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电动车中的电动机设计思路

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.9-25电动机的结构如图3.9-25所示,电动机主要由定子和转子组成,定子在空间中静止不动,转子则可绕轴转动。直流电动机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。无刷直流电动机是指无电刷和换向器的直流电动机,又称无换向器直流电动机。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,定子为电枢,由多相绕组组成。

电动车中的电动机设计思路

电动机如图3.9-24(a)所示,它是把电能转换成机械能,并用机械能来驱动其他装置运行的电气设备。电动机的电路符号如图3.9-24(b)所示,一般用字母M表示。

图3.9-24 电动机

图3.9-25 电动机的结构

如图3.9-25所示,电动机主要由定子(Stator)和转子(Rotor)组成,定子在空间中静止不动,转子则可绕轴转动。定子与转子之间有一定的空气间隙,以确保转子能自由转动。定子绕组通电后产生旋转磁场并作用于转子,形成旋转扭矩使转子转动。

一、电动机的分类

电动机的分类方法很多,详细分类见表3.9-2。

表3.9-2 电动机的分类

下面介绍几种常用的电动机。

1.直流电动机

直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中广泛应用。如图3.9-26所示,直流电动机主要由定子和转子组成。直流电动机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电动机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁芯、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

图3.9-26 直流电动机结构

图3.9-27 直流电动机

电刷是用来引入或引出直流电压和直流电流的装置。直流有刷电动机是所有电动机的基础,它具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点,常应用于对启动和调速有较高要求的场合,如大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机高速电梯、龙门刨床、电力机车内燃机车地铁列车、船舶机械、大型精密机床、大型起重机中。

无刷直流电动机是指无电刷和换向器的直流电动机,又称无换向器直流电动机。如图3.9-27所示的电动自行车的电动机就是无刷直流电动机。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,定子为电枢,由多相绕组组成。在结构上,无刷直流电动机与永磁同步电动机类似。

2.异步电动机(www.xing528.com)

异步电动机又称感应电动机,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动。转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分,用来产生一个旋转磁场。异步电动机按交流电的种类可分为单相电动机和三相电动机。洗衣机、电风扇等家用电器使用的就是单相电动机,三相电动机一般作为动力设备用于工业生产中。

异步电动机具有结构简单、使用方便、易于维护、运行可靠、成本低等优点,但由于转速与旋转磁场转速有一定的转差关系,其调速性能较差。机床、中小型轧钢设备、风机水泵、轻工机械、冶金矿山机械等,大都采用三相异步电动机拖动;电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中则广泛使用单相异步电动机

3.同步电动机

同步电动机的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的,所以称为同步电动机。同步电动机的电流在相位上超前于电压,即同步电动机是一个容性负载。

由于同步电动机可以通过调节励磁电流使它在超前功率因数下运行,有利于改善电网的功率因数。因此,大型设备如大型鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机等,常用同步电动机驱动。此外,同步电动机的转速完全取决于电源频率,频率一定时,电动机的转速也就一定,它不随负载而变化。这一特点在某些传动系统,特别是多机同步传动系统及精密调速、稳速系统中具有重要意义。

同步电动机一般是在过励状态下运行,其过载能力比异步电动机大。异步电动机的转矩与电压平方成正比,同步电动机的转矩与电压成比例,当电网电压突然下降时,同步电动机的转矩下降比异步电动机的转矩下降要少得多。

二、电动机的检测

检测电动机时,主要对电动机绕组阻值、绝缘阻值及传动状态进行检测。

1.小型直流电动机绕组的检测

万用表置于电阻量程4kΩ挡,红、黑表笔分别接直流电机的两个引脚,检测直流电动机绕组的阻值,应能检测到一个固定的数值,如果测量结果为零或无穷大,则说明绕组短路或断开。

将万用表置于电阻量程200MΩ挡,红、黑表笔分别接直流电机的任一个引脚和外壳,正常的绝缘阻值应为无穷大;如果测量结果为零或小于1MΩ,则说明电动机绝缘性能不良。

2.单相交流电动机的检测

单相交流电动机一般有3个接线端子,分别为公共端、启动绕组端和运行绕组端,启动绕组端与运行绕组端间的阻值应该是启动绕组端、运行绕组端与公共端的阻值之和。

将万用表置于电阻量程4kΩ挡,红、黑表笔分别测量单相交流电动机任意两个引脚的阻值并记录,正常情况应该测量出3个固定的阻值,且其中一个是另外两个的阻值之和;如果某一个测量结果为零或无穷大,则说明该绕组短路或断开。

将万用表置于电阻量程200MΩ挡,红、黑表笔分别接单相交流电动机的任一个引脚和外壳,正常的绝缘阻值应为无穷大;如果测量结果为零或小于1MΩ,则说明电动机绝缘性能不良。

3.三相交流电动机的检测

三相交流电动机每两个引线间的阻值应基本相同。将万用表置于电阻量程4kΩ挡,红、黑表笔分别测量三相交流电动机任意两个引脚的阻值并记录,正常情况应该测量出3个固定的阻值,且3个阻值基本相同;如果某一个测量结果为零或无穷大,则说明该绕组短路或断开。

将万用表置于电阻量程200M挡,红、黑表笔分别接三相交流电动机的任一个引脚和外壳,正常的绝缘阻值应为无穷大;如果测量结果为零或小于1MΩ,则说明电动机绝缘性能不良。

电动机绕组阻值、绝缘阻值检测正常后,可接通电动机电源,观察电动机转速、传动是否正常。

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