直流电机换向极极靴最优尺寸的设计方法技术

本发明专利技术为了给新设计的电机选择合理的换向极极靴尺寸，同时了解和掌握换向极极靴尺寸对换向性能的影响程度，提供了直流电机换向极极靴最优尺寸的设计方法。包括如下步骤：(1)、选择一台新设计的电机进行无火花区域测试；(2)、选择极靴尺寸为变量进行无火花区域测试；(3)、在测试之前对换向器进行研磨运行；(4)、每一种规格的换向极极靴的无火花换向区域都要试验三次；(5)、根据测试得到的数据，绘制无火花换向区域；(6)、多次测试得到了不同的无火花换向区域，针对一台电机，根据要求的性能不同，通过对无火花换向区域的对比分析，找到一个换向极极靴的最优尺寸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直流电机换向极极靴领域，具体是直流电机换向极极靴最优尺寸的设 计方法。
技术介绍
直流电机运转时，电枢绕组中的电势和电流是交变的，借助于旋转着的换向器和 静止的电刷配合工作，才在电刷间获得直流电压的电流。当旋转的电枢绕组元件从一条支 路经过电刷进入另一条支路时，该元件中的电流从某一方向转变为另一方向，这种电流方 向的变换就称为换向。直流电机的换向理论至今还没有一个公认的可以科学地解释换向过 程中发生的各种现象的理论。尽管如此，在工程上我们根据目前的电磁理论和试验通过合 理地选择和调正电磁数据及换向参数，就能得到一台具有比较好的换向性能的电机。换向 极极靴的形状和尺寸是由电机换向要求确定的，其形状决定了换向极磁场波形，对电机换 向性能影响很大。 根据目前的电磁理论，尽管人们在利用换向极来改善电机的换向性能，利用它产 生的换向极磁场在电枢换向绕组中产生的旋转电势e w平衡电抗电势e p也没有人怀疑换 向极极靴的尺寸和形状必然会影响ejt ^的平衡效果，可是一直到现在工程上却没有准确 计算换向极极靴的形状和尺寸的公式。
技术实现思路
本专利技术为了给新设计的电机选择合理的换向极极靴尺寸，同时了解和掌握换向极 极靴尺寸对换向性能的影响程度，提供了。 本专利技术的技术方案为：，包括以下步 骤： (1)、选择一台新设计的电机进行无火花区域测试，测试前对影响换向的因素进行 全面检查，包括测量片间电压，换向器的凸片、摆度、勾槽、导角，测量换向极、主极、刷距的 间距，检查电刷中性面，检查电刷牌号、电刷电压、电刷研磨程度，检查确定换补绕组和主极 绕组无短路现象； (2)、选择极靴尺寸为变量进行无火花区域测试； (3)、在测试之前对换向器进行研磨运行，使换向器表面形成一层深褐色薄膜； (4)、每一种规格的换向极极靴的无火花换向区域都要试验三次，然后取每点的平 均值作为绘制无火花换向区域该点的数值； (5)、根据测试得到的数据，绘制无火花换向区域，由于极靴尺寸的不同，得到的无 火花换向区域的宽度和趋向各不相同； (6)、多次测试得到了不同的无火花换向区域，针对一台电机，根据要求的性能不 同，通过对无火花换向区域的对比分析，找到一个换向极极靴的最优尺寸。 进一步地，用沉头蚰钉把不同规格的极靴固定在换向极极身上。 本专利技术的有益效果在于： 1、通过本专利技术的试验方法选择出合理地极靴和尺寸是可行的。 2、为了排除换向器表面情况对换向区域的影响，我们在试验之前对换向器进行了 研磨运行。使换向器表面形成一层深褐色薄膜，这一稳定的氧化膜的存在将大大减小了由 于换向器表面的物理、电化学状况的不同给无火花换向区域造成的误差。 3、通过对无火花换向区域的对比分析，可知换向极极靴对电机换向性能的影响是 比较大的，它不仅影响换向区域的宽窄，也影响到换向区域随负荷增加时的趋向。对一台电 机，根据要求的性能不同，可以通过测试找到一个最优的换向极极靴尺寸。【附图说明】 图1为换向极极靴宽13mm的无火花换向区域； 图2为换向极极靴宽20mm的无火花换向区域； 图3为换向极极靴宽25mm的无火花换向区域。【具体实施方式】 以下通过实施例对本专利技术进行具体说明。 实施例一：，包括以下步骤： (1)、选择一台新设计的电机进行无火花区域测试，测试前对影响换向的因素进行 全面检查，包括测量片间电压，换向器的凸片、摆度、勾槽、导角，测量换向极、主极、刷距的 间距，检查电刷中性面，检查电刷牌号、电刷电压、电刷研磨程度，检查确定换补绕组和主极 绕组无短路现象； (2)、选择极靴尺寸为变量进行无火花区域测试； (3)、在测试之前对换向器进行研磨运行，使换向器表面形成一层深褐色薄膜； (4)、每一种规格的换向极极靴的无火花换向区域都要试验三次，然后取每点的平 均值作为绘制无火花换向区域该点的数值； (5)、根据测试得到的数据，绘制无火花换向区域，由于极靴尺寸的不同，得到的无 火花换向区域的宽度和趋向各不相同； (6)、多次测试得到了不同的无火花换向区域，针对一台电机，根据要求的性能不 同，通过对无火花换向区域的对比分析，找到一个换向极极靴的最优尺寸。 实施例二： 1、电机的主要规格： 额定容量 PN: 1.5千瓦； 额定电压 UN: 60伏； 额定电流 m: 25安: 额定转速 nN： 1500转/分; 极数 4个。 2、主要尺寸 电枢里·径 Da； 13.5厘米； 电枢铁心长度 la: 11厘米： 极距 S： 10.6厘米； 主气隙 S: 0.06厘米； 电枢绕组型式 单波 电枢冲片槽数 Ζ: 24; 换向极极身长 Iw: 10厘米； 换向极极身宽 bMW: 1.3厘米； 换向极极身高 hMW: 4,6厘米： 换向极绕组匝数 MW: 18匝； 换向极气隙 m' 0.08。 3、换向极极靴尺寸 换向极极靴长 lwp: 110毫米； 换向极极靴宽 bwp : 13毫米； 换向极极靴高 hwp : 5毫米。 通过实施例一的试验步骤，得到换向极极靴宽为13_的无火花换向区域。从图中 可以看出该无火花换向区域的中心线向上偏移，无火花换向区域较窄，适用于电流速度变 化不快的直流电机。 实施例三： 电机的主要规格和主要尺寸与实施例二相同，换向极极靴尺寸为： 换向极极靴长 lwp: 110毫米； 换向极极靴宽 bwp: 20毫米； 换向极极靴高 hwp: 5毫米。 通过实施例一的试验步骤，得到换向极极靴宽为20mm的无火花换向区域。从图中 可以看出该无火花换向区域的中心线向上偏移，无火花换向区域较宽，适用于要求电流变 化率高的直流电机。 实施例四： 电机的主要规格和主要尺寸与实施例二相同，换向极极靴尺寸为： 换向极极靴长 lwp: 110毫米； 换向极极靴宽 bwp : 25毫米； 换向极极靴高 hwp: 5毫米。 通过实施例一的试验步骤，得到换向极极靴宽为25_的无火花换向区域，从图中 可以看出无火花换向区域过早封闭，说明电机存在不正常状态，该极靴尺寸不可选用。 实施例五： 从上述实施例可以看出，在电磁、机械工况完全相同的条件下，只是由于极靴尺寸 的不同就得出了三种宽度和趋向各不相同的无火花换向区域，可知换向极极靴对电机换向 性能的影响是比较大的，它不仅影响换向区域的宽窄，也影响到换向区域随负荷增加时的 趋向。针对一台电机，根据要求的性能不同，通过测试可以找到一个最优的换向极极靴尺 寸。 以上对本专利技术的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施 例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进 等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。【主权项】1. ，其特征在于，包括如下步骤： (1) 、选择一台新设计的电机进行无火花区域测试，测试前对影响换向的因素进行全面 检查，包括测量片间电压，换向器的凸片、摆度、勾槽、导角，测量换向极、主极、刷距的间距， 检查电刷中性面，检查电刷牌号、电刷电压、电刷研磨程度，检查确定换补绕组和主极绕组 无短路现象； (2) 、选择极靴尺寸为变量进行无火花区域测试； (3) 、在测试之前对换向器进行研磨运行，使换向器表面形成一层深褐色薄膜； (4) 、每一种规格的换向极极靴的无火花换本文档来自技高网...

【技术保护点】
直流电机换向极极靴最优尺寸的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、选择一台新设计的电机进行无火花区域测试，测试前对影响换向的因素进行全面检查，包括测量片间电压，换向器的凸片、摆度、勾槽、导角，测量换向极、主极、刷距的间距，检查电刷中性面，检查电刷牌号、电刷电压、电刷研磨程度，检查确定换补绕组和主极绕组无短路现象；(2)、选择极靴尺寸为变量进行无火花区域测试；(3)、在测试之前对换向器进行研磨运行，使换向器表面形成一层深褐色薄膜；(4)、每一种规格的换向极极靴的无火花换向区域都要试验三次，然后取每点的平均值作为绘制无火花换向区域该点的数值；(5)、根据测试得到的数据，绘制无火花换向区域，由于极靴尺寸的不同，得到的无火花换向区域的宽度和趋向各不相同；(6)、多次测试得到了不同的无火花换向区域，针对一台电机，根据要求的性能不同，通过对无火花换向区域的对比分析，找到一个换向极极靴的最优尺寸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏宝训，
申请(专利权)人：天津市天发重型水电设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12