项目3直流电动机控制线路的安装与调试

1、项目三直流电动机控制线路的安装与调试项目概述述直流流电机是是电能和和机械能能相互转转换的旋旋转电机机之一，应应用电磁磁感应原原理进行行能量转转换。将将机械能能转变为为直流电电能的电电机称为为直流发发电机；将直流流电能转转变为机机械能的的电机称称为直流流电动机机。直流流发电机机可作为为各种直直流电源源。直流流电动机机具有宽宽广的调调速范围围、平滑滑的调速速特性、较较高的过过载能力力、较大大的起动动和制动动转矩等等特点，广广泛应用用于对起起动和调调速要求求较高的的生产机机械。直流电动机机作为原原动机带带动各种种生产机机械工作作，向负负载输出出机械能能，是一种种应用极极为广泛泛的电气气设备。在在电动

2、自自行车，电电脑风扇扇、收录录机等日日常电气气设备和和大型轧轧钢设备备、大型型精密机机床、矿矿井卷扬扬机、市市内电车车、电缆缆设备等等许多工工业部门门中都得到到应用，本单元元学习直流流电动机机的作用用、类型型、组成成和直流流电动机机电气控控制线路路的原理理、安装装与调试试等内容容。3.1直流流电动机机的结构构、原理理3.1.11概述电机是实现现电能和和其它形形式的能能相互转转换的装装置。广广泛用于于工农业业生产、交交通运输输、国防防工业和和日常生生活等许许多方面面。电机机的类型型很多，分分类方法法也很多多。随着着科学技技术的发发展，出出现了许许多跨领领域、跨跨学科的的综合性性学科，电电机控制制

3、技术就就具有这这种高度度综合的的特点。电电子技术术、微电电子技术术、计算算机技术术给予电电机系统统以新的的生命力力。电机机控制技技术涉及及到机械械学、电电动力学学、电机机学、自自动控制制、微处处理器技技术、电电力电子子学、传传感器技技术、计计算机仿仿真学、计计算机接接口技术术、软件件工程学学等等群群体技术术。电机控制技技术包括括以下更更为具体体的内容容： (1)执执行机械械技术包括电机的的原理与与设计；电机及及传感器器体化；电机及及驱动控控制一体体化；机机械机构构的动力力学分析析；一体体化电机机系统；电机机机构的新新结构、新新原理、新新材料、新新构成等等等。 (2)逆逆变和电电机驱动动技术包括

4、电力变变换技术术；功率率驱动技技术；精精密驱动动技术；电力变变换的调调节控制制；脉宽宽调制技技术；驱驱动保护护技术；电磁兼兼容与可可靠性等等等。 (3)运运动信息息及信号号检测包括传感器器技术；信号处处理技术术；接口口技术等等。 (4)自自动控制制技术包括控制理理论；控控制方法法以及控控制电路路的模拟拟、仿真真和调试试技术。 (5)电电机系统统的集成成包括电机系系统的一一体化设设计；电电机系统统的结构构化设计计；电机机系统的的模拟、仿仿真和实实现；电电机系统统的综合合性能分分析和评评估。 (6)以以嵌入式式DSPP芯片为为核心的的单片电电机系统统SOCC(Syysteem 00n aa Chh

5、ip)技术将电机系统统的主要要结构做做在一个个单芯片片中，它它以嵌入入式DSSP芯片片为核心心，采用用面向对对象的片片中软件件实现控控制系统统的可重重构、可可扩充和和通用性性。它可可以适用用于无刷刷电动机机、感应应电动机机、同步步电动机机、开关关磁阻电电机、步步进电动动机的反反馈控制制、矢量量控制、智智能控制制等高层层次控制制。 (7)网网络信息息家电中中的电机机控制技技术“网络信息息家电。是是一种概概念，是是一种新新领域。它它是信息息技术与与家用电电器智能能控制技技术的结结合。它它是信息息时代的的重要物物质基础础。它是是计算机机、自动动控制、信信息技术术、电工工等学科科交叉融融合产生生的新兴

6、兴领域。3.1.22 直流流电机的的结构直流电动机机和直流流发电机机的结构构基本是是相同的的，即都都有可旋旋转部分分和静止止部分。可可旋转部部分称为为转子，静静止部分分称为定定子，在在定子和和转子之之间存在在着空气气隙。小小型直流流电动机机结构如如图31所示示，其剖剖面结构构如图332所示。图31小小型直流流电动机机的结构构图32小型直直流电动动机的剖剖面结构构1、定子部部分定子的作用用，在电电磁方面面是产生生磁场和和构成磁磁路，在在机械方方面是整整个电机机的支撑撑，定子子由磁极极、机座座、换向向极、电电刷装置置、端盖盖和轴承承组成。（一）主磁磁极主磁极的作作用是产产生恒定定、有一一定的空空间

7、分布布形状的的气隙磁磁通密度度。主磁磁极由主主磁极铁铁心和放放置在铁铁心上的的励磁绕绕组构成成。主磁磁极铁心心分成极极身和极极靴，极极靴的作作用是使使气隙磁磁通密度度的空间间分布均均匀并减减小气隙隙磁阻，同同时极靴靴对励磁磁绕组也也起支撑撑作用。为为减小涡涡流损耗耗，主磁磁极铁心心是用11.01.55mm厚厚的低碳碳钢板冲冲成一定定形状，用用铆钉把把冲片铆铆紧，然然后再固固定在机机座上。主主磁极上上的线圈圈是用来来产生主主磁通的的，称为为励磁绕绕组。主主磁极的的结构如如图33a所示。当给励磁绕绕组通入入直流电电时，各各主磁极极均产生生一定极极性，相相邻两主主磁极的的极性是是N、S交替出出现的。

8、（二）机座座直流电机的的机座有有两种形形式，一一种为整整体机座座，另一一种为叠叠片机座座。整体体机座是是用导磁磁率效果果较好的的铸钢材材料制成成的，该该种机座座能同时时起到导导磁和机机械支撑撑作用。由由于机座座起导磁磁作用，因因此机座座是主磁磁路的一一部分，成成为定子子铁轭。主主磁极、换换向极及及端盖均均固定在在机座上上，机座座起支撑撑作用。一一般直流流电机均均采用整整体机座座。叠片片机座是是用薄钢钢板冲片片叠压成成定子铁铁轭，再再把定子子铁轭固固定在一一个专起起支撑作作用的机机座里，这这样定子子铁轭和和机座是是分开的的，机座座只起支支撑作用用，可用用普通钢钢板制成成。叠片片机座主主要用于于主

9、磁通通变化快快，调速速范围较较高的场场合。（三）换向向极换向极又称称为附加加极，其其结构如如图33 b所示示，换向向极安装装在相邻邻的两主主磁极之之间，用用螺钉固固定在机机座上，用用来改善善直流电电机的换换向，一一般电机机容量超超过1kkW时均均应安装装换向极极。换向极是由由换向极极铁心和和换向极极线圈组组成。换换向极铁铁心可根根据换向向要求用用整块钢钢制成，也也可用厚厚11.5mmm厚钢板板或硅钢钢片叠成成，所有有的换向向极线圈圈串联后后称换向向绕组，换换向绕组组与电枢枢绕组串串联。换换向极数数目一般般与主极极数目相相同，但但在功率率很小的的直流电电机中，只只装主极极数一半半的换向向极或不不

10、装换向向极。换换向极极极性根据据换向要要求确定定。图33直直流电机机主磁极极和换向向极结构构a）主磁极极结构；b）换向向极结构构（四）电刷刷电刷装置的的作用是是通过电电刷和旋旋转的换换向器表表面的滑滑动接触触，把转转动的电电枢绕组组与外电电路连接接起来。电电刷装置置一般由由电刷、刷刷握、刷刷杆、刷刷杆座和和汇流条条组成，电电刷的结结构如图图34所示示。电刷刷是用石石墨制成成的导电电块，放放在刷握握内，用用弹簧以以一定的的压力将将它压在在换向器器的表面面上。刷刷握用螺螺钉夹紧紧在刷杆杆上，刷刷杆装在在一个可可以转动动的刷杆杆座上，成成为一个个整体部部件。刷刷杆与刷刷杆座之之间是绝绝缘的，以以免正

11、、负负电刷短短路。（五）端盖盖电机中的端端盖主要要起支撑撑作用。端端盖固定定在机座座上，其其上放置置轴承支支撑直流流电机的的转轴，使使直流电电机能够够旋转。图34电电刷的结结构2 转子部部分转子又称电电枢，是是电机的的转动部部分，其其作用是是感应电电势和产产生电磁磁转矩，从从而实现现能量的的转换，转转子由电电枢铁心心、换向向器、电电机转轴轴、电枢枢绕组、轴轴承和风风扇组成成。（一）电枢枢铁心电枢铁心的的作用是是通过磁磁通（电电机磁路路的一部部分）和和嵌放电电枢绕组组。为减减小当电电机旋转转时铁心心中的磁磁通方向向发生变变化引起起的磁滞滞损耗和和涡流损损耗，电电枢铁心心用0.35mmm或0.55

12、mm厚厚的硅钢钢片叠成成，叠片片两面涂涂有绝缘缘漆。铁铁心叠片片沿轴向向叠装，中中小型电电机的电电枢铁心心通常直直接压装装在轴上上；在大大型电机机中，由由于转子子直径较较大，电电枢铁心心压装在在套于轴轴上的转转子支架架上。电枢铁心冲冲片上冲冲有放置置电枢绕绕组的电电枢槽、轴轴孔和通通风孔。图图35所示示为小型型直流电电机的电电枢冲片片形状和和电枢铁铁心装配配图。图35电电枢冲片片和电枢枢铁心装装配图（二）换向向器换向器又称称为整流流子，对对于发电电机，换换向器的的作用是是把电枢枢绕组中中的交变变电动势势转变为为直流电电动势向向外部输输出直流流电压，对对于电动动机，它它是把外外界供给给的直流流电

13、流转转变为绕绕组中的的交变电电流以使使电机旋旋转。换换向器结结构如图图36所示示。换向向器是由由换向片片组合而而成，是是直流电电机的关关键部件件，也是是最薄弱弱的部分分。换向器采用用导电性性能好、硬硬度大、耐耐磨性能能好的紫紫铜或铜铜合金制制成。换换向片的的底部做做成燕尾尾形状，换换向片的的燕尾部部分嵌在在含有云云母绝缘缘的V型钢环环内，拼拼成圆筒筒形套入入钢套筒筒上，相相邻的两两换向片片间以00.61.22mm的的云母片片作为绝绝缘，最最后用螺螺旋压圈圈压紧。换换向器固固定在转转轴的一一端。换换向片靠靠近电枢枢绕组一一段的部部分与绕绕组引出出线相焊焊接。图36换换向器结结构(a)换向向片:(

14、b)换换向器（三）转轴轴转轴起转子子旋转的的支撑作作用，需需有一定定的机械械强度和和刚度，一一般用圆圆钢加工工而成。（四）电枢枢绕组电枢绕组安安放在电电枢铁心心槽内，随随着电枢枢旋转，在在电枢绕绕组中产产生感应应电势；当电枢枢绕组中中通过电电流时，能能与磁场场作用产产生电磁磁转矩，使使电枢向向一定的的方向旋旋转。在在电机中中每一个个线圈称称为一个个元件，多多个元件件有规律律地连接接起来形形成电枢枢绕组。绕绕制好的的绕组放放置在电电枢铁心心上的槽槽内，放放置在铁铁心槽内内的直线线部分在在电机运运转时将将产生感感应电动动势，称称为元件件的有效效部分；在电枢枢槽两端端把有效效部分连连接起来来的部分分

15、称为端端接部分分，端接接部分仅仅起连接接作用，在在电机运运行过程程中不产产生感应应电动势势。电枢绕组用用圆铜线线或矩形形截面铜铜导线制制成，铜铜线的截截面积决决定于线线圈中通通过电流流的大小小。在直直流电机机电枢槽槽的剖面面图中，除除导线本本身包有有绝缘外外，上下下层线圈圈间及线线圈和铁铁心之间间都必须须妥善绝绝缘。为为了防止止线圈在在离心力力作用下下甩出，在在槽口处处用槽楔楔将线圈圈边封在在槽内，线线圈伸出出槽外的的端接部部分，用用热固性性无纬玻玻璃丝带带或非磁磁性钢丝丝扎紧。槽槽楔可用用竹片或或酚醛玻玻璃布板板制成。3.1.33电机控控制技术术要素电机控制技技术的要要素，指指对具体体的电机

16、机控制系系统的最最基本的的描述或或最简洁洁的定性性描述。一一般认为为电机控控制系统统由三要要素组成成： (1) 被控制制的负载载； (2) 电动机机； (3) 控制电电路。三要素的良良好结合合则构成成电机控控制系统统。31.44 直流流电动机机的类型型按电能转换换方式分分类按电能转换换方式电电机分为为发电机机和电动动机。按电源类型型分类按电源类型型电机分分为直流流电机和和交流电电机。按运行形式式分类按运行形式式电机分分为运动动电机和和静止电电机。除去上面三三种分类类方法外外，还有有一些其其他分类类方法。电电机分类类时先按按一种形形式为主主进行分分类，否否则会出出现交叉叉或混乱乱，甚至至分不清清

17、到底有有多少类类电机。如如先按电电源类型型分类为为主电机机分类如如下：电机：直流流电机：直流电电动机：他励直直流电动动机 自自励直流流电动机机：串励励直流电电动机 并并励直流流电动机机 复复励直流流电动机机直流发电机机：他励励直流发发电机 自自励直流流发电机机：串励励直流发发电机 并并励直流流发电机机 复复励直流流发电机机交流电机：交流电电动机：三相交交流电动动机：三三相交流流异步电电动机：笼型转转子三相相交流异异步电动动机，绕线转转子三相相交流异异步电动动机。三相交交流同步步电动机机：凹极极转子三三相交流流同步电电动机，凸极转转子三相相交流同同步电动动机。单相交交流电动动机：电电阻启动动单相

18、交交流异步步电动机机， 电容容起动单单相交流流异步电电动机， 电容容运转单单相交流流异步电电动机， 罩极极启动单单相交流流异步电电动机。交流发电机机：三相相交流同同步发电电机， 三相相交流异异步发电电机。变压器：单单相变压压器， 三相相变压器器，特殊用用途变压压器。特殊电机直流电机中中有两种种基本绕绕组，即即励磁绕绕组和电电枢绕组组。励磁磁绕组和和电枢绕绕组之间间的连接接方式称称为励磁磁方式，不不同励磁磁方式的的直流电电机，其其特性有有很大的的差异，故故选择励励磁方式式是选择择直流电电机的重重要依据据。直流电机的的励磁方方式可分分为他励励、并励励、串励励、复励励四类，如如图37所示示。1他励电

19、电机他励直流电电动机的的励磁绕绕组和电电枢绕组组分别由由两个不不同的电电源供电电，这两两个电源源的电压压可以相相同，也也可以不不同。如如图37（a），励励磁电流流If的大小小仅决定定于励磁磁电源的的电压和和励磁回回路的电电阻，而而与电机机的电枢枢电压大大小及负负载基本本无关。用用永久磁磁铁作主主磁极的的电机可可当作他他励电机机。2并励电电机并励式直流流电动机机励磁绕绕组和电电枢绕组组并联，由由同一电电源供电电，其接接线图如如图37（b）。励励磁电流流一般为为额定电电流的55%，要要产生足足够大的的磁通，需需要有较较多的匝匝数，所所以并励励绕组匝匝数多，导导线较细细。并励励式直流流电动机机一般用

20、用于恒压压系统。中中小型直直流电动动机多为为并励式式。图37直直流电机机按励磁磁方式分分类（a）他励励；（bb）并联联；（cc）串励励；（dd）复励励；（ee）复励励3串励电电机励磁绕组与与电枢绕绕组串联联，如图图37（c）。励励磁电流流与电枢枢电流相相同，数数值较大大，因此此，串励励绕组匝匝数很少少，导线线较粗。串串励式直直流电动动机具有有很大的的起动转转矩，但但其机械械特性很很软，且且空载时时有极高高的转速速，串励励式直流流电动机机不准空空载或轻轻载运行行。串励励式直流流电动机机常用于于要求很很大起动动转矩且且转速允允许有较较大变化化的负载载等。4复励电电机电机至少由由两个绕绕组励磁磁，其

21、中中之一是是串励绕绕组，其其他为他他励（或或并励）绕绕组，如如图37（d）所示示。通常常他励（或或并励）绕绕组起主主要作用用，串励励绕组起起辅助作作用。若若串励绕绕组和他他励（或或并励）绕绕组的磁磁势方向向相同，称称为积复复励；该该型电机机多用于于要求起起动转矩矩较大，转转速变化化不大的的负载；由于积积复励式式直流电电动机在在两个不不同旋转转方向上上的转速速和运行行特性不不同，因因此不能能用于可可逆驱动动系统中中。若串串励绕组组和并励励（或他他励）绕绕组的磁磁势方向向相反，称称为差复复励；差差复励式式直流电电动机一一般用于于起动转转矩小，而而要求转转速平稳稳的小型型恒压驱驱动系统统中；这这种励

22、磁磁方式的的直流电电动机也也不能用用于可逆逆驱动系系统中。直流电动机机的工作作原理1 直流电电动机的的工作原原理把电刷A、B接到一一直流电电源上，电电刷A接电源源的正极极，电刷刷B接电源源的负极极，根据据电枢线线圈中将将有电流流流过。图3-8 直流他他励电动动机的工工作原理理图如图388（a）所示示，设线线圈的aab边位位于N极下，线线圈的ccd边位位于S极下，载载流导体体在磁场场中受到到电磁力力的作用用，其大大小为：f = BBXli（331）式中，f为为电磁力力，单位位为N ；BX为导体体所在处处的磁通通密度，单单位为WWb/mm；l为导体体ab或cd的有有效长度度，单位位m；i为导体体中

23、流过过的电流流，单位位为A。导体受力方方向由左左手定则则确定。在在图38（a）的情情况下，位位于N极下的的导体aab受力力方向为为从右向向左，而而位于SS极下的的导体ccd受力力方向为为从左到到右。导导体所受受电磁力力对轴产产生一转转矩，这这种由于于电磁作作用产生生的转矩矩称为电电磁转矩矩，电磁磁转矩的的方向为为逆时针针。当电电磁转矩矩大于阻阻力矩时时，线圈圈按逆时时针方向向变为从从右向左左；而原原位于NN极下的的导体aab转到到S极下，导导体abb受力方方向变为为从左向向右，该该转矩的的方向仍仍为逆时时针方向向，线圈圈在此转转矩作用用下继续续按逆时时针方向向旋转。这这样虽然然导体中中流通的的

24、电流为为交变的的，但NN极下的的导体受受力方向向和S极下导导体受力力的方向向并未发发生变化化，电动动机在此此方向不不变的转转矩作用用下转动动。同直流发电电机相同同，实际际的直流流电动机机的电枢枢并非单单一线圈圈，磁极极也并非非一对。3.1.66直流电电机的铭铭牌铭牌钉在电电动机机机座的外外边面上上，其上上标明电电机主要要额定数数据及电电机产品品数据，供供使用者者使用时时参考。铭铭牌数据据主要包包括：电电机型号号、电机机额定功功率、电电机额定定电压、额额定电流流、额定定转速和和额定励励磁电流流及励磁磁方式等等，此外外还有电电机的出出厂数据据如出厂厂编号、出出厂日期期等。电机的产品品型号表表示电机

25、机的结构构和使用用特点，国国产电机机型号一一般采用用大写的的汉语拼拼音字母母和阿拉拉伯数字字表示，其其格式为为：第一一部分用用大写的的拼音表表示产品品代号，第第二部分分用阿拉拉伯数字字表示设设计序号号，第三三部分用用阿拉伯伯数字表表示机座座代号，第第四部分分用阿拉拉伯数字字表示电电枢铁心心长度代代号。以以Z1922为例说说明如下下：Z1922中Z表示一一般用途途直流电电机；22表示设设计序号号，第二二次改型型设计；9表示机机座序号号；2电枢铁铁心长度度序号。第一部分字字符的含含义如下下：Z系列：一一般用途途直流电电动机（如如Z2，Z3，Z4等系列列）；ZJ系列：精密机机床用直直流电动动机；ZT

26、系列：广调速速直流电电动机；ZQ系列：直流牵牵引电动动机；ZH系列：船用直直流电动动机；ZA系列：防爆安安全型直直流电动动机；ZKJ系列列：挖掘掘机用直直流电动动机；ZZJ系列列：冶金金起重机机用直流流电动机机；电机铭牌上上所标的的数据称称为额定定数据，具具体含义义如下：额定功率PPN：指在在额定条条件下电电机所能能供给的的功率。对对于电动动机额定定功率是是指电动动机轴上上输出的的最大机机械功率率；对于于发电机机是指电电刷间输输出的最最大电功功率。额额定功率率的单位位为kWW。额定功率、额额定电压压和额定定电流的的关系为为：发电电机PN=UNIN 11033 kkW 电动机PNN=UNIN h

27、N1003kWW额定电压UUN：是指指额定工工况条件件下，电电机出线线端的平平均电压压。对于于电动机机是指输输入额定定电压，对对于发电电机指输输出额定定电压。额额定电压压的单位位为V。额定电流IIN：指电电机在额额定电压压下，运运行于额额定功率率时对应应的电流流值。额额定电流流的单位位为A。额定转速nnN：指对对应于额额定电流流，额定定电压，电电机运行行于额定定功率时时所对应应的转速速。额定定功率的的单位为为r/mmin。额定励磁电电流IfN：指指对应于于额定电电压、额额定电流流、额定定转速及及额定功功率时的的励磁电电流。额额定励磁磁电流的的单位为为A。励磁方式：指直流流电机的的励磁线线圈与其

28、其电枢线线圈的连连接方式式。根据据电枢线线圈与励励磁线圈圈的连接接方式不不同，直直流电机机励磁有有并励、串串励、他他励、复复励等方方式。此外，电机机的铭牌牌上还标标有其他他数据，如如励磁电电压、出出厂日期期、出厂厂编号等等。额定定值是选选用或使使用电机机的主要要依据。电电机在运运行时的的各种数数据可能能与额定定值不同同，由负负载的大大小决定定。若电电机的电电流正好好等于额额定值，称称为满载载运行；若电机机的电流流超过额额定值，称称为过载载运行；若比额额定值小小得多，称称为轻载载运行。长长期过载载运行将将使电机机过热，降降低电机机寿命甚甚至损坏坏；长期期轻载运运行使电电机的容容量不能能充分利利用

29、。故故在选择择电机时时，应根根据负载载的要求求，尽可可能使电电机运行行在额定定值附近近。3.2 直直流电动动机的拆拆卸与安安装3.2.11电动机机的拆卸卸（1）切断断电源。拆拆开电动动机与电电源的连连线，并并对电源源线线头头做好绝绝缘处理理。（2）脱开开皮带轮轮或联轴轴器，松松掉地脚脚螺钉和和接地螺螺栓。（3）拆卸卸带轮或或联轴器器。先在在带轮（或或联轴器器）舞曲曲伸端（或或联轴器器端）做做好尺寸寸标记，再再将皮带带轮（或或联轴器器）上的的定位螺螺丝钉或或销子松松脱取下下，装上上拉具，拉拉具的丝丝杆端要要对准电电动机轴轴的中心心，转动动丝杠，把把皮带轴轴或联轴轴器慢慢慢拉出。如如拉不出出，不要

30、要强拉；可在定定位螺孔孔内注入入煤油，等等待几小小时后再再拉。如如仍拉不不出，可可用喷灯灯等急火火在皮带带轮外侧侧轴套四四周加热热，使其其膨胀，便便可拉出出。加热热温度不不能太高高，防止止轴变形形。拆卸卸过程中中不用手手锤直接接敲击皮皮带轮，防防止皮带带界线中中联轴器器碎裂、轴轴变形和和端盖受受损等。（4）拆卸卸风扇罩罩、风扇扇。封闭闭式电动动机在拆拆卸皮带带轮或联联轴大后后，就右右以把外外风扇罩罩的螺栓栓松脱，取取下风扇扇罩，然然后松脱脱或取下下转子轴轴尾端风风扇上的的定位螺螺钉或销销子，用用手锤在在风扇四四周均匀匀轻调皮皮，风扇扇就可以以取下。小小型电动动机的风风扇一般般可不用用取下，可可

31、随转子子一起抽抽出。如如果后端端盖内的的轴承需需要加油油或更换换时就必必须拆卸卸。（5）拆卸卸轴承盖盖和端盖盖。先把把轴承外外盖的螺螺栓松下下，拆下下轴承外外盖。为为了方便便装配时时复位，应应在端盖盖与机座座接缝处处的任意意位置上上做一标标记，然然后松开开端盖的的紧固螺螺栓，最最后用手手锤均匀匀调皮打打端盖四四周（调调皮打时时要垫一一木块），把把端盖取取下。较较大型电电动机端端盖较重重，应先先把端盖盖用丐重重设备吊吊住，以以免端盖盖卸下时时跌碎或或碰坏绕绕组。对对于小型型电动机机，可以以先把轴轴伸端的的轴承外外盖卸下下，再松松开后端端盖的紧紧固螺栓栓（如风风扇叶是是装在轴轴伸端，则则需先把把端

32、盖的的轴承外外盖取下下），然然后用木木锤轻敲敲轴伸端端，就可可以把转转子和后后端盖一一起下。 拆卸卸轴承，常常用以下下方法：用拉具拆卸卸。可根根据轴承承的大小小，选择择适用拉拉具，拉拉具的脚脚爪应紧紧扣在轴轴承的内内圈上。用铜棒拆卸卸。在轴轴承的内内圈上垫垫上铜棒棒，用手手锤向轴轴外方向向敲打铜铜棒，将将轴承推推出。敲敲打时要要在轴承承内圈四四周上对对称的两两侧轮流流敲析，不不可偏敲敲一面或或用力过过猛。搁在圆筒上上拆卸。在在轴承的的内圆下下面用两两块铁板板夹住，搁搁在一只只内径略略大于转转子外径径的圆筒筒上面，在在轴的端端面上垫垫上铜块块，用手手锤敲打打，着力力点对准准轴的中中心，圆圆筒内放

33、放一些棉棉纱头，防防止轴承承脱下时时转子和和转轴被被子摔坏坏。当敲敲到轴承承逐渐松松动时，用用力要减减弱， 加热拆卸。若若因轴承承装配过过紧或轴轴承氧化化，不易易拆卸时时，可用用10000C左右的的机油浇浇在轴承承内圈上上，趁热热用上述述方法拆拆卸，可可用布包包好转轴轴，防止止热量扩扩散。轴承在端盖盖内的拆拆卸。在在拆卸电电动机时时，若遇遇到轴承承留在端端盖的轴轴孔内时时，把端端盖止口口面朝上上，平稳稳地搁在在两块铁铁板上，垫垫上一段段直径小小于轴承承外径的的金属棒棒，沿轴轴承的外外圈（敲敲打金属属棒）敲敲打，将将轴承敲敲出。抽出或吊出出转子。小小型电动动机的转转子可以以连同后后端盖一一起取出

34、出，抽出出转子时时应小心心缓慢，不不能歪斜斜，防止止碰伤定定子绕组组。对于于大、中中型电动动机其转转子较重重，要用用起重设设备将转转子吊出出。用钢钢丝绳套套住转子子两端轴轴颈，轴轴颈受力力处要衬衬垫纸板板或棉纱纱、棉布布，当转转子的重重心已移移出定子子时，立立即在定定子和转转子间隙隙内塞入入纸板垫垫衬，并并在转子子移出的的轴端垫垫一支架架或木块块架住院院转子，然然后将钢钢丝绳改改吊住转转子体（不不要将钢钢丝绳吊吊在铁心心风道里里，同时时在钢绳绳与转子子之间衬衬垫纸板板）慢慢慢将转子子吊出。电动机的保保养（1）清尘尘。用吹吹尘器（或或压缩空空气）吹吹去定子子绕组中中的积尘尘，并用用抹布擦擦净转子

35、子体。检检查定子子和转子子有无损损伤。（2）轴承承清洗。将将轴承和和轴承盖盖先用煤煤油浸泡泡后，用用油刷清清洗干净净，再用用棉布擦擦净。（3）轴承承检查。检检查轴承承有无裂裂纹，再再用手旋旋转轴承承外套，观观察其转转动是否否灵活、均均匀。如如发现轴轴承有卡卡住或过过松现象象，要用用塞尺检检查轴承承的磨损损情况。磨磨损情况况如超过过表3-1允许许值，应应考虑更更换新轴轴承。轴承内径/mm最大磨损/mm轴承内径/mm最大磨损/mm203000.18512200.300.4358000.212011500.400.5表3-1 滚动轴轴承的允允许磨损损值（4)更换换轴承。如更换换新轴承承,应将将其放于

36、于70800C的变压压器油中中加热55minn左右，待待全部防防锈脂熔熔去后，再再用煤油油清洗干干净，并并用棉布布擦净待待装。3.2.33 电动动机的装装配电动机的装装配顺序序按拆卸卸时的逆逆顺序进进行。装装配前，各各配合处处要先清清理除锈锈，装配配时应按按各部件件拆卸时时所做标标记复位位。（1）滚动动轴承的的安装冷套法。把把轴承套套到轴上上，对准准轴颈，用用一段内内径略大大于轴径径而外径径略小于于轴承内内圈的铁铁管，将将其一端端顶在轴轴承的内内圈上，用用手锤敲敲打铁管管的另一一端，将将轴承推推进去。有有条件的的可用压压床压入入法。热套法。把把轴承置置于80010000C的变变压器油油中加热热

37、3040mmin。加加热时轴轴承要放放在浸于于油内的的网架上上，不与与箱底或或箱壁接接触。为为防止轴轴承退火火，加热热要均匀匀，温度度和时间间不宜超超过要求求。热套套时，要要趁热迅迅速把轴轴承一直直推到轴轴颈。如如套不进进，应检检查原因因，若无无外因，可可用套筒筒顶住轴轴承内圈圈，用手手锤轻敲敲入。并并用棉布布擦净。注润滑脂。已已装的轴轴承要加加注润滑滑脂于其其内外套套之间。塞塞装要均均匀洁净净，不要要塞装过过满。轴轴承内外外盖中也也要注润润滑脂，一一般使其其占盖内内容积的的1/331/2。（2） 后后端盖的的安装。将将轴伸端端朝下垂垂直放置置，在其其端面上上垫付上上木板，将将后端盖盖套在后后

38、轴承上上，用木木锤敲打打，把后后端盖敲敲进去后后，装轴轴承外盖盖，紧固固内外轴轴承盖的的螺栓时时要逐步步拧紧，不不能先紧紧一个，再再紧另一一个。（3） 转转子的安安装。把把转子对对准定子子孔中心心，小心心地往里里送放，后后端盖要要对准机机座的标标记，旋旋上后端端盖螺栓栓，暂不不要拧紧紧。（4）前端端盖的安安装。将将前端盖盖对准与与机座的的标记，用用木锤均均匀敲击击端盖四四周，不不可单边边着力，并并拧上端端盖的紧紧固螺栓栓。拧紧紧前后端端盖的螺螺栓时，要要按对角角线上下下左右逐逐步拧紧紧，便四四周均匀匀受力。否否则易造造成耳攀攀断裂或或转子的的同心度度不良等等。然后后再装前前轴承外外端盖，先先在

39、外轴轴承盖孔孔内插入入一根螺螺栓，一一手顶住住螺栓，另另一手缓缓慢转动动转轴，轴轴承内盖盖也随之之转动，当当手感觉觉到轴承承内外盖盖螺孔对对齐时，就就可以将将螺栓拧拧入内轴轴承盖的的螺孔内内，再装装另外几几根螺栓栓。紧固固时，也也要逐步步均匀拧拧紧。（5）风扇扇和风扇扇罩的安安装。先先安装风风扇叶，对对准键槽槽或止紧紧螺钉孔孔，一般般可以推推入或轻轻轻敲入入，然后后按机体体标记，推推入风扇扇罩，转转动机轴轴，风扇罩罩和风扇扇叶无摩摩擦，拧拧紧固螺螺钉。（6）皮带带轮的安安装。安安装时要要对准键键槽或止止紧螺钉钉孔。中中小型电电动机可可在皮带带轮的端端面上垫垫上木块块或铜板板，用手手锤打入入。若

40、打打入困难难，可将将轴的另另一端也也垫上木木块或铜铜板顶在在坚固的的止挡物物上，打打入皮事事轮。安安装大型型电动机机的皮带带轮（或或联轴器器），可可用千斤斤顶将皮皮带轮顶顶入，但但要用坚坚固的止止挡物顶顶住机轴轴另一端端和千斤斤顶底座座。3.2.44装配后后的检验验（1）一般般检查。检检查所有有螺栓是是否拧紧紧；转子子转动是是否灵洛洛，轴伸伸端径向向是否有有偏摆现现象。（2）绝缘缘电阻测测定。用用5000V兆欧欧美表，测测电动机机定子绕绕组的相相与相、相相与机壳壳的绝缘缘电阻，其其值不得得小于00.5MM。（3）三相相电流测测量。按按电动机机铭牌的的技术要要求正确确接线，机机壳接好好保护线线，

41、接通通电源，用用钳形表表分别测测量三相相空载电电流的大大小及平平衡情况况。（4）温升升检查。检检查铁心心、轴承承的温度度是否过过高，轴轴承在运运行时是是否有异异常声音音等。3.3他励励直流电电动机的的启动控控制3.3.11降低电电源电压压起动图3-9直直流电动动机降压压启动接接线图电动机的起起动是指指电动机机接通电电源后，由由静止状状态加速速到稳定定运行状状态的过过程。电电动机在在起动瞬瞬间（nn=0）的的电磁转转矩称为为起动转转矩Tst，起起动瞬间间的电枢枢电流称称为起动动电流IIst。起起动转矩矩为Tst=CCTIst（32）如果他励直直流电动动机在额额定电压压下直接接起动，由由于起动动瞬

42、间nn=0， Ea=0，故故起动电电流为Ist=（33）因为电枢电电阻Ra很小，所所以，直直接起动动电流将将达到很很大的数数值，通通常可达达到（110220）IN。过大大的起动动电流会会引起电电网电压压下降，影影响电网网上其他他用户；使电动动机的换换向严重重恶化，甚甚至会烧烧坏电动动机；同同时过大大的冲击击转矩会会损坏电电枢绕组组和传动动机构。因因此，除除了个别别容量很很小的电电动机外外，一般般直流电电动机是是不允许许直接起起动的。对直流电动动机的起起动，一一般有如如下要求求：（1）要有有足够大大的起动动转矩。（2）起动动电流要要限制在在一定的的范围内内。（3）起动动设备要要简单、可可靠。为了

43、限制起起动电流流，他励励直流电电动机通通常采用用电枢回回路串电电阻起动动或降低低电枢电电压起动动。无论论采用哪哪种起动动方法，起起动时都都应保证证电动机机的磁通通达到最最大值。这这是因为为在同样样的电流流下，大大则Tst大；而在同同样的转转矩下，大则Ist可以小一些。当直流电源源电压可可调时，可可以采用用降压方方法起动动。起动动时，以以较低的的电源电电压起动动电动机机，起动动电流便便随电压压的降低低而正比比减小。随随着电动动机转速速的上升升，反电电动势逐逐渐增大大，再逐逐渐提高高电源电电压，使使起动电电流和起起动转矩矩保持在在一定的的数值上上，从而而保证电电动机按按需要的的加速度度升速。降压起

44、动虽虽然需要要专用电电源，设设备投资资较大，但但它起动动平稳，起起动过程程中能量量损耗小小，因而而得到了了广泛的的应用。3.3.22电枢回回路串电电阻起动动电动机起动动前，应应使励磁磁回路调调节电阻阻Rst=00，这样样励磁电电流If最大，使使磁通最最大。电电枢回路路串接起起动电阻阻Rst，在在额定电电压下的的起动电电流为Ist=（334）式中，Rsst值应应使Ist不大大于允许许值。对对于普通通直流电电动机，一一般要求求Ist（1.552）IN。在起动电流流产生的的起动转转矩作用用下，电电动机开开始转动动并逐渐渐加速，随随着转速速的升高高，电枢枢电动势势（反电电动势）Ea逐渐增大，使电枢电流

45、逐渐减小，这样转速的上升就逐渐缓慢下来。为了缩短起动时间，保持电动机在起动过程中的加速不变，就要求在起动过程中电枢电流维持不变，因此随着电动机转速的升高,应将起动电阻平滑地切除，最后使电动机转速达到运行值。实际上，平平滑地切切除电阻阻是不可可能的，一一般是在在电阻回回路中串串入多级级(通常是是255级)电阻，在在起动过过程中逐逐级加以以切除。起起动电阻阻的级数数越多，起起动过程程就越快快且越平平稳，但但所需要要的控制制设备就就越多，投投资也越越大。图图310所示示是采用用二级电阻阻起动时时电动机机的电路路原理图图及其机机械特性性。图3100他励直直流电动动机二级电阻阻起动3.3.33直流电电动

46、机调调速1 降低电电源电压压调速为了提高生生产效率率或满足足生产工工艺的要要求，许许多生产产机械在在工作过过程中都都需要调调速。例例如车床床切削工工件时，精精加工用用高转速速，粗加加工用低低转速；轧钢机机在轧制制不同品品种和不不同厚度度的钢材材时，也也必须有有不同的的工作速速度。电力拖动系系统的调调速可以以采用机机械调速速、电气气调速或或二者配配合起来来调速。通通过改变变传动机机构速比比的方法法称为机机械调速速；通过过改变电电动机参参数的方方法称为为电气调调速。本本节只介介绍他励励直流电电动机的的电气调调速。改变电动机机的参数数就是人人为地改改变电动动机的机机械特性性，从而而使负载载工作点点发

47、生变变化，转转速随之之变化。可可见，在在调速前前后，电电动机必必然运行行在不同同的机械械特性上上。如果果机械特特性不变变，因负负载变化化而引起起电动机机转速的的改变，则则不能称称为调速速。根据他励直直流电动动机的转转速公式式（35）可知，当电电枢电流流Ia不变时时（即在在一定的的负载下下），只只要改变变电枢电电压U、电枢枢回路串串联电阻阻Rs及励磁磁磁通三三者之中中的任意意一个量量，就可可改变转转速n。因此此，他励励直流电电动机具具有三种种调速方方法：调调压调速速,电枢串串电阻调调速和调调磁调速速。为了了评价各各种调速速方法的的优缺点点，对调调速方法法提出了了一定的的技术经经济指标标，称为为调

48、速指指标。下下面先对对调速指指标做一一介绍，然然后讨论论他励电电动机的的三种调调速方法法及其与与负载类类型的配配合问题题。评价调速性性能好坏坏的指标标由以下下四个方方面（1）调速速范围调速范围是是指电动动机在额额定负载载下可能能运行的的最高转转速与最最低转速速之比，通通常又用用D表示，即即（36）不同的生产产机械对对电动机机的调速速范围有有不同的的要求。要要扩大调调速范围围，必须须尽可能能地提高高电动机机的最高高转速和和降低电电动机的的最低转转速。电电动机的的最高转转速受电电动机的的机械强强度、换换向条件件、电压压等级等等方面的的限制，而而最低转转速则受受到低速速运行时时转速的的相对稳稳定性的

49、的限制。（2）静差差率（相相对稳定定性）转速的相对对稳定性性是指负负载变化化时，转转速变化化的程度度。转速速变化小小，其相相对稳定定性好。转转速的相相对稳定定性用静静差率表表示。当当电动机机在某一一机械特特性上运运行时，由由理想空空载增加加到额定定负载，电电动机的的转速降降落与理理想空载载转速nn0之比，就就称为静静差率，用用百分数数表示为为：（37）显然，电动动机的机机械特性性越硬，其其静差率率越小，转转速的相相对稳定定性就越越高。但但是静差差率的大大小不仅仅仅是由由机械特特性的硬硬度决定定的，还还与理想想空载转转速的大大小有关关。静差率与调调速范围围两个指指标是相相互制约约的，设设图311

50、中中曲线11和曲线线4为电动动机最高高转速和和最低转转速时的的机械特特性，则则电动机机的范围围D与最低低转速是是的静差差率关系系如下：（38）式中，为最最低转速速机械特特性上的的转速降降；为最最低转速速时的静静差率，即即系统的的最大静静差率。图3111不同机机械特性性的静差差率由式（38）可可知，若若对静差差率这一一指标要要求过高高，即值值越小，则则调速范范围D就越小小；反之之，若要要求调速速范围DD越大，则则静差率率也越大大，转速速的相对对稳定性性越差。不同的生产产机械，对对静差率率的要求求不同，普普通车床床要求，而而高精度度的造纸纸机则要要求00.011% 。保保证一定定静差率率指标的的前

51、提下下，要扩扩大调速速范围，就就必须减减小转速速降落。（3）调速速的平滑滑性在一定的调调速范围围内，调调速的级级数越多多，就认认为调速速越平滑滑，相邻邻两级转转速之比比称为平平滑系数数：（39）值越接近11，则平平滑性越越好，当当=1时，称称为无级级调速，即即转速可可以连续续调节。调调速不连连续时，级级数有限限，称为为有级调调速。（4）调速速的经济济性主要指调速速设备的的投资、运运行效率率及维修修费用等等。2降低电源源电压调调速电动机的工工作电压压不允许许超过额额定电压压，因此此电枢电电压只能能在额定定电压以以下进行行调节。降降低电源源电压调调速的原原理及调调速过程程可用图图312说说明。图3

52、122降低电电压调速速设电动机拖拖动恒转转矩负载载TL在固有有特性上上A点运行行，其转转速为nnN。若电电源电压压由UN下降至至U1，则达达到新的的稳态后后，工作作点将移移到对应应人为特特性曲线线上的BB点，其其转速下下降为nn1。从图图中可以以看出，电电压越低低，稳态态转速也也越低。转速由nNN下降至至n1的调速速过程如如下：电电动机原原来在AA点稳定定运行时时，Tem=TTL，n=nnN。当电电压降至至U1后，电电动机的的机械特特性变为为直线nn01B。在降降压瞬间间，转速速n不突变变，Ea不突变变，所以以Ia和Tem突变变减小，工工作点平平移到AA/点。在在A/点，TemTTL，电动动机

53、开始始减速，随随着n减小，EEa减小，IIa和Tem增大大，工作作点沿AA/B方向移移动，到到达B点时，达达到了新新的平衡衡：Tem=TTL，此时时电动机机便在较较低转速速n1下稳定定运行。降降压调速速过程与与电枢串串电阻调调速过程程类似，调调速过程程中转速速和电枢枢电流（或或转矩）随随时间的的变化曲曲线也与与图346类类似。降压调速的的优点是是：（1）电源源电压能能够平衡衡调节，可可以实现现无级调调速；（2）调速速前后机机械特性性的斜率率不变，硬硬度较高高，负载载变化时时，速度度稳定性性好；（3）无论论轻载还还是重载载，调速速范围相相同，一一般可达达D=22.512；（4）电能能损耗较较小。

54、降压调速的的缺点是是，需要要一套电电压可连连续调节节的直流流电源。3.3.44电枢回回路串电电阻调速速电枢回路串串电阻调调速的原原理及调调速过程程可用图图313说明。设设电动机机拖动恒恒转矩负负载TL在固有有特性上上A点运行行，其转转速为nnN。若电电枢回路路串入电电阻Rs1，则则达到新新的稳态态后，工工作点变变为人为为特性上上的B点，转转速下降降到n1。从图图中可以以看出，串串入的电电阻值越越大，稳稳态转速速就越低低。现以转速由由nN降至n1为例，说说明其调调速过程程。电动动机原来来在A点稳定定运行时时，Tem=TTL，n=nnN,当串入入Rs1后，电电动机的的机械特特性变为为直线nn0B，

55、因串串电阻瞬瞬间转速速不突变变，故EEa不突变变，于是是Ia及Tem突变变减小，工工作点平平移到AA/点。在在A/点，TemTTL，电动动机开始始加速，随随着n上升，EEa增大，IIa和Tem减小小，工作作点沿AA/B方向移移动，到到达B点时，TTem=TTL，出现现了新的的平衡，此此时电动动机便在在较高的的转速nn1下稳定定运行。调调速过程程中电枢枢电流和和转速随随时间的的变化规规律如图图316所示。图3155减弱磁磁通调速速图316恒转矩矩负载时时弱磁通通调速过过程对于恒转矩矩负载，调调速前后后电动机机的电磁磁转矩不不变，因因为磁通通减小，所所以调速速后的稳稳态电枢枢电流大大于调速速前的电

56、电枢电流流，这一一点与前前两种调调速方法法不同。当当忽略电电枢反应应影响和和较小的的电阻压压降RaIa的变化化时，可可近似认认为转速速与磁通通成反比比变化。弱磁调速的的优点：由于在在电流较较小的励励磁回路路中进行行调节，因因而控制制方便，能能量损耗耗小，设设备简单单，而且且调速平平滑性好好。虽然然弱磁升升速后电电枢电流流增大，电电动机的的输入功功率增大大，但由由于转速速升高，输输出功率率也增大大，电动动机的效效率基本本不变，因因此弱磁磁调速的的经济性性是比较较好的。弱磁调速的的缺点：机械特特性的斜斜率变大大，特性性变软；转速的的升高受受到电机机换向能能力和机机械强度度的限制制，因此此升速范范围

57、不可可能很大大，一般般D2。为了扩大调调速范围围，常常常把降压压和弱磁磁两种调调速方法法结合起起来。在在额定转转速以下下采用降降压调速速，在额额定转速速以上采采用弱磁磁调速。3.3.66直流电电机的换换向直流电机电电枢绕组组中一个个元件经经过电刷刷从一个个支路转转换到另另一个支支路时，电电流方向向改变的的过程为为换向。当当电机带带负载后后，元件件中的电电流经过过电刷时时，电流流方向会会发生变变化。换换向不良良会产生生电火花花或环火火，严重重时将烧烧毁电刷刷，导致致电机不不能正常常运行，甚甚至引起起事故。（一）换向向概述直流电机每每个支路路里所含含元件的的总数是是相等的的，但是是，就某某一个元元

58、件来说说它一会会儿在这这个支路路里，一一会儿又又在另一一个支路路里。一一个元件件从一个个支路换换到另一一个支路路时要经经过电刷刷。当电电机带有有负载后后，电枢枢元件中中有电流流流过，同同一支路路里各元元件的电电流大小小与方向向都是一一样的，相相邻支路路里电流流大小虽虽然一样样，但方方向却是是相反的的。可见见，某一一元件经经过电刷刷，从一一个支路路换到另另一个支支路时，元元件里的的电流必必然改变变方向。现现以图3317所示单单叠绕组组为例来来看某个个元件里里电流换换向的过过程。图3177直流电电机的换换向过程程为了分析简简单，忽忽略换向向片之间间的绝缘缘并假设设电刷宽宽度等于于换向片片宽度。在在

59、图330中中，电枢枢绕组以以线速度度ua从右向向左移动动，电刷刷固定不不动，观观察图中中元件11的换向向过程。当当电刷完完全与换换向片11接触时时，元件件1里流过过的电流流为图中中所标方方向，电电流大小小为;当电枢枢转到使使电刷与与换向片片2相接触触时，元元件1被电刷刷短路。由由于换向向片2接触了了电刷，该该元件里里的电流流被分流流了一部部分。当当电刷仅仅与换向向片2接触时时，换向向元件11已进入入另一支支路，其其中电流流也从换换向前的的方向变变为换向向后的反反方向，完完成了换换向过程程元件11中流过过的电流流为。元元件从开开始换向向到换向向终了所所经历的的时间，称称为换向向周期，换换向周期期

60、通常只只有千分分之几秒秒。直流流电机在在运行时时电枢绕绕组每个个元件在在经历过过电刷时时，都要要经历上上述的换换向过程程。换向问题很很复杂，换换向不良良会在电电刷和换换向片之之间产生生火花，当当火花到到一定程程度时有有可能损损坏电刷刷和换向向器表面面，从而而使电机机不能正正常工作作，但也也不是说说，直流流电机运运行时，一一点火花花也不许许出现。详详细情况况可以参参阅有关关国家技技术标准准的规定定。产生火花的的原因是是多方面面的，除除电磁原原因外，还还有机械械的原因因，此外外换向过过程中还还伴随着着有电化化学和电电热学等等现象，所所以相当当复杂。下面仅对电电磁方面面的原因因做一简简略地分分析。（