蓄电池车辆用直流电动机的原理及应用

蓄电池车辆用直流电动机的原理及应用

随着国民经济的飞速发展和科学技术的进步，以及对环境保护意识的提高，为顺应与时俱进的时代潮流，我们开发的以蓄电池为动力源的搬运车、牵引车和提升车所使用的直流辅助电动机及直流牵引电动机就应运而生了。现在就该类电动机作一工作原理和应用介绍。一．适用范围。

适用于主牵引蓄电池供电的电动工业车辆用的直流电动机（牵引电动机和辅助电动机）二．使用环境条件。

1.海拔不超过1200M。

2.周围空气最高温度为40℃，最低温度为-25℃.

3.相对湿度直到100%，在电机表面形成凝露。

三．励磁、冷却方式和防护等级。

1．电动机的励磁方式

串励并励复励

他励

电动机根据用途应是串励，并励，复励和他励共4种类型中的任一种。

2．电动机的冷却方式

自然冷却（IC00）

自通风冷却（IC01）

3．外壳防护等级

不低于

四.定额

1．定额分类

定额分：连续定额、60min、30min、15min和5min。连续定额适用于自通风冷却的电动机。

电动机也可采用周期工作定额，规定定额的目的是为了能在验证台上试验电机的性能，作为产品设计，制造及验收的依据，同时作为评价电机对规定工作状态的适用性及不同电机之间进行比较的基础。

2．额定电压

电动机在额定运行时其引出线端间的电压称为额定电压。由铅酸蓄电池供电时与蓄电池标称电压相应的额定电压规定，如表：

蓄电池标称电压(V) 24 48 72(80) 96

电动机额定电压（V）22 45 67(75) 90

四．技术要求

1．电动机的最高和最低工作电压

电动机的最高和最低工作电压分别为串联的蓄电池元件总的标称电压的1.1倍和0.75倍，在这电压下电动机应能可靠地工作。

2．电动机的最大电流

电动机的最大电流为电机在使用中最大容许的电流，其容许时间为1min（双转向电机为每向0.5min）。最大电流对额定电流的比值如表2：

电动机类别串励复励他励、并励

牵引电动机 3.0 2.7 2.5

辅助电动机 2.0 1.8 1.5

3．牵引电动机的最大转矩

在最大励磁牵引电动机电枢电流达到最大值时，其最大转矩对额定转矩的比值，按励磁方式应不小于表3的规定。

串励复励他励和并励

4.5 4.0 3.5

4．电动机的最高工作转速

驱动车上设备的电动机正常运行条件下，电压为最高而励磁和负载为该电压下能够产生的最低值所能达到的最高转速，应可靠地运行。

5．电动机的超速

每台电动机在热态下承受1.2倍最高工作转速时2min的超速。电机各部件无损伤和变形。6．温升的限值

a．绕组和换向器

电动机在规定的工况下进行试验，按其绝缘等级应符合表4的规定。

电机的部分测量方法

绝缘耐压等级

B F H

电枢绕组电阻法120 140 160

定子绕组电阻法130 155 180

换向器电温度计法120 120 120

b．滚动轴承的容许温度

其容许温度（环境温度不超过40℃时）为95℃

7．换向火花

电动机在额定工况和最高工作电压及额定电流时，其换向火花等级不超过3/2。在承受最大工作电流时其换向火花不超过2级。

8. 交流耐压

每台电动机应能承受交流耐电压实验，而绝缘不被击穿，其数值应符合表5的规定值。

蓄电池标称电压 Un(V) 实验电压 V

＜48 500

48≤Un≤110 1000

9. 电动机的绝缘电阻

在热态下电动机的绕组对机壳和绕组之间的绝缘电阻不低于Ut/1000MΩ。

10. 特性容差

a. 转速的容差

在额定电压，额定电流和额定励磁下≤3KW的电机为±7.5%,＞3KW的为±6%。

b.效率的容差为-15%

六. 直流电动机的构造及工作原理

1. 直流电动机的构造

a. 定子

是由低碳钢管经车削加工而成。其前后端盖用铸钢或铸铁支撑转子轴。在机壳腔内固定由

硅钢片或软铁制成的磁极

靴。在极靴紧固之前预套上磁极

线圈或串激线圈。

在XQ和XQD系列中，4只磁

极靴外形尺寸相同，XQ系列中

只有串激线圈，通常又叫换向

线圈，它是由铜扁线（通常只

有10～20匝）绕制而成。但在

XQD系列的复励中换向线圈和

激磁线圈（一般几百匝，由圆

铜线绕制）有序错落各一半。

在电机的后端盖内侧组装有

电刷杆和座、刷握、刷簧和碳刷。电机内部图示

b. 转子

又叫电枢，它是由0.5mm硅钢片和环氧绝缘板冲片叠装压入轴而成。并在轴伸的一端压入压圈和换向器（又叫整流子）。它在经过槽绝缘工序后，嵌入电枢绕组。小机座号是圆铜线，中机座号以上是预制成形的铜扁线。最后经过绑扎、动平衡、真空浸漆、换向器车削、下刻等工序后即进入待装配状态。

通常XQ系列电枢轴伸端还压入内风叶、XQD系列除有特殊要求外一般是不装内风叶。2. 直流电机的工作原理

直流电机的定子磁轭（机壳）、磁极靴、气隙和电枢铁心构成磁路。励磁绕组和电枢绕组的合成磁势在气隙内形成气隙磁场。电枢绕组相对气隙磁场旋转感应电枢电势，载流电枢绕组与气隙磁场相互作用产生电磁转矩。依据电刷和换向器以实现电枢绕组中交流电与转轴上机械转矩之间的相互变换。机械功率和电功率分别通过转轴和电刷输入或输出，从而实现机电能量转换。

七. 直流电机的外工作特性

直流电动机的电枢电流I、转速n、电磁转矩T和输出功率P2之间的关系，表征着它的

工作特性。