8.2 单相串励电动机(手电钻)（课件）-《电机与变压器》同步精品课堂（高等教育出版社）

8.2 单相串励电动机(手电钻) 同步精品课堂 电机与变压器 高教版 学习目标 掌握单相串励电动机(手电钻)工作原理 掌握单相串励电动机(手电钻)机械特性 掌握并学会电枢绕组的内容 知识目标 能力目标 新知学习 一 、工作原理 单相串励电动机是交直流两用的，由于交流电源易于获得，大多数情况下都使用交流电源， 称为交流串励整流子式电动机。其原理是建立在直流串励电动机的基础上的。在电动工具中广 泛应用着，单相手电钻就采用这种电动机，如图所示。 新知学习 一 、工作原理 单相串励电动机原理和直流串励电动机一样，原理线路如图(a) 所示。 新知学习 一 、工作原理 如果接通直流电源，不管怎么 接，电动机旋转方向是不变的，如图(b) 所示。 新知学习 一 、工作原理 因此，主磁通和电枢电流方向同时改变，这时转 矩方向不变，仍使转子逆时针旋转，这仍然是直流电动机。 如果将电源极性反过来，由 于是串励，励磁电流和电枢电流同时改变了方向 03 04 励磁绕组和电枢 绕组串联，接到直流电源上，根据主磁通Φ的方向和电枢电流I。的方向，利用左手定则不难判断 转子将在电磁转矩作用下，沿逆时针旋转，这就是直流串励电动机。 单相手电钻主要由交直流两用串励电 动机、减速箱、快速切断自动复位手揿式开关、钻轧头等部分组成。 01 02 工作原理 1 . 交直流测速发电机 新知学习 一 、工作原理 当电源极性周期性变化时，主磁通和电枢电流也随之周期性变化，转矩方向仍不变，所以串 励直流电动机也可在交流电源上使用。因此，串励式整流子电动机是交直流两用电动机，如图(c) 所示。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 二 、机械特性 单相串励电动机的机械特性，不论采用直流电源或交流电源，与普通直流串励电动机特性相 似，有大的启动转矩和软的机械特性。其特性曲线如图(d) 所示。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 二 、机械特性 01 因为励磁电流的大小与电枢电流相同，主磁通在磁极磁通未饱和时与电枢电流成正比增加(Φ=CI), 转矩与电枢电流的平 方成正比(T=C₁ΦI₄=C,CI²) 。 03 钻小孔时，转矩可以小些，但转速可高一些；钻大孔时，转矩要求大一 些，但转速可以低一些。 02 当负载增大时，转速降低，转矩很快增大。这种机械特性最适用于 电钻等电动工具的要求。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 二 、机械特性 04 这种电机由于使用交流电源，磁极铁心将受到交变磁通的作用，铁心中将产生涡流损耗和磁 滞损耗。为减少这种损耗，铁心采用硅钢片叠成。 06 轻载时，转速 可达20000 r/min, 实用中转速一般在400~1000 r/min, 所以这类手电钻的电机维修后，要带减 速机构一同试车，以防转子高速“飞车”。 05 这种交直流两用串励电动机有较高的转速，而且不受电源频率的限制，但转速也如直流电动 机一样是可以调节的，通常采用双向晶闸管控制其导通角进行调节电源电压调速。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 三 、电枢绕组 手电钻用串励电动机的电枢铁心槽数Z 通常为7~16不等，一般是两个磁极，电枢绕组采用 双层，节距由下式确定，即 Z 为单数时 Z 为双数时 1 . 交直流测速发电机 新知学习 三 、电枢绕组 一般采用短节距，电枢绕组可采用叠绕式和对绕式，叠绕式单数槽和双数槽绕法完全一样。 如槽数Z=7, 节距y=(7-1)/2=3,绕法如图所示。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 三 、电枢绕组 对绕式如图所示。仍以Z=7 为例。首先在第1号槽与第4号槽间绕第一个元件，然后 在第4号槽和第7号槽之间绕第二个元件，接着在第7号槽和第3号槽之间绕第三个元件，如此 下去，最后在第5号槽和第1号槽之间绕第七个元件。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 三 、电枢绕组 02 01 04 03 叠绕式绕法简单，但端线长度不一致，转子绕组端部分布不均匀，必须校正动平衡。 否则转 动时振动严重。 对绕式可以克服上述缺点，但工艺要求较高。 由于端线长度不一致，由电刷短路的两条并联支路的电流也不平衡。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 四 、励磁绕组 手电钻一般为两极，定子有两个励磁绕组，如图(a)所示。 1 . 交直流测速发电机 新知学习 四 、励磁绕组 励磁绕组是绕制成形后套在铁心上的，如图(b) 所示。电枢有两条并联支路，励磁绕组同电枢 相串联，因而当保持电流密度相同时，励磁绕组导线的截 面积要比电枢绕组的导线截面积大，励磁绕组导线截面 积一般是电枢绕组导线截面积的2倍。 1.单相串励电动机属于哪种类型的电动机？ A. 直流电动机 B. 交流电动机 C. 交直流两用电动机 D. 同步电动机 课堂练习 答案：C 2.单相串励电动机的励磁绕组和电枢绕组是如何连接的？ A. 并联 B. 串联 C. 独立 D. 变压器连接 课堂练习 答案：B 3.单相串励电动机在空载或轻载时起动及运转是： A. 可以 B. 只能 C. 不允许 D. 任意 课堂练习 答案：A 4.单相串励电动机的转速主要受哪些因素影响？ A. 电源电压 B. 励磁磁通 C. 电枢绕组电阻 D. 所有以上因素 课堂练习 答案：D 5.单相串励电动机在启动时不需要哪种元件？ A. 电容器 B. 电阻器 C. 电感器 D. 变压器 课堂练习 答案：A 6.单相串励电动机的调速方法包括哪些？ A. 改变电源电压调速 B. 改变励磁磁通调速 C. 串电阻调速 D. 所有以上方法 课堂练习 答案：D 7.单相串励电动机的换向火花可能会引起什么问题？ A. 无线电干扰 B. 过热 C. 机械故障 D. 以上都不是 课堂练习 答案：A 8.单相串励电动机的优点包括哪些？ A. 起动转矩大 B. 过载能力强 C. 转速高 D. 所有以上优点 课堂练习 答案：D 课堂小结 1.简述励磁绕组及安装。 2.简述对绕式绕组绕线次序。 3.简述叠绕式绕组绕线次序。 作业布置 感谢观看 $$