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          電機基礎 | 單相串激電機常用換向器的類型及組成有那些?

          2022-04-22 09:35:12 1286

          換向器是驅動電動機的關鍵部件,它的技術性能指標和產品質量直接影響到電動機的整體性能。由于電動機在旋轉時電刷在換向器表面進行換向,頻繁摩擦而產生熱量,轉速越高,表面溫度也越高,這時換向器徑向和相鄰片間變形量越大,火花等級也越大,電動機壽命相對縮短。塑料換向器結構形式很多,主要決定于電動機的功率、電壓、轉速和尺寸大小。實踐表明,選用合理的換向器的結構型式,是保證電動機性能,提高產品生產率的重要前提。換向器大多采用半塑型換向器,由塑料殼體、換向片(或稱銅排)、云母片間絕緣及金屬襯套組成,如圖1所示。


          換向器的結構.jpg

          圖1換向器結構

          1.換向片 , 2.塑料殼體,  3.金屬襯套 ,  4.云母片


          由于換向片與線圈線頭連接處的結構不同,可分為槽形換向器和鉤形換向器兩種。槽形換向器如圖2所示。其特點是在換向片的升高部分銑槽,線圈頭就嵌在此槽中,然后點焊(熱壓焊),漆包線的漆膜在點焊時的高溫下熔化散逸,使得線頭和線頭以及和換向片槽壁形成良好的電氣連接。鉤形換向器如圖3所示。在繞制轉子線圈時,線圈頭繞在換向片的鉤上,然后點焊時把鉤壓下,使線頭與換向器形成良好的電氣連接。采用鉤形換向器,容易使線圈線頭與換向器連接的工序實行自動化,但目前大多用在換向片數少及電動機功率較小的場合,主要考慮大功率電動機線圈的線徑粗,纏繞困難,而換向片數多時,彎鉤寬度變窄,相鄰線頭容易短路。


          槽型換向器.png

                                                                圖2 槽型換向器 

          鉤型換向器.png



                                                                    圖 3  鉤型換向器

                                  


          當電動機轉速高,速度達30~60m/s時,可在結構上采取一定措施,提高機械強度。圖4為U型燕尾槽帶加強圈結構,加強圈可以采用鋼環(可用無縫鋼管車加工而成)或用鋼絲焊接,外包一層絕緣材料,也可采用玻璃鋼等有機絕緣材料。


          未標題-1.jpg

          圖 4  U型燕尾槽帶加強圈結構

          1.換向片 ,  2.加強圈 ,   3.塑料殼體

               

          換向器(圖5)的殼體采用玻璃纖維增強的熱固性塑料或石棉塑料,對塑料的耐熱性和機械強度有較高的要求,并且要求熱膨脹系數盡可能與換向片銅材接近,常采用酚醛樹脂電木粉。金屬襯套的作用,是防止換向器壓到轉軸上時使塑料受到機械應力。小的換向器因受尺寸限制,一般不放金屬襯套。金屬襯套有黃銅襯套、彈簧襯套等。


          槽型帶加固環及構型帶加固環.jpg

          圖 5


          片間絕緣采用云母板或云母粉,由于云母的耐磨性比較強,因此必須進行拉槽,使片間的云母板低于換向片,避免耐磨的云母板凸出于換向片,影響電刷與換向片的接觸,造成換向惡化,電機不能運轉。

          換向器銅排材料大體可以分為兩大類:一是無氧銅或電解銅;二是銀銅合金。第一大類的無氧銅或電解銅主要用于轉速較低的場合,如小家電電動機,汽車啟動馬達等。第二大類的銀銅合金主要用于吸塵器及電動工具。由于吸塵器和電動工具換向承受的線速度較高,換向時的火花不斷燒蝕換向器表面,造成換向器表面的溫度急聚升高,在銅中增加一定含量的銀后可以增加銀銅合金的耐高溫性,使得換向器表面不易造成變形,可以有效控制火花及浮排等不良的出現。


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