)刷電機(jī)的控制原理,要讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),首先控制部就必須根據(jù)hall-sensor感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置,然后依照定子繞線決定開啟(或關(guān)閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序,inverter中之AH、BH、CH(這些稱為上臂功率晶體管)及AL、BL、CL(這些稱為下臂功率晶體管),使電流依序流經(jīng)電機(jī)線圈產(chǎn)生順向(或逆向)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用,如此就能使電機(jī)順時(shí)/逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到hall-sensor感應(yīng)出另一組信號(hào)的位置時(shí),控制部又再開啟下一組功率晶體管,如此循環(huán)電機(jī)就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到控制部決定要電機(jī)轉(zhuǎn)子停止則關(guān)閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管);要電機(jī)轉(zhuǎn)子反向則功率晶體管開啟順序相反。


    基本上功率晶體管的開法可舉例如下:AH、BL一組→AH、CL一組→BH、CL一組→BH、AL一組→CH、AL一組→CH、BL一組,但絕不能開成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因?yàn)殡娮恿慵傆虚_關(guān)的響應(yīng)時(shí)間,所以功率晶體管在關(guān)與開的交錯(cuò)時(shí)間要將零件的響應(yīng)時(shí)間考慮進(jìn)去,否則當(dāng)上臂(或下臂)尚未完全關(guān)閉,下臂(或上臂)就已開啟,結(jié)果就造成上、下臂短路而使功率晶體管燒毀。


    當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),控制部會(huì)再根據(jù)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的速度及加/減速率所組成的命令(Command)與hall-sensor信號(hào)變化的速度加以比對(duì)(或由軟件運(yùn)算)再來(lái)決定由下一組(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)開關(guān)導(dǎo)通,以及導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短。速度不夠則開長(zhǎng),速度過(guò)頭則減短,此部份工作就由PWM來(lái)完成。PWM是決定電機(jī)轉(zhuǎn)速快或慢的方式,如何產(chǎn)生這樣的PWM才是要達(dá)到較精準(zhǔn)速度控制的核心。


    高轉(zhuǎn)速的速度控制必須考慮到系統(tǒng)的CLOCK 分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時(shí)間,另外對(duì)于hall-sensor信號(hào)變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性、 實(shí)時(shí)性。至于低轉(zhuǎn)速的速度控制尤其是低速起動(dòng)則因?yàn)榛貍鞯膆all-sensor信號(hào)變化變得更慢,怎樣擷取信號(hào)方式、處理時(shí)機(jī)以及根據(jù)電機(jī)特性適當(dāng)配置控制參數(shù)值就顯得非常重要?;蛘咚俣然貍鞲淖円詄ncoder變化為參考,使信號(hào)分辨率增加以期得到更佳的控制。電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)順暢而且響應(yīng)良好,P.I.D.控制的恰當(dāng)與否也無(wú)法忽視。之前提到直流無(wú)刷電機(jī)是閉回路控制,因此回授信號(hào)就等于是告訴控制部現(xiàn)在電機(jī)轉(zhuǎn)速距離目標(biāo)速度還差多少,這就是誤差(Error)。知道了誤差自然就要補(bǔ)償,方式有傳統(tǒng)的工程控制如P.I.D.控制。但控制的狀態(tài)及環(huán)境其實(shí)是復(fù)雜多變的,若要控制的堅(jiān)固耐用則要考慮的因素恐怕不是傳統(tǒng)的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、專家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也將被納入成為智能型P.I.D.控制的重要理論。
    可逆運(yùn)行原理
    一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行,這種原理在電機(jī)理論中稱為可逆原理。當(dāng)原電機(jī)驅(qū)動(dòng)電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉(zhuǎn)時(shí),電樞繞組上感生出電動(dòng)勢(shì),經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后,引向外部負(fù)載(或電網(wǎng)),對(duì)外供電,此時(shí)電機(jī)作直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行。如用外部直流電源,經(jīng)電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組,則此電流與主磁極N.S.產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相作用,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子與連接于其上的機(jī)械負(fù)載工作,此時(shí)電機(jī)作直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
    紹興Z4直流電機(jī)
    直流電機(jī)按照勵(lì)磁種類可以分為:串勵(lì),并勵(lì),復(fù)勵(lì)和他勵(lì)。串勵(lì)只是直流電機(jī)其中的一種勵(lì)磁方式而已。他的結(jié)構(gòu)就是勵(lì)磁回路和電樞回路相串聯(lián),勵(lì)磁電流和電樞電流相同。




    定義
    定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī),稱為直流電機(jī),它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī),將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
    直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)
    由直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工作原理示意圖可以看到,直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子,定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng),由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子,其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐,所以通常又稱為電樞,由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。
    串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
    1、直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造
    分為兩部分:定子與轉(zhuǎn)子。記住定子與轉(zhuǎn)子都是由那幾部分構(gòu)成的,注意:不要把換向極與換向器弄混淆了,記住他們兩個(gè)的作用。
    定子包括:主磁極,機(jī)座,換向極,電刷裝置等。
    轉(zhuǎn)子包括:電樞鐵芯,電樞繞組,換向器,軸和風(fēng)扇等。
    2、直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式
    直流電動(dòng)機(jī)的性能與它的勵(lì)磁方式密切相關(guān),通常直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式有4種:直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。掌握4種方式各自的特點(diǎn):
    直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī): 勵(lì)磁繞組與電樞沒有電的聯(lián)系,勵(lì)磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵(lì)磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。
    串勵(lì)電動(dòng)機(jī)小編就為大家簡(jiǎn)單介紹到這里了,希望能對(duì)有需要的朋友有所幫助。
    2直流電機(jī),Z4直流電機(jī),直流電機(jī)




    直流電機(jī)(direct current machine)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(直流電動(dòng)機(jī))或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機(jī))的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī),將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。


    由直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工作原理示意圖可以看到,直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子,定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng),由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子,其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐,所以通常又稱為電樞,由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。


    工作原理


    直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體,電流通過(guò)轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力,當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場(chǎng)平行時(shí),再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場(chǎng)方向?qū)⒏淖?,因此此時(shí)轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸,從而線圈上的電流方向也改變,產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變,所以電機(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。


    直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì),靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定(磁感線指向手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向)。


    導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩,這個(gè)力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱為電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较?,企圖使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩(例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩),電樞就能按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)起來(lái)。


    Z2系列直流電機(jī)電機(jī)用途: Z2系列電機(jī)為一般工業(yè)用小型直流電機(jī),可使用于金屬切削機(jī)床、造紙、染織、印刷、水泥等。發(fā)電機(jī)可作動(dòng)力電源,照明或其他恒壓供電。相關(guān)電機(jī): Z4系列直流電機(jī) Z系列直流電機(jī) ZTP鐵路機(jī)車電機(jī)備注說(shuō)明: 電機(jī)效率比老產(chǎn)品平均提高2%。


    Z4系列直流電機(jī)比Z2、Z3系列具有更大的優(yōu)越性,它不僅可用直流機(jī)組電源供電,更適用于靜止整流電源供電。而且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,具有較好的動(dòng)態(tài)性能,并能承受較高的負(fù)載變化率,特別適用于需要平滑調(diào)速、效率高、自動(dòng)穩(wěn)速、反應(yīng)靈敏的控制系統(tǒng),具有當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平。


    Z4系列直流電機(jī):中心高100~355mm是中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6316-92《Z4系列直流電機(jī)技術(shù)條件》所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列小型直流電機(jī);中心高400~450mm為標(biāo)準(zhǔn)系列之外的擴(kuò)充Z4直流電機(jī);中心高500~710mm。Z4系列直流電機(jī)可廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)軋機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙、染織、印刷、水泥、塑料擠出機(jī)械等各類工業(yè)部門。


    電機(jī)的定額為連續(xù)工作連續(xù)定額,在海拔不超過(guò)1000m、環(huán)境空氣溫度不超過(guò)40℃的地區(qū),電機(jī)能按技術(shù)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)額定運(yùn)行。本系列電機(jī)采用F級(jí)絕緣。


    Z4系列直流電機(jī)的功率范圍由1.5kW至840kW,額定轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、750、600、500、400、300、200r/min共九種,勵(lì)磁方式為他勵(lì),勵(lì)磁電壓為180V。額定電壓為160V的電機(jī),在單相橋式整流器供電的情況下,一般需帶電抗器工作,外接電抗器的電感數(shù)值在電動(dòng)機(jī)銘牌上注明。額定電壓440V的電動(dòng)機(jī),均不需外接電抗器。


    Z4系列直流電機(jī)性能不僅符合國(guó)標(biāo)GB/T755《旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本技術(shù)要求》,也基本符合德國(guó)VDE0530標(biāo)準(zhǔn)。


    型號(hào)含義:Z4-280-11B,Z表示直流電機(jī),4表示4系列,280表示電機(jī)中心高(mm),第一個(gè)1表示鐵心長(zhǎng)度序號(hào),第二個(gè)1表示前端蓋序號(hào),1為短端蓋,2為長(zhǎng)端蓋,B表示有補(bǔ)償繞組。


    注:就Z4-112/2-1型號(hào)而言,“/”后面第一位數(shù)字代表極數(shù),第二位數(shù)字代表鐵心長(zhǎng)度序號(hào)。
    紹興Z4直流電機(jī)
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