电刷参数的计算
30MW发电机集电环打火原因分析处理及维护方法
30MW发电机集电环打火原因分析处理及维护方法摘要：本文针对能源动力分公司新建投产后的30MW发电机集电环、电刷产生火花的主要原因、问题的处理及预防措施进行了分析，并对发电机正常运行过程中电刷的维护及注意事项进行了阐述。
关键词：电刷火花集电环维护引言为了充分利用高炉富余煤气及炼铁、炼钢系统的富余中、低压蒸汽，能源动力分公司于2019年建成投产了一台30MW发电机组，该机组选用单缸双压凝汽式汽轮机并配用QFa型发电机，励磁方式采用机端自并励系统，发电机集电环正负极各用了20只电刷进行励磁电流的转换，发电机组电气各性能参数见表1。
发电机组投产后，集电环及电刷温度一直偏高，火花过大，经常进行处理，导致发电机组不能安全稳定运行。
表1 发电机电气参数1现象描述在发电机机组投运初期，发电机的集电环温度就达100℃，不得以一直用轴流风机进行降温运行，并且在整个2020年期间，发电机电刷温度偏高，每个电刷温度达90℃，集电环温度达100℃；且在运行过程中电刷振动过大，电刷振幅达2mm，励磁正负极电刷都有大量火花。
如图1运行中的电刷整个边缘有较强烈的火花即环火,同时有大火花飞出,火花等级达到3级，因而我们不得不多次降负荷进行处理，电刷更换频次高，有时一天要更换2次电刷，电刷损耗较大，而且经常在发电机运行过程中更换电刷，大大增加了维护人员的工作量，更换过程中的带电作业使职工安全得不到保障。
.图1 运行中电刷产生的火花2原因分析2.1 发电机所处的环境对电刷的影响分析发电机在运行过程中，电刷与集电环之间需形成一层氧化膜才能减少摩擦系数，氧化膜的主要成分为大量的氧化金属，湿度空气中的水汽是构成换向器或滑环氧化膜的重要成分。
空气湿度8~15g/m3是形成氧化膜的最佳区间，空气的绝对湿度过低，会造成较高的摩擦系数，导致碳刷快速磨损；空气的绝对湿度过高，会造成集电环绝缘降低，产生集电环腐蚀现象，将导致电刷磨损过大，产生较大的火花。
发电电动机相关参数
发电电动机相关参数第01节发电电动机2 型式及额定值2.1 型式三相、竖轴、密闭循环空冷、可逆式同步发电电动机。
卖方应采用有成熟运行经验的同类机组结构型式，在投标文件中提供业绩证明，并提供悬式与半伞式选型比较报告。
2.2 额定值2.2.1 发电工况额定容量222.2MVA电动工况轴输出功率的保证值不小于220MW(最终值应与水泵水轮机所提值匹配)2.2.2 额定电压13.8kV2.2.3 调压范围±5%2.2.4 额定功率因数发电机0.9(滞后)电动机0.9752.2.5 额定频率50Hz2.2.6 额定转速375r/min2.3 运行频率参见第01章一般技术要求，其中频率正常变化范围如下：发电工况频率正常变化范围为49.5Hz～50.2Hz；水泵工况频率正常变化范围为49.8Hz～50.5Hz。
3.19 噪声在正常运行时，发电电动机盖板外缘上方垂直距离1m处的噪声(声压级)不超过85dB(A)。
3.20 机组同期方式以自动准同期为主，手动准同期为辅的方式与系统并列。
3.21 电动工况起动方式变频起动为正常起动方式，背靠背起动作为备用起动方式。
3.22 调相和进相3.22.1 发电机工况进相容量：发电电动机在额定转速、额定电压、额定容量和功率因数为0.9(欠励)的条件下长期进相运行，且各部位温升不超过温升限值时，进相容量应不小于96MVar。
电动机工况进相容量：发电电动机在额定转速、额定电压、功率因数为0.975，欠励情况下长期进相运行，且各部位温升不超过温升限值时，进相容量应不小于48MVar。
卖方应提供功率欠励条件下端部发热有限元分析计算报告。
3.22.2 发电机调相或电动机调相工况，发电电动机在额定转速、额定电压、额定频率和功率因数为0情况下长期运行，发电电动机各部位温升不超过温升限值的调相能力如下：滞相无功能力应不小于142MVar。
进相无功能力应不小于150MVar。
3.22.3 发电工况充电容量：发电电动机在额定转速、额定电压和欠励情况下对线路充电，机组允许的持续充电容量应不小于132MVar，此时发电电动机各部位不超过温升限值，也不应产生自励或不稳定现象。
电刷种类以及部分参数
型号
电阻率μΩm
洛氏硬度
体积密度
短路换向器试验
推荐工作条件
基本值
载荷V
g/cm3
一般电刷的接触电压降
V
50小时磨损≤㎜
磨损系数≤
电流密度A/cm2
允许圈转速度m/s
使用单位压力
Pa
天然石墨类
S3
13
77
600
1.70
2.1
0.20
0.25
11
0.25
12
50
D364N
62
1.57
0.20
0.20
60
D374D
45
70
1000
1.56
2.6
0.25
50
D374DL
90
1.69
3.4
0.15
D464F
40
100
200
1.25
2.5
10
40
D467
24
87
400
1.50
2.0
0.25
12
型号
电阻率
洛氏硬度
体积密度
短路换向器试验
推荐工作条件
Type
0.35
20000
TJ22
5－21
147－324
19.2－21.6
15－25
39.0
1.7－2.6
－
0.30
0.15
TJ23
2.5－21
1.4－2.4
TJQ6
0.3－1.9
147－353
15
15
19.6-24.5
永磁有刷直流电动机课程设计
永磁直流有刷电动机课程设计目录摘要一、设计背景及其发展状况二、有刷直流电动机的组成结构和工作原理1.永磁直流电动机的结构、起动和转动机理2.永磁有刷直流电动机的反电动势和转矩、转速、调速范围3.永磁有刷直流电动机的功率和效率三、永磁有刷直流电动机的设计1.永磁有刷直流电动机主要尺寸的确定2.永磁有刷直流电动机的绕组设计3.永磁有刷直流电动机换向器的设计四、磁路计算1.组抗参数2.损耗参数3.外特性4.效率特性五、个人总结参考文献摘要永磁有刷直流电机是在直流电机的基础上用永磁铁代替原有磁体材料建立的主磁场。
直流电动机采用了永磁励磁后，因省去了励磁绕组，降低了励磁损耗，使其具有结构简单、体积小、效率高、用铜量少等优点。
本文分析了永磁有刷直流电机的工作原理,研究了永磁有刷直流电机电磁的特点, ,运用解析计算的方法分析出电机的各项参数。
为设计永磁有刷直流电动机，我们依据Matlab强大的数据计算能力建立起了永磁有刷直流电机的数学模型并进行了仿真进而对控制系统进行了一定的分析，同时还对比了在不同的参数下电机的工作性能,为电机系统的设计及其工作的稳定性提供了一定的依据。
经设计出的200W永磁有刷直流电动机具有简便高效的特点。
关键词永磁直流电机有刷设计电机一、设计背景及其发展状况1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流在磁场中受机械力的作用，即电流的磁效应。
1821年，英国科学家法拉第总结了载流导体在磁场内受力并发生机械运动的现象，法拉第的试验模型可以认为是现代直流电动机的雏形。
1822年，法国人吕萨克发现电磁铁，，即用电流流过绕在铁芯上的线圈的方法可以产生磁场。
在这些发现与发明的基础上，1831年法拉第发现了电磁感应定律，发明了盘式电机。
1831年，法拉第发现了电磁感应定律，并发明了盘式电机。
同年，亨利制作了振荡电机。
1832年，斯特金发明了换向器，并对亨利的振荡电机进行了改进，制作了世界上第一台能连续旋转运动的电机。
24v直流无刷电机产品技术参数与应用
无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机，英文简称BLDC。
区别于有刷直流电机，无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料；24V直流无刷电机是一种小功率微型传动电机，主要传动结构由直流无刷电机、减速齿轮（齿轮箱）组装而成，具有减速、传动、提升扭矩功能，是一种运用非常广泛的减速电机设备；24V直流无刷电机广泛运用在智能家居、智能通讯、智能医疗、工业自动化设备、智能机器人、电子产品设备中；通常采用定制技术参数开发而成，例如驱动功率，减速比，扭矩，适用温度，噪音，精度等参数是定制开发而成。
24v直流无刷电机参数：产品分类：直流减速电机外径：22mm材质：塑料适用电机：无刷电机旋转方向：cc&ccw齿轮箱回程差：≤3°（可定制）轴承：烧结轴承;滚动轴承轴向窜动：≤0.1mm(烧结轴承);≤0.1mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤50N(烧结轴承);≤100N(滚动轴承)输入速度:≤15000rpm工作温度：-20 (85)24V38mm直流无刷减速电机产品分类：直流减速电机外径：38mm电压：24VDC驱动电机：无刷电机旋转方向：cc&ccw齿轮箱回程差：≤2°（可定制）轴承：烧结轴承;滚动轴承轴向窜动：≤0.1mm(烧结轴承);≤0.1mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤120N(烧结轴承);≤180N(滚动轴承)输入速度:≤15000rpm工作温度：-30 (100)24V直流无刷电机定制参数范围：直径3.4mm-38mm，功率：0.01-40W，输出转速5-2000rpm，减速比5-1500，输出扭矩1gf.cm到50Kgf.cm；24V直流无刷电机应用24V直流无刷电机通常是按照应用产品、设备需求定制技术参数、性能特点，广泛应用在：1.智能汽车传动主要涵盖了电子驻车系统、汽车大灯调节器、后视镜调节、天窗调节、尾门推杆电机齿轮箱、雨刷电机、汽车座椅调节、安全头枕保护调节、自动方向盘调节齿轮箱等。
碳刷基本知识
结 构：具有环状耐高温加固条结构。
真圆度： 在高温（200℃ ）、高速（50m/s ）、连续运行一段时
间（ 100小时）后的条件下检测
试验前： Max-Min ≤5μm；试验后：Max-Min ≤20μm；
相邻巴片间的高度差：≤0.5μm
表面粗糙度：Ra为0.8~1.2μm
硬 度：维氏105~115（HV）；布氏100~110（HB）
①.炭刷中间加入绝缘的粘结胶带，可以提高炭刷的换向性能（如
三明治式炭刷）；
②.炭刷是由两部分组成，其中初期的接触部分使用天然石墨等光滑 的材料，剩余部分使用其他材质。现实意义不大。
EMI和其他零部件的关系
弹簧压力——提高炭刷弹簧的压力，会改善炭刷同换向器的接触状况， EMI性能得到一定改善，但是同时机械磨损会增加，会影响炭刷的使用寿 命。
Brush Wear rate mm/100hour
5
4
3
2
1
0
0
20
40 60 80
Spring Pressure KPa
Mecanical
Electrical
Total
电刷的基本知识
根据STI的经验，除了片间绝缘性能，换向器的性能还要包括以下
几个方面：
材 料：CuAg合金中，银的含量应≥0.1%
电刷在电机中的工作原理
由于电抗电势、换向电势和变压器电势的存在，在换向元件K被炭
刷短路的回路中 ，产生一个附加电流iK ：
附加换向电流:
iK= （er+ ea +ekt）/（r2+r1）
因此：换向元件K中的电流为：
i=ia（1-2t/T）+ （ er+ ea +ekt ）/ （r2+r1） =iL+ iK
电机参数——精选推荐
电机参数参数名称参数符号参数单位参数数值1、额定数据（1）额定电压U N V220（2）额定频率f N HZ50（3）额定功率P N W600（4）额定转速n N rpm15000 2、主要尺⼨计算（5）定⼦冲⽚外径D1cm9（6）电枢外径D2cm5 (7)电枢计算长度lδcm 3.921123671 极弧系数αδ0.685 ⽓隙磁密BδGs5200电枢线负荷A A/cm120 计算功率P1W728.5714286 效率η0.7 绕组系数K P1（8）细长⽐λ0.784224734（9）定⼦铁⼼轴向长度l1cm 3.921123671(10)转⼦铁⼼轴向长度l2cm 3.921123671(11)⽓隙δcm0.053、定转⼦冲⽚尺⼨（12）电枢槽数Z20（13）极对数P1（14）极距ηcm7.853981634(15)齿距t2cm0.785398163(16)槽型（17）槽⼝宽b02cm0.2(18)每极下⽓隙磁通量θδMx109696.8954(19)齿宽b t2cm0.24827176 电枢叠装系数K Fe0.94 电枢齿磁密B t2Gs17500（20）电枢轭⾼h j2cm0.875340506 电枢轭磁密B j2Gs17000(21)冲⽚内径d0cm 1.5(22)冲⽚其它尺⼨D3cm 4.4D4cm 3.7d1cm0.5d2cm0.3(23)齿⾼h t2cm0.8(24)槽⾯积S S cm20.273517688(25)定⼦磁极极⾝宽度b p cm 3.637526104ζ 1.1B p Gs9000(26)极弧宽度b Pαcm 5.279977419(27)极尖处⾼度h m10.454295045B P1Gs10000（28）定⼦冲⽚轭⾼h j1cm0.935363855B j1Gs17500(29)定⼦冲⽚内径D1i cm 5.1(30)磁极极⾝⾼h P cm 1.0146361454、磁路计算（31）⽓隙系数Kδ 1.184264178(32)⽓隙磁压降FδA492.6538979(33)电枢齿磁密B t2Gs17500(34)电枢齿磁场强度H t2A/cm28.69(35)电枢齿磁压降F t2A45.904(36)电枢轭磁密B j2Gs17000(37)电枢轭磁场强度H j2A/cm22.43(38)电枢轭磁压降F j2A88.95123102L j2cm 3.965725859(39)磁极机⾝磁密B P Gs9000(40)极⾝磁场强度H P A/cm 1.6(41)极⾝磁压降F P A 3.246835663(42)定⼦轭磁密B j1Gs17500(43)定⼦轭场强H j1A/cm28.786(44)定⼦轭磁压降F j1A312.3032802L j1cm10.84913778(45)每对极磁压降F0A943.0592448(46)饱和系数Kµ 1.9142429385、电枢绕组计算（47）换向⽚数K20n d1(48)电枢总导体数N1945.0359611E V183.26COSψ0.98 (49)每元件匝数W S23重新计算电枢导体数N920（50）每槽导体数N S46 (51)额定电流I N A 3.975616221（52）线负荷A A/cm116.4239711 (53)电枢导线规格导线截⾯积S1cu2mm20.165650676j212导线选d2mm0.47d21mm0.53S cu2mm20.1735R20CΩ/m0.1052 (54)电枢导线线电流密度j2A/mm211.45710726Aj2A/cm*A/mm21333.881925(55)槽满率f S0.37103428(56)电枢绕组⼀匝平均长l2av cm17.84224734K e2 (57)电枢绕组电阻R2（20C）Ω 2.158555083R2(75C)Ω 2.6334372026、换向计算（58）换向器外径D K cm 3.5(59)换向⽚距t K cm0.549778714(60)换向器圆周速率v K m/s27.48893572(61)电刷接触⾯积S b1cm20.331301352j b12 (62)电刷尺⼨电刷宽度b b1cm0.549~1.647b b cm0.5 电刷长度l b1cm0.662602703l b cm0.6(63)电刷电流密度j b A/cm13.25205407(64)⽐漏磁导λ 4.320753264λδ2 1.786666667h02cm0.1λt2 1.003912978λe2 1.530173619 (65)换向元件电抗电势e r V 3.563117405 v2m/s39.26990817(66)换向元件电枢反应电势e a V 3.289803635(67)合成磁势e r+e a V 6.85292104(68)换向元件变压器电势e Kt V 5.601123479(69)换向区宽度b Krb b1t k1(70)⽐值K b7、激磁绕组计算（71）电刷偏移去磁磁势FβA171.4484495β0.471238898bβ 1.5Kβ0.625(72)换向元件增磁磁势F C A35.76195681(73)电枢反应去磁磁势F a A110.3650116k0.092 (74)⼀对极总激磁磁势∑F A1248.566286K F 1.05（75）定⼦每极匝数W1111(76)验算匝⽐a0.482608696(77)激磁导线截⾯积S1cu1mm20.265041081j1A/cm15 (78)定⼦导线规格d1mm0.6d11mm0.65S cu1mm20.2827r1(20C)Ω/m0.06394(79)定⼦导线电流密度j1A/mm214.06302165(80)磁极线圈宽度a m mm49K m5(81)磁极线圈长度L m mm45.21123671r mm4 (82)磁极线圈⾼度H mm12H1mm13 (83)磁极线圈每层匝数W116.64285714ε1mm0.05(84)磁极线圈宽度b m mm 4.710729614(85)激磁绕组平均每匝长度l1av cm19.63544082(86)激磁绕组电阻R1(20C)Ω 2.787187991R1(75C)Ω 3.4003693498、损耗、效率、功率因数（87）定⼦轭部铁重W j1Kg0.458466492(88)磁极极⾝铁重W P Kg0.212216643(89)电枢齿重W t2Kg0.098108264(90)电枢轭重W j2Kg0.25831457(91)电枢旋转频率f21/s250(92)基波铁损p Fe1W43.3540547p Fej126p Fep 2.4p Fej221p Fet225.5 (93)电枢谐波铁损p Fe250.14134579p h02 1.94169617p h02j2 5.2p h0t2 6.1p e02 1.617314598p eoj2 4.4p eot2 4.9（94）总铁损p Fe93.49540049(95)激磁绕组铜损p Cu153.74462049(96)电枢绕组铜损p Cu241.62285577(97)电刷与换向器电损耗p Kbe11.92684866△U b V3 (98)换向元件铜损p Kt W24（99）机械损耗和附加损耗p m W78.77659495∑p1W131.2943249k m0.6 (100)总损耗∑p W234.0709199 (101)定⼦激磁绕组电压降U r1V13.51856354 (102)电枢绕组电压降Ur2V10.46953566（103）激磁绕组漏电抗压降U x1V 4.627015048 (104)电枢绕组漏电抗压降U x2V 2.798465866 (105)激磁绕组变压器电势E t1V54.06301793 (106)电枢绕组交轴电抗E q V19.38005829 (107)电刷偏移引起电枢绕组变压E t2V16.19639451Sinθ0.313371146 (108)主磁通和电流相位差的正余Cosθ0.949630731 (109)端电压有功分量U r V212.8837341 (110)端电压⽆功分量U x V 5.336452228 (111)计算端电压U1V212.9506092（U N-U1）/U N（U N-U1）/U N0.032042685 (112)计算功率因数Cosψ10.999685959(Cosψ-Cosψ1)/Cosψ-0.020087714 (113)额定输⼊功率P N W857.1428571 (114)计算输出功率P21W623.0719373（115）计算效率η10.72691726计算公式公式计算数值T N=97500*P N/n N3900 D2=(0.535~0.575)*D1 4.815~5.175lδ=√2*6.1*P1*108/αδ*Bδ*A*D22*n N*K PP1=（1+η）*P N/2*ηλ=lδ/D2l1=lδl2=l1Z=(3~4)*D215~20η=π*D2/2*Pt2=π*D2/Zθδ=αδ*η*lδ*Bδb t2=Bδ*t2/K Fe*B t2h j2=θδ/2*K Fe*l2*B j2h t2=(D2-D4+d2)/2S S=｛[(D3-D4)/2]*(d1+d2)/2}+π*(d12+d22)/8 b p=ζ*θδ/K Fe*l1*B pb Pα=αδ*η-2*δh m1=Bδ*(b Pα-b p)/2*K Fe*B P1h j1=ζ*θδ/2*K Fe*l1*B j1D1i=D2+2*δh P≤(D1-D1i-2*h j1)/2Kδ=(t2+10*δ)/[(t2-b02)+10*δ]Fδ=1.6*Kδ*δ*BδB t2=t2*Bδ/K Fe*b t2F t2=2*h t2*H t2B j2=θδ/2*K Fe*h j2*l2F j2=L j2*H j2L j2=π*(D2-2*h t2-h j2)/2*PB P=ζ*θδ/K Fe*l1*b pF P=2*h P*H pB j1=ζ*θδ/2*K Fe*h j1*l1F j1=L j1*H j1L j1=[π*(D1-h j1)-b P]/2*PF0=Fδ+F t2+F j2+F P+F j1Kµ=F0/FδK=n d*ZN1=√2*60*a*E*108/P*θδ*n N*K PE=（1+η）*U N*COSψ/2W S=N1/2*K23.62589903 N=2*K*W S N S=N/ZI N=P N/U N*η*COSψA=N*I N/2*a*π*D2S1cu2=I N/2*a*j2j2=I N/2*a*S cu2f S=π*d122*N S/4*S Sl2av=2*l2+K e*D2R2（20C）=N*l2av*R20C*10-2/8R2(75C)=1.22*R2（20C）D K=(0.6~0.8)*D23~4t K=π*D K/Kv K=π*D K*n N*10-2/60S b1=I N/j bb b1=(1~3)t K0.549~1.647l b1=S b1/b bj b=I N/b b*l bλ=λδ2+λt2+λe2λδ2=0.62+2*h t2/3*(d1+d2)+h02/b02λt2=0.92*lg(π*t2/b02)λe2=1.2*D2/l2e r=2*W S*l2*λ*A*v2*10-6v2=π*D2*nN*10-2/60e a=0.8*π*W S*A*l2*v2*10-6/(1-αδ)e Kt=4.44*f N*W S*θδ*10-8Fβ=Kβ*D2*β*Aβ=360*bβ/KF C=0.069*(b b/t k)2*(e r+e a)*W S*I NF a=k*αδ*η*A*(Fδ+3*F t2+0.5*αδ*η*A)/Fδ∑F=（F0+Fβ+F a-F C)*K FW1=∑F/2*√2*I N111.0355778 a=4*W1/NS1cu1=I N/j1j1=I N/S cu1a m=(D1i+K m)Sin(αδ*90)+ε49.2835447L m=l1+2*r-2H=H1-1W1=H/(d11+ε1)-0.5b m=(W1+1)*(d11+ε1)/W1l1av=2*(a m+L m-4*r)+π*(2*r+b m)R1(20C)=2*W1*l1av*r1(20C)*10-2R1(75C)=1.22*R1(20C)W j1=15.5*(D1-h j1)*h j1*l1*10-3W P=7.8*K Fe*2*P*h P*b P*l1*10-3W t2=7.8*K Fe*[π*（D22-D42）/4-S S*Z]*l2*10-3W j2=7.8*K Fe*π*(D42-d02)*l2*10-3/4f2=P*n N/60p Fe1=p Fej1*W j1+p Fep*W p+p Fej2*W j2+p Fet2*W t2 p Fe2=p h02*f2/f N+p e02*（f2/f N）2p h02=p h02j2*W j2+p h0t2*W t2p e02=p eoj2*W j2+p eot2*W t2p Fe=p Fe1+p Fe2p Cu1=I N2*R1(75C)p Cu2=I N2*R2(75C)p Kbe=I N*△U bp Kt=(1~4)%*P N6~24 p m=k m*∑p1∑p1=p Cu1+p Cu2+p Kbe+p Kt∑p=p m+p Kt+∑p1U r1=I N*R1(75C)U r2=I N*R2(75C)U x1=I N*X1=0.76*f N*W1*θδ*10-8U x2=I N*X2=1.25*π*f N*N2*λ*l2*I N*10-8/2*Z E t1=8.88*f N*W1*θδ*10-8E q=0.0472*f N*η*l2*I N*N2*αδ2*10-8/Kδ*δE t2=0.707*f N*K p*N*θδ*Sinβ*10-8 Sinθ=(p Fe1+p Kt)/(E t1*I N)Cosθ=√(1-Sin2θ)U r=U r1+U r2+ΔU b+(E t1-E t2)*Sinθ+E*CosθU x=U x1+U x2+E q+(E t1-E t2)*Cosθ-E*SinθU1=√(U r2+U x2)（UN-U1）/UNCosψ1=U r/U1P N=U N*I N*CosψP21=P N-∑pη1=P21/P N备注半闭⼝梨形槽；平⾏齿。
发电电动机相关参数
第01节发电电动机2 型式及额定值2.1 型式三相、竖轴、密闭循环空冷、可逆式同步发电电动机。
卖方应采用有成熟运行经验的同类机组结构型式，在投标文件中提供业绩证明，并提供悬式与半伞式选型比较报告。
2.2 额定值2.2.1发电工况额定容量222.2MVA电动工况轴输出功率的保证值不小于220MW(最终值应与水泵水轮机所提值匹配)2.2.2额定电压13.8kV2.2.3调压范围±5%2.2.4额定功率因数发电机0.9(滞后)电动机0.9752.2.5 额定频率50Hz2.2.6额定转速375r/min2.3 运行频率参见第01章一般技术要求，其中频率正常变化范围如下：发电工况频率正常变化范围为49.5Hz～50.2Hz；水泵工况频率正常变化范围为49.8Hz～50.5Hz。
3.19 噪声在正常运行时，发电电动机盖板外缘上方垂直距离1m处的噪声(声压级)不超过85dB(A)。
3.20 机组同期方式以自动准同期为主，手动准同期为辅的方式与系统并列。
3.21 电动工况起动方式变频起动为正常起动方式，背靠背起动作为备用起动方式。
3.22 调相和进相3.22.1发电机工况进相容量：发电电动机在额定转速、额定电压、额定容量和功率因数为0.9(欠励)的条件下长期进相运行，且各部位温升不超过温升限值时，进相容量应不小于96MVar。
电动机工况进相容量：发电电动机在额定转速、额定电压、功率因数为0.975，欠励情况下长期进相运行，且各部位温升不超过温升限值时，进相容量应不小于48MVar。
卖方应提供功率欠励条件下端部发热有限元分析计算报告。
3.22.2发电机调相或电动机调相工况，发电电动机在额定转速、额定电压、额定频率和功率因数为0情况下长期运行，发电电动机各部位温升不超过温升限值的调相能力如下：滞相无功能力应不小于142MVar。
进相无功能力应不小于150MVar。
3.22.3发电工况充电容量：发电电动机在额定转速、额定电压和欠励情况下对线路充电，机组允许的持续充电容量应不小于132MVar，此时发电电动机各部位不超过温升限值，也不应产生自励或不稳定现象。
电机绕组参数附录
附录A Z2系列直流电动表A-1 Z2系列直流电动铁芯、绕组技术数据铁芯、绕组技术数据表A-2 Z2系列直流电动铁芯、绕组技术数据2表A-3 Z2系列直流电动铁芯、绕组技术数据3表A-4 Z2系列直流电动注：①电枢绕组支路均为2；②电枢、主极绕组的电磁线均为QZ型；换向极绕组的电磁线为QZ型或SDEOB型。
铁芯、绕组技术数据4B JZ系列单相分相电动机表B JZ系列单相分相电动机铁芯、绕组技术数据铁芯、绕组技术数据C JY系列单相电容起动电动机表C JY系列单相电容起动电动机铁芯、绕组技术数据铁芯、绕组技术数据D JX系列单相电容起动电动机表D JX系列单相电容起动铁芯、绕组技术数据电动机铁芯、绕组技术数据E JO系列电动机的表E-1 JO系列电动机的技术参数技术参数AAAAAAABABAB表E-2 JO系列电动机技术参数技术参数2表E-3 JO系列电动机技术参数3F JO2系列异步电动机表F-1 JO2系列异步电动机铁芯和线圈的技术数据铁芯和线圈的技术数据表F-2 JO2系列异步电动机铁芯和线圈的技术数据2表F-3 JO2系列异步电动机铁芯和线圈的技术数据3表F-4 JO2系列异步电动机铁芯和线圈的技术数据4表F-5 JO2系列异步电动机铁芯和线圈的技术数据5(a) J、JO、J2 和JO2系列电动机定子单层同心式线圈木模 (b) J、JO和JO2系列电动机定子双层叠绕线圈木模(c) J、JO、J2 和JO2系列电动机定子单层链式线圈木模 (d) JO2系列电动机定子单层交叉式线圈木模附图定子线圈木模图G JW系列三相感应电动机铁芯和绕组的技术数据表G JW系列三相感应电动机铁芯和绕组的技术数据型号容量(瓦)额定电压(伏)满载电流安)空载电流(安)极数额定转速(转/分)定子外径(毫米)定子内径(毫米)铁芯长度(毫米)气隙长度(毫米)定子槽数转子槽数定子铜净重(公斤)定子线规(毫米)每槽线数节距JW09A–2 JW09B–2 JW09A–4 JW09B–4 JW08A–2 JW08B–2 JW08A–4 JW08B–4 JW07A–2 JW07B–2 JW07A–4 JW07B–4 JW06A–2 JW06B–2 JW05A–2 JW05B–2 JW05A–4 JW05B–4 60040040025025018018012012090906060402515158220/380220/380220/380220/380220/380220/380220/380220/380220/380220/380220/380220/3803803803803803803801.331.3570.960.971.041.050.730.7310.610.6080.460.460.5350.5380.3750.380.3070.310.2350.2490.3390.3440.2370.2340.2140.2030.1590.1580.0990.1030.0830.8970.1440.1410.0950.0910.5830.570.380.370.620.630.4870.4810.2970.2950.2520.2550.340.3370.2670.2750.1640.1650.1310.1360.2370.2380.1750.1740.1560.150.1260.1230.0930.0960.0760.0840.1410.1370.0950.091224422442244222244285028501400138028002800138013802800280013401340275027502700270013001300120120120120102102102102949494948484717171716060717152525858484848484242363636365648624860466046453645364535423042300.300.300.250.250.250.250.250.250.280.280.230.230.250.250.250.250.250.252424242424242424181818181616161616161818222218182222151515151010101010101.2621.1751.0760.8621.080.9530.780.7080.620.540.7320.640.420.380.3280.3340.270.300.590.510.510.410.410.350.380.330.310.270.310.270.230.200.190.170.170.1410413514720013517521428630036446858440050054070080011401-122-111-122-111-82-71-82-71-122-111-122-111-82-71-82-71-102-91-102-91-72-61-52-61-82-91-82-91-82-91-82-91-52-61-52-6H 小型低压电动机常用绝缘材料和导线分类表小型低压电动机常用绝缘材料和导线分类表I 常用浸漆的性能常用浸漆的性能。
maxwell软件- 通用电机
18 通用电动机在用户已经掌握RMxprt 的基本使用的基础上，我们将一些过程简化，以便介绍一些更高级的使用。
有关RMxprt 的详细介绍请参考第一部分的章节。
18.1 分析方法对于直流电动机，如果励磁绕组与电枢绕组串联，则是串励电动机。
由于换向系统的存在，电枢电流和励磁电流会同时改变方向，因此当它的端电压方向改变时，产生的电磁转矩的方向也不变。
这就意味着电动机不仅能在直流电源下运行，也能在交流电源下运行，因此串励电动机又称为通用电动机(UniM)，或称串激电机。
通用电动机的定子上装有主磁极绕组，主磁极上的励磁绕组产生极性为N 机和S 极交替排列的p 对定子磁场。
励磁线圈既可以由直流电励磁，也可以由交流电励磁。
转子上分布的绕组称为电枢绕组，与换向器相连，换向器跟随转子一起旋转。
电刷与换向器始终保持电连接，当电流经电刷和换向器流入旋转的电枢绕组时，在转子电流和定子磁极产生的磁场的相互作用下产生了电磁转矩。
换向器使电枢绕组磁势在空间分布是固定的，该磁势轴线始终与永磁体产生的磁势轴线垂直。
对于这些电动机来说，换向器起到了机械整流的作用。
通常，在频域范围内分析通用电动机的性能，通用电动机的电压方程为：I I I ZI U )()(j )(af aa e af f a b f a G G M 2L L R R R +++++++==ωω (18.1) 式中，R a 、R f 和R b 分别表示电枢电阻、励磁绕组电阻和电刷接触电阻，L a 、 L f 和M af 分别是电枢自感、励磁绕组自感和二者之间的互感，G aa 和G af 分别是电枢电流和励磁电流对应的感应电动势系数，ω是电枢电流的角频率，ωe 是转子速度（用每秒的电弧度来表示），Z 是等效的输入阻抗。
电感和反电势系数是经线性化处理的非线性参数。
当电刷轴线与q 轴重合时，aa af G M = (18.2) 如果给定转子转度ωe ，电枢电流I 可以通过端电压U 计算：Z UI = (18.3) 输入电功率可以直接通过电压和电流计算得到，如：ϕcos UI P 1=(18.4) 输出功率（机械功率）为：)(Fe Cuf Cua b fw 12P P P P P P P ++++-= (18.5) 式中的P fw 、P b 、P cua 、P cuf 和P Fe 分别表示风摩损耗、电刷压降损耗、电枢铜损耗、励磁绕组铜损耗和铁心损耗。
电刷详解
电刷科技名词定义电刷在电机旋转部分与静止部分之间传导电流的主要部件之一。
具有良好的滑动接触特性(如摩擦系数、耐磨性等)，对电阻率和接触电阻等也有特殊要求，通常以石墨为主要原材料。
电刷电刷是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件。
电刷是用于换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体。
它的导电，导热以及润滑性能良好，并具有一定的机械强度和换向性火花的本能。
几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部件。
电刷的定义我国行业推荐标准《JB/T4003-2001电机用电刷》中把电刷分为四大类：1.石墨电刷；2.电化石墨电刷；3.树脂粘合石墨电刷；4.金属石墨电刷。
电刷广泛适用于各种交直流发电机，同步电动机，电瓶直流电动机，吊车电机集电环，各型电焊机等等。
随着科学技术的发展，电机的种类和使用的工况条件越来越多样化，因而需要有各种不同品级的电刷来满足这些要求，故电刷的种类也随着电机工业的发展而越来越多。
人们为了使用和管理上的方便，对众多的电刷进行了分类。
主要分类方法1，按材质的软硬可分为软质电刷，中硬质电刷和硬质电刷。
2，按电刷的使用对象可分为汽轮发电机用电刷，轧钢电机用电刷，牵引电机用电刷，汽车拖拉机用电刷，电动工具用电刷，飞机电机用电等。
3，按电刷的颜色分为黑色电刷(用纯碳石墨材料制成)和有色电刷(用铜等金属材料和石墨制成 ) 。
电刷的选用1、从直观来看，电刷应当倒角得体、规格适当、结构规范、导线的截面和长度符合要求，没有松动、脱落、破损、掉边、掉角、卡箍等现象。
2、从使用来看，电刷使用性能良好的标志主要有以下几种情况：（1）使用寿命长并且不磨损换向器或集电环，不使换向器出现划痕、不平、烧蚀、拉丝等。
（2）具有良好的换向和集流性能，使火花抑制在允许的范围内，并且能量损耗小。
（3）电刷运行时，不过热，噪音小，不破损，刷辫不变色，不烧蚀。
（4）运行过程中，能够在换向器或集电环表面较快地形成一层均匀、适度和稳定的氧化薄膜。
直流电机设计参数计算
取Dj1=
机壳厚度 [8] Δj1取
3.26 (cm) 0.08 (cm)
气隙δ选 [9] 取 δ=
0.06 (cm)
[10] 磁钢外径
[11] 磁钢内径 电枢铁心
[12] 长度l2 对铁氧体 磁铁
DMe=Dj1-2 Δj1 DMi=D+2 δ
l2=lδ-l0
（厘l1
取σ=
1.25
定子轭磁 [39] 场强度Hj1
Hj1
lj=
3.9 (cm)
（A/cm）
定子轭磁 [40] 压降Fj1
Fj1=Lj1Hj1
（安）
Fj1=
4.995132 Hj1
(A)
式中
Lj1=π (Dj1-Δ j1)/2p
外磁路总
[41] 磁压降F0
（厘米）
式中Lj1=
外磁路总 [41] 磁压降F0
SM=αδπ （DMi+hm ）l1/2p 环形铁氧 体磁铁
SM=αδπ （D+hm） lδ/2p 瓦形铁氧 体磁铁弧 [16] 度角β β=αδ 180°/p 4、电枢 冲片尺 寸 [17] 槽数Z Z= （2~4）D =3~13 通常选用 奇数槽
[18] 槽形
（厘米 2）
（厘米 2）
（厘米 2）
[28] 槽面积SS
计算出
5、磁路 计算
气隙系数
[29] kδ 对半闭口
槽
kδ=t2(5 δ +b02)/(t2 (5δ +b02)b02b02)
对铁氧体 磁钢
式中 D4= 1.12 (cm) r2= 0.2 (cm)
[26] 槽口宽b02
b02= 0.34 (cm)
永磁直流无刷电机极对数
永磁直流无刷电机极对数永磁直流无刷电机是一种采用永磁材料作为转子磁场的电机，具有高效、节能、低噪音、高扭矩等特点，广泛应用于各种工业领域和日常电器中。
在永磁直流无刷电机的设计与使用中，极对数是一个非常重要的参数，它直接影响到电机的性能和应用效果。
一、永磁直流无刷电机的基本概念永磁直流无刷电机由定子和转子两部分组成。
定子绕组通过直流电源供电，产生磁场。
转子采用永磁材料，磁场与定子磁场相互作用，产生转矩，使转子旋转。
无刷电机采用电子换向器实现电刷与绕组的非接触换向，解决了传统直流电机电刷磨损和火花问题。
二、极对数的概念与计算方法极对数是指电机转子磁场与定子磁场相互作用的一对磁极所对应的电极数。
在永磁直流无刷电机中，极对数等于电机的磁极数。
例如，一台四极电机有两个磁极对，因此极对数为2。
计算极对数的方法如下：极对数= 磁极数× 2三、永磁直流无刷电机极对数的选择在设计永磁直流无刷电机时，极对数的选择至关重要。
合适的极对数可以提高电机的性能和效率，反之则可能导致电机性能不佳。
以下几点需要注意：1.根据负载需求选择极对数。
负载越大，所需的转矩越大。
一般情况下，负载越大，电机极对数越多，转矩越大。
2.考虑电机的速度范围。
电机的极对数与转速成反比关系。
极对数越多，转速越低。
根据实际应用需求，选择合适的极对数，使电机在所需速度范围内稳定运行。
3.预留一定的过载能力。
在选择极对数时，应考虑电机的过载能力，以确保在短时间内承受较大负载时，电机仍能稳定运行。
四、极对数对电机性能的影响1.转矩与极对数的关系：极对数越多，电机转矩越大。
在相同电压和电流条件下，极对数越多，电机输出转矩越大。
2.转速与极对数的关系：极对数越多，电机转速越低。
在相同负载和电源电压条件下，极对数越多，电机转速越低。
3.效率与极对数的关系：极对数越多，电机效率越高。
在相同负载和电源电压条件下，极对数越多，电机效率越高。
4.噪音与极对数的关系：极对数越多，电机噪音越低。
铜基电刷材料配比表
铜基电刷材料配比表
摘要：
一、铜基电刷材料概述
二、铜基电刷材料配比的重要性
三、铜基电刷材料配比表的详细内容
四、铜基电刷材料配比表在实际应用中的作用
五、总结
正文：
铜基电刷材料是一种在电气设备中广泛应用的材料，其性能直接影响到设备的运行稳定性和使用寿命。
铜基电刷材料配比对于其性能起着至关重要的作用，因此，对其进行科学合理的配比是十分必要的。
铜基电刷材料配比表详细列出了各种原材料的配比，包括铜、石墨、金属粉、陶瓷粉等。
这些原材料的比例决定了铜基电刷材料的导电性、耐磨性、热稳定性等性能。
在实际应用中，铜基电刷材料配比表起到了指导作用。
通过对比配比表，可以发现生产过程中可能存在的问题，如原材料比例不准确、生产工艺不合理等，从而及时调整，确保产品质量。
同时，配比表还可以为新产品研发提供参考，帮助科研人员快速设计出性能优良的铜基电刷材料。
总之，铜基电刷材料配比表是电气设备制造行业中不可或缺的重要工具，它对于保证产品质量、提高设备性能具有重要作用。
不同烧结工艺、铜含量和铜粉类型对铜电刷导电性能的影响
不同烧结工艺、铜含量和铜粉类型对铜电刷导电性能的影响摘要：以天然石墨、电解铜粉和树脂等作为原材料，采用混合、压型、烧结工艺制备铜电刷样品，研究了不同的铜粉类型、含量和烧结工艺对铜电刷导电性能的影响。
用激光粒度分析仪测试铜粉粒径和SEM观察铜粉类型，用电阻率测试仪测试铜粉电阻率及其他物理性能。
结果表明：采用相同的烧结温度，在铜含量33%的情况下，铜粉粒径越大，电阻率越小，大粒径D50为28.32µm的电解铜粉是小粒径D50为10.89µm电解铜粉电阻率的1/5。
用同一种类型电解铜粉制成不同铜含量电刷时，随着铜含量升高电阻率急速降低，33%铜含量电刷的电阻率是23%铜含量电刷电阻率的1/10 。
关键字：铜粉烧结电刷电阻率Effect of different sintering process, copper content and copper powder type on conductivity of copper brushFu MeirongAbstract: Using natural graphite, electrolytic copper powder and resin as raw materials, copper brush samples are prepared by mixing, pressing and sintering processes. The effects of different copper powder types, content and sintering processes on the conductivity of copper brushes are studied. The particle size of copper powder is measured by laser particle size analyzer,the type of copper powder is observed by SEM, and the resistivity and other physical properties of copper powder are measured by resistivity tester. The results show that at the same sintering temperature and with 33% copper content, the larger the particle size of copper powder, the lower the resistivity. The resistivity of the electrolytic copper powder with large particle size D50 of 28.32µm is 1/5 of that of the electrolytic copper powder with small particlesize D50 of 10.89µm.When the same type of electrolytic copper powder is used tomake brushes with different copper content, the resistivity decreases rapidlywith the increase of copper content. The resistivity of the 33% copper content brush is 1/10 of that of the 23% copper content brush.Key words:Copper powder; Sintering; Copper brush; Electricity resistivity电刷是电机的一个非常重要的零部件，广泛应用于直流电机，交流电机，其作用是在电机的固定部件与旋转部件—整流子或集电环之间接触旋转来传导电流。
风电滑环电刷压力测量方法报告
风电滑环电刷压力测量方法报告风电滑环和电刷是现代各种大型设备不可或缺的部件。
它们能够使得设备的转动更加平稳，减少摩擦和磨损，从而在长时间的使用期内确保设备的高效运行。
然而，在设备使用过程中，由于工况变化和时间的推移，滑环电刷的压力情况往往会发生变化，造成安全隐患和降低设备的运行效率。
因此，为了保证风电滑环和电刷的正常工作，及时了解并监测滑环电刷的压力是非常必要的。
本报告将介绍一种可靠、有效的风电滑环电刷压力测量方法。
一、仪器和设备该方法主要使用的仪器和设备包括：数显压力计、支架、连接管、摆动式压力表、连接钢管、液压管和液压泵等。
其中数显压力计负责读取电刷压力大小，支架用以确保仪器的稳定，连接管和连接钢管用于传递压力信号，并且摆动式压力表可以有效记录压力变化情况。
液压管和液压泵则是用来提供液压动力以保证不良环境条件下的正常测量。
二、操作步骤1.准备工作：在进行电刷压力测量之前，必须先确保设备停机且处于安全状态。
连接管和连接钢管还需要清洗干净，以确保传递的压力信号是准确的。
此外，还需要将摆动式压力表上的测压表零位调整好，以便记录正确的压力值。
2.安装支架：支架应该根据电刷的类型和尺寸进行选购，并确保位置稳定。
在安装过程中，需要将支架固定好，防止其发生任何移动。
3.连接管和连接钢管：将连接管和连接钢管使用密封胶水紧密地连接起来。
连接钢管的作用在于提供额外的强度，并能够承受压力的传递。
此外，连接钢管的长度也应该根据实际情况加以调整。
4.安装数显压力计：在连接管上固定数显压力计，如果需要，可以在连接管上添加减震器以避免仪器在操作过程中发生变形。
然后将数显压力计连接到液压管上，液压泵则作为液压动力的提供者，确保测量可靠性和准确性。
5.进行测量：在所有设备安装好后，开始进行电刷压力的测量。
该方法采用摆动式压力表记录电刷在转动过程中的压力值，深入探测电刷使用时的真实情况。
在开始测量前，需要保证摆动式压力表垂直于电刷轴线，并将制动器释放，使电刷与滑环唇面轻松接触。