交流串激电机基本知识(new)演示文稿
串激电机原理演示文稿
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电枢绕组
换向器 电刷
单相串激电动机
定子铁心 励磁绕组
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直流电动机 (直流电源， 直流电励磁， 电刷换向器)
恒定磁场
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单相串激电动机 (交流电源， 交流串激， 电刷换向器) 脉动磁场
交变电源变化至负半周波时，图(b) ，电励磁 的磁场极性和电刷极性发生变化，同时电枢电 流方向也随之改变了，根据左手定则，电磁转 矩方向不变，使电动机继续逆时针方向转动。
由此可见，一台直流串激电动机改接到交流电 源后，虽然电源极性在反复变化，但是每一极 面下导体电流方向不变，电磁转矩的方向不变， 电动机转向也不变，这就是单相串激电动机的 工作原理。
压，冲片槽型多数为半闭口梨形槽，转轴压入铁 心轴孔。 转子绕组。为分布绕制的电枢绕组嵌放在电枢铁心 中，依次串联成闭合绕组(详见第三章)。 换向器(又称整流子) 。与电刷装置，构成滑动接触。 有半塑料换向器(由紫铜的换向片和云母片用塑料 压制成整体) ，全塑料换向器(无云母片) 。
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半塑料换向器
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当线圈转过180度时，如图(b) ， ab边在S极面下， 由于换向片和电刷作用，电流方向a b，而cd边 在N极面下，电流方向也改为c d，根据左手定 则，产生电磁转矩方向不变，使电动机继续转动。
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• 综上所述，要使直流电机按一定方向运转，关键 是利用换向片和电刷作用，电刷在定子上是不动 的，且极性不变;而换向器是在转子上，与之固定 连接的电枢线圈随转子转动。
• 由此可见，直流电机电枢绕组中电流并不是直流， 而是交变的。
单相交流串激电机基本知识培训
单相交流串激电机基本知识培训一、单相交流串激电机的原理单相交流串激电机是一种常见的电动机，它通过交流电源提供电能，实现动力传递。
其原理是利用电流通过电磁绕组形成磁场，从而产生电磁力，驱动电机转动。
交流电源通过转子绕组和定子绕组实现电流的变化，从而产生旋转磁场，使电机得以转动。
二、单相交流串激电机的结构单相交流串激电机的主要结构包括定子、转子、端盖、轴等部分。
定子上安装有绕组，而转子上装有绕组，这些绕组通过电源供给电流，形成磁场。
同时，电机还有轴承、风扇、端盖等辅助结构部分，用于支撑和冷却电机。
三、单相交流串激电机的特点1. 结构简单：单相交流串激电机的结构相对简单，维护和维修较为方便。
2. 起动性能较差：单相交流串激电机起动时需要外部助力，起动性能较差。
3. 负载能力弱：由于其结构和工作原理的限制，单相交流串激电机的负载能力相对较弱。
四、单相交流串激电机的应用领域单相交流串激电机广泛应用于家用电器、小型机械设备、风扇、泵等领域，由于其结构简单、成本适中，易于维护等特点，受到了广泛的应用。
五、单相交流串激电机的维护保养1. 定期检查电机的外观，保持电机的清洁，防止灰尘和水汽进入电机内部；2. 定期检查电机的电气连接，确保电机的接线正常；3. 定期检查电机的轴承和润滑情况，及时添加润滑脂，保证电机的正常运转；4. 定期检查电机的绕组，确保绕组的绝缘情况良好。
六、单相交流串激电机的能效提升方法1. 采用节能电源，选择能效较高的电源；2. 选择高效率的电机，提高电机的工作效率；3. 增加电机的冷却设备，确保电机的工作温度在合适范围内；4. 采用变频器等辅助设备，提高电机的控制精度。
七、单相交流串激电机的故障及排除方法1. 电机启动困难，可查看电源是否正常、电机是否接线正确等；2. 电机噪音大，可能是轴承损伤，需及时更换轴承；3. 电机运行不稳定，可能是由于电源不稳定，需检查电源线路。
八、单相交流串激电机的未来发展方向随着科技的不断进步，单相交流串激电机在结构、材料、控制等方面有了很多的发展和改进，未来可能会更加智能化、高效化和环保化，更好地满足人们对于电动机的需求。
电机基础知识演示文稿
单边圈数多或 少
1.两边电阻有差异。 2.通过线包的大小可能可以看出差异。 3.通过对合格产品的波形对比，匝间检测可以检
出（圈数细微差异比较难检出）
1.可能会出现单边火花或两边火花加剧。 2.噪音或振动会相对加剧。 3.转速可能会下降。
定子引出线接 1.对照图纸或样板核对引出线 反
1.电机转向与正常产品相反。 2.换向火花会增大甚至出现火环。
1.过线轮坏。
2.护纸板毛剌损伤。
3.产品摆放不当。 4.模头护板损伤等。
三：可能造成的影响：
1.线圈短路发热，造成烧机
等。
一：不良名称：压纸 二：产生原因：
1.绝缘纸过长。 2.绝缘纸不紧贴铁 芯壁。
3.绕线机故障等。
三：造成的影响： 1.造成高压击穿漏电
。 2.造成漆包线受损短路
。
三：定子常见外观缺陷
，不会存在批量的性能故障，但偶然性的存在还 是可能的。所以，如果定转子装机前本身存在缺 陷，在装配时通过整机的测试或跑机一般可以发 现。
• 通常情况下定转子所存在的性能问题及对应一些
现象如下表。
第十一页，共27页。
五：性能分析（定子）
配件名称 定子
不良缺陷 线径用错
配件显现特征或分析方法
1. 电阻有差异。--大或小。 2.产品外观的槽满率对比。 3.综合性能检测。
两边同时多圈 数
1.电阻比正常产品要高。
2.有时从产品的槽满率可以看出来比正常产品要 饱满。
3.通过对合格产品的波形对比，匝间检测可以检 出（多很少的圈数比较难检出）
1.电流会相对较小。 2.空载转速会相对降低。 3.电机特性会相对变硬，过载能力会相对提高。 4.火花可能会有所改善。 5.定子温升相对会升高。 6.整机电磁效率会有相对下降。 7.运行寿命可能降低。
串激电机技术培训讲座
● 起钩数：起钩到线圈中心线所跨过的换向片数：B
换向器端朝上， 向右数钩
以下列表及实例基于两种前提 1）飞叉顺时针绕线（从转子外表观察） 2）转子顺时针移位（从出轴端观察）
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AB速算表(三门巨力绕线机)
Z=12 K=24
右叠绕
常规 留底
1 次移位挂勾 A 1 次移位绕线 B 2 次移位挂勾 C 2 次移位绕线 D 3 次移位挂勾 A
右偏3钩
A BC
A BC
常规绕线：本槽比每三钩（1槽2钩） 顺叠绕方向的第三钩
本槽比每二钩（ 1槽1钩）
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留底绕线：本槽比起钩（绝对是1槽2钩）
左偏2.5钩
C
C
B
B
A
A
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怎么观察偏钩？-转子
一般以最后一槽线圈来作比较 尾钩（双钩线） 以靠近尾钩的一槽来与尾钩比较，偏几钩？ 这一槽这一钩一定要是同一飞叉上的漆包线
A+B=26 B+C=25 C+D=24
A+B=24 B+C=25 C+D=26
Z=12 K=12
常规
1 次移位挂勾 A 1 次移位绕线 B 2 次移位挂勾 A 2 次移位绕线 B 3 次移位挂勾 A
A+B=K+1=13
XMJ绕线机起钩位：B
左叠绕
常规
留底
A+B=22 B+C=23 C+D=24
A+B=24 B+C=23 C+D=22
按应用领域分： 驱动电机 控制电机
1
1.2 常见电机
异步电机 结构简单可靠、用途最为广泛，调速性能差。 三相交流异步电动机
交流串激电机基本知识培训
转子
作用
转子是交流串激电机的动力输出部分， 它通过磁场与定子的相互作用产生旋 转力矩。
组成
工作原理
当定子的磁场发生变化时，转子上的 磁通量也会相应变化，从而产生旋转 力矩，驱动转子旋转。
转子通常由铁心、绕组和转轴组成，铁心同 样由硅钢片叠压而成，绕组则绕在铁心上， 转轴用来支撑整个转子并传递旋转力矩。
启动转矩大
交流串激电机在启动时具 有较大的转矩，能够克服 较大的负载。
维流串激电机的应用场景
电动工具
交流串激电机常用于电动 工具中，如电钻、电锯、 电刨等。
家用电器
交流串激电机也应用于家 用电器中，如吸尘器、吹 风机、电动按摩器等。
其他领域
除了电动工具和家用电器， 交流串激电机还广泛应用 于工业自动化、交通运输、 医疗器械等领域。
防护罩安装
01
为电机加装合适的防护罩，防止异物进入电机内部，确保电机
安全运行。
安全防护装置
02
根据需要，在电机周围安装安全防护装置，如安全门、防护栏
等，防止人员或物体意外触及电机带电部分。
使用安全警示标识
03
在电机的明显位置设置安全警示标识，提醒人员注意安全，避
免发生意外事故。
PART 06
交流串激电机的发展趋势 与展望
安装注意事项
安装环境
确保电机安装在干燥、通风良好、无易燃易爆物品的环境中，避 免阳光直射和高温环境。
安装方式
根据电机的结构和设计要求，采用合适的安装方式，如地脚安装、 法兰安装等，确保电机安装稳定、可靠。
接线规范
按照电机的接线规范进行接线，确保电机正常运行，注意保护好接 线端子，避免松动或损坏。
安全防护措施
最新交流串激电机基本知识培训
• 简单介绍一下爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离 •
• •
的概念： 1. 爬电距离：在两个导电零件之间或导电零件与 电器、工具界面（即外壳表面）之间沿绝缘材料表 面的最短距离。如在加强绝缘上的带电零件(换向 器的铜排端面）与其他金属零件之间（转子轴）的 距离不能小于8mm；由基本绝缘（槽绝缘）将带 电的漆包线与转子铁芯隔开的沿绝缘材料表面的最 短距离不能小于2mm； 2. 电气间隙：在两个导电零件之间或导电零件与 电器、工具界面（即外壳表面）之间通过空气量得 的最短距离。如机壳表面与铁芯表面的电气间隙的 最短距离不能小于4mm; 3. 绝缘穿通距离：在附加绝缘或加强绝缘隔开的 金属零件之间，穿过绝缘量得的最短距离。如将电 机轴与铁芯隔开的轴绝缘的最短距离不能小于 1mm,一般取为1.25mm.
一.单相串激电机转子绕组线路简图
• 转子绕组线路简图及电流分布
I/2 2 + I 碳刷位置 1 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 I/2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 I 碳刷位置
• 单相串激电机在设计上的发展趋势
1. 提高电机转速。由于双飞叉自动绕线机和全自动平衡机的使用，对转子的动平衡 精度有了可靠的保证，因而普遍采用提高电机转速来缩小电机的体积，提高电机功 率，降低电机成本；
一. 单相串激电机的特点
串激电机基本知识及工艺(new)ppt课件
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单相串激电机的主要零部件材料
漆包线按耐温等级区分的常用规格：
1、155度聚酯 ：QZ-2/155；
2、180度聚酯亚胺 ：QZY-2/180；
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转子工艺流程之点焊
正极为钨钢棒 负极为铜棒(最好选用鉻铜) 焊接前须对焊接棒的角度进行磨削,一般角度3-5度； 一般焊接到4000次左右须更换焊接棒； 严禁进行二次焊接
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转子工艺流程之测试1
片间电阻±8%（根据产品设计要求）; 对角电阻±8% （根据产品设计要求）; 焊接电阻≤0.5mΩ; 匝间测试,波形不能少于4个,与标准波形的面积差≤15% 冷态绝缘电阻测试≥500MΩ; 高压测试:
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单相串激电机的主要零部件材料
对于与碳刷的匹配问题,含银量高了后碳刷 的硬度需调整,否则会碳刷寿命变短。 换向器的铜材料有如下几种: 1、T2铜或无氧铜, 要求较低的电机 2、0.03%Ag-Cu,用于使用环境高温的,要 求耐磨的功率较小的电动工具
3、0.08%Ag
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单相串激电机的主要零部件材料
金属材料:转子轴 导磁材料:硅钢片 导电材料:漆包线、碳刷、碳刷弹簧、换向器 绝缘材料:定子槽绝缘纸、定子绝缘端板、定子绝缘漆
转子槽绝缘纸、转子绝缘端板、转子槽楔、轴绝缘、绝缘漆、包封胶
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单相串激电机的主要零部件材料
碳刷
碳刷材质选用对电机火花至关重要，且直接影响到 电机使用寿命。电机对碳刷的要求绝不仅仅表现在 换向性能上，而且还要求碳刷的润滑性能好，形成 氧化膜的能力要强，碳刷自身的磨损及对换向器表 面磨损要小等，以保证良好的滑动接触。所以选择 碳刷时，要尽量满足上述多项要求。碳刷的电流密
最新交流串激电机基本知识培训(可编辑)
最新交流串激电机基本知识培训单相交流串激电机基本知识培训培训目录一单相交流串激电机的特点二转子的生产工艺流程及每个工序注意要点三定子的生产工艺流程及每个工序注意要点四单相交流串激电机主要零部件材料简介五单相交流串激电机火花产生的原因六单相交流串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施七单相串激电机火花等级的划分八单相串激电机能量损耗及效率低的原因九单相串激电机转子最大残余不平衡量的计算方法及解决振动的措施十单相串激电机噪音的计算方法及解决噪声措施十一单相串激电机转速调整的方法十二改善电机换向和EMC的措施十三现有铁芯与交流产品规格对照表十四电机改变电压后的参数计算方法十五电机电磁负荷的选择及电机参数的简单计算方法十六电机参数的详细计算方法仅供参考十七无刷电机的特点及工作原理仅供参考十八单相异步电机的特点及工作原理仅供参考一单相串激电机的特点 1 串激电机转速范围广转速与频率无关转速公式 n Ucos￠－IR－△U Ke× rpm 或者 60√2×E×10 N×根据不同产品要求转速可以从4000rpm至35000rpm以上运用范围广电动工具用的电机转速达10000～38000rpm以上如电磨头电机的转速已经超过了38000rpm高速角磨的电机转速也达35000rpm以上而其他交流电机的转速都与电源频率有关当电源频率为50Hz时其转速不会超过3000RPM n 60fp p 1 f 50Hz 因而其使用范围受到一定的限制转速公式中各字母的意义在后面的电机计算公式中会介绍 2 与其他交流电机相比在同样功率下产品体积缩小许多材料节省重量轻适合大批量生产制造成本低 3 起动转矩大过载能力强起动转矩高达额定转矩的4-6倍起动瞬间因转子机械惯性大n 0感应电势E 0由电压平衡式可知U EIaR Ia U-ER UR 起动电流很大因Ia 电枢电流 If激磁电流If产生磁通φ也很大因此起动转矩T Ct ×Ia×φ也很大不易被卡住适合于使用在启动比较困难的地方一单相串激电机的特点 4 功率因数cos￠高串激电机额定转速比较高定转子匝数相对比较少定转子安匝比8W1N 085-15之间常用10513之间 W1为定子单个线圈的导体数N为转子的所有导体数N 转子铁芯槽数×4×线圈匝数如定子单个线圈的匝数为260匝转子匝数为38匝则该电机的定转子匝数比为8×26012×4×38 com能太大太大了说明定子匝数过多将造成定子铜耗的增加造成激磁磁场过于饱和铁耗增加温升升高效率下降材料的利用率降低还造成定子的电抗增加使功率因数cos￠降低使电机的特性变硬需要对定转子参数进行配合调整一般情况输出功率大于400W定转子安匝比取比值较小输出功率小于400W定转子安匝比取比值较大因此绕组电感也较少电流和电压的相位差夹角较小所以功率因数cos￠比较高一般来说电机空载转速在10000-15000之间 cos￠ 088-095空载转速在15000-20000之间 cos￠095-097空载转速在2000030000以上 cos￠ 097-099 一单相串激电机的特点 5采用双重绝缘结构简单介绍一下爬电距离电气间隙和绝缘穿通距离的概念 1 爬电距离在两个导电零件之间或导电零件与电器工具界面即外壳表面之间沿绝缘材料表面的最短距离如在加强绝缘上的带电零件换向器的铜排端面与其他金属零件之间转子轴的距离不能小于8mm由基本绝缘槽绝缘将带电的漆包线与转子铁芯隔开的沿绝缘材料表面的最短距离不能小于2mm 2 电气间隙在两个导电零件之间或导电零件与电器工具界面即外壳表面之间通过空气量得的最短距离如机壳表面与铁芯表面的电气间隙的最短距离不能小于4mm 3 绝缘穿通距离在附加绝缘或加强绝缘隔开的金属零件之间穿过绝缘量得的最短距离如将电机轴与铁芯隔开的轴绝缘的最短距离不能小于1mm一般取为125mm 6定子采用深槽结构一单相串激电机的特点 7简单介绍一下不同转子芯片槽数安匝比的计算公式 A 8槽转子安匝比 8W1N 8W18×4W2 W14W2电磨头产品 B 12槽转子安匝比 8W1N 8W112×4W2 W16W2 大多数产品采用12槽铁芯 C 14槽转子安匝比 8W1N 8W114×4W2W17W2 目前还未使用 D 16槽转子安匝比 8W1N 8W116×4W2W18W2 切割机斜断锯台锯230角磨等大功率产品 E 马蹄形定子C形定子安匝比 8W112×8W2 W112W2 部分平板砂等小功率产品其中W1为定子单个线圈的匝数 W2为转子单个线圈的匝数 8串激电机的定子绕组与电枢绕组是串联的见图1单相串激电机原理图定子电流就是电枢电流定子产生磁通φ与电枢电流几乎同相位若电机在运行过程中负载增大时电流和磁通也增加但转速下降维持输出功率不变P2 M×n955 W 其中M为转矩 Nm n为转速 rpm一单相串激电机的特点一单相串激电机的特点 9 单相串激电机工作原理图一单相串激电机的特点 10 单相串激电机的特性曲线一单相串激电机的特点 11 单相串激电机的一些常用公式 1 输入功率P1 U×I×cos￠N×ηN W 2 输出功率P2 M×n955 W 3 效率 P2P1 ×100 4 转速n Ucos￠－IR－△U Ke× rpm 60√2×E×10 N× 5 转矩T Ct××I Nm 6 温升△T R2-R1 R1× 2345T1 － T2－T1 K7 噪声声压级Lp 20㏒PP dB 8 噪声声功率级Lw Lp11dB dB A9 转子的最大残余重心偏移距离e 9550×Gn μm 10 转子的最大残余不平衡量m M×e r g 11 定转子之间的单边气隙δ转子直径D2的 1100mm或者δ 03τAB ×10 mm 极距τ 314D22 线负荷A 100-145Acm气隙磁密B 035-055T 单边气隙长度一般在03-08mm之间大功率高转速电机取气隙较大值小功率低转速电机取气隙较小值 12转子铁芯长度与转子外径之比LD2 05-17 13 D2 L Pi ×6 ×√2×10αBAn cm 14 极弧系数αθπ 0667-07 θ为定子极弧对应角度一般为120度 15 换向器外径与转子铁芯外径之比一般在06-072之间16 转子外径与定子外径之比D2D1 054-062 如54片 3154 0574如 585片35585 0598如65片39565 061如72片41572 0576如90片5490 060如98片5798 058 一单相串激电机的特点电机定转子冲片各部分名称简介一单相串激电机的特点一单相串激电机转子绕组特点一单相串激电机转子绕组线路简图转子绕组线路简图及电流分布单相串激电机在设计上的发展趋势1 提高电机转速由于双飞叉自动绕线机和全自动平衡机的使用对转子的动平衡精度有了可靠的保证因而普遍采用提高电机转速来缩小电机的体积提高电机功率降低电机成本 2 增大转子直径使转子线圈的作用半径增大因而转矩增大直接提高电机的输出功率目前转子外径与定子外径之比已经由原来的052com062增大转子外径也使电机定转子绕组的温升趋于接近以改善转子温升偏高而定子温升偏低的情况 3 定子采用深槽结构前面已讲 4 提高磁通密度增加激磁安匝适当提高磁通密度增加激磁安匝不但可以缩小磁路系统的结构尺寸而且有利于换向并使机械特性趋硬提高空载转速 5 减少电机冲片规格提高零部件的通用性单相串激电机主要用于电动工具和家用电器生产批量很大为了适应全自动大批量生产降低制造成本必须减少电机冲片的规格提高通用性否则高速冲模具的投入将会增加较大的制造成本 6 在电磁计算上已经全部采用计算机程序软件计算不仅计算速度快而且计算的效率和准确性得到极大的提高二单相串激电机转子生产工艺流程 1压铁芯二单相串激电机转子生产工艺流程 2 装绝缘端板注意要点a端板有颜色和长短的区分b端板不能有开裂或缺料变形c端板齿必须与转子齿对齐com度≥22-25MMe120V产品需用棕色阻燃端板二单相串激电机转子生产工艺流程 3 测转子铁芯径向跳动二单相串激电机转子生产工艺流程 4装羊毛毡压换向器二单相串激电机转子生产工艺流程 5插槽绝缘纸二单相串激电机转子生产工艺流程 6 绕线二单相串激电机转子生产工艺流程 7插槽楔二单相串激电机转子生产工艺流程 8转子点焊二单相串激电机转子生产工艺流程 9 测试 1 二单相串激电机转子生产工艺流程 10 滴漆和包封胶二单相串激电机转子生产工艺流程滴漆基本工艺温度时间及滴漆量是过程控制重点 1 预热加热转子至滴漆合适温度约125℃排除湿汽减少绕线应力 2 滴漆转子低速旋转漆均匀的滴到绕组端部及颈部依靠漆的自重及毛细管效应渗入到线圈内部同时排出空气 3 凝胶转子保持自传滴饱漆的转子在适宜温度下约120℃快速凝胶 4 固化转子保持自传在一定温度下约130℃使挥发组份挥发而烘干二单相串激电机转子生产工艺流程转子滴漆的目的 1 提高转子的绝缘电气强度 2 提高转子的机械强度3 减少或消除绕线时漆包线的应力 4 提高转子的导热性 5 提高转子的耐湿性二单相串激电机转子生产工艺流程 11 铣换向器槽二单相串激电机转子生产工艺流程 12车换向器二单相串激电机转子生产工艺流程 13压风叶二单相串激电机转子生产工艺流程 14动平衡二单相串激电机转子生产工艺流程 15测试 2 此处测试是转子完成所有加工工序后的最终测试可以只测试片间电阻焊接电阻和匝间测试测试片间电阻可检查转子是否有断线和换向器车削后沟槽内是否有铜屑测试焊接电阻可再次测试转子是否有虚焊假焊的情况匝间测试可检查转子在前面所有加工工序中漆包线是否有碰伤损伤等二单相串激电机转子生产工艺流程 16防锈处理和印字二单相串激电机转子生产工艺流程三单相串激电机定子生产工艺流程 1 敲骨架装端板三单相串激电机定子生产工艺流程 2 插绝缘纸三单相串激电机定子生产工艺流程 3绕线三单相串激电机定子生产工艺流程 4 拉线与冲线三单相串激电机定子生产工艺流程 5焊线三单相串激电机定子生产工艺流程 com 三单相串激电机定子生产工艺流程 7整形三单相串激电机定子生产工艺流程 8测试 a 两个线圈的电阻测试与设定的标准电阻之差≤±8 b 匝间测试与设定的标准波形差值≤15且波形不能少于4个 c 高压测试 1250V5mA3S不击穿 d 检查连接线丁晴线长度和颜色是否满足要求三单相串激电机定子生产工艺流程 9浸漆三单相串激电机定子生产工艺流程 10定子包封胶三单相串激电机定子生产工艺流程 11涂飞线三单相串激电机定子生产工艺流程四单相串激电机的主要零部件材料简介串激电机的主要零部件材料大致分为以下四类一金属材料转子轴二导磁材料硅钢片三导电材料com换向器四绝缘材料定转子comcom1主轴电机轴是承受载荷的重要零部件它必须要有较高的强度和刚度才能支承转动部件的高速运转单相串激电机主轴材料多选用45优质碳素结构钢对于功率较大转速较高的电机主轴多选用40Cr或40CrMo调质钢主轴长度越长转速越高的电机对轴的材料要求越高 2硅钢片硅钢片是电机的重要导磁材料分为热轧硅钢片和冷轧电工钢带热轧硅钢片由于损耗大、磁通密度低、加工费时需将板料剪裁成条料后才能使用目前已经将热轧硅钢片淘汰现在已广泛使用损耗小、磁通密度高、加工方便的冷轧电工钢带冷轧电工钢带根据硅晶体的排列磁化方向分为晶粒取向和晶粒无取向两种钢中加入硅的好处A电阻率增加B铁耗显著减小C有利于将钢中的有害物质碳分离出来钢中硅的含量不能超过45否则将造成硅钢片硬度和脆性的增大给套裁和冲制工序带来较大的困难目前使用的硅钢片的材料为无取向冷轧电工钢带根据硅钢片单位质量损耗从小到大的类型有 DW470-50DW600-50DW800-50其代号意义如下四单相串激电机的主要零部件材料简介DW470-50 四单相串激电机的主要零部件材料简介几种硅钢片的价格对比参考价格近几年由于铁矿石价格上涨和与国外的几个大的铁矿石供应商谈判未达成协议的原因硅钢片的价格也上涨很快如DW800-50的硅钢片在3年前大约在6500元T而现在此规格的硅钢片价格大约在8700元TDW600-50的价格大约在9200元T 目前基于成本考虑除客户有特别指出硅钢片要用DW470-50或DW600-50 如SKIL角磨13冲击钻等外其他客户的产品已基本转为DW800-50硅钢片生产四单相串激电机的主要零部件材料简介 3漆包线漆包线根据绝缘温度等级分为绝缘温度等级 A E B F H C 最高允许温度 105 120 130 155 180 ＞180 ℃绕组温升限值 75 90 95 115 140 160 K 一般电动工具电机使用的漆包线为定子聚酯漆包线 QZ-2 130 ℃ B级漆包线转子聚酯亚胺漆包线 QZY 155 ℃F级漆包线对于大功率高转速大负荷耐高温的电机或客户有特殊要求的电机可选用聚酰亚胺漆包线 QXY 180 ℃ H级漆包线国外漆包线的分类为UEW 低温线＜130℃ PEW 中温线155 ℃ AIW 高温线＞180 ℃绝缘温度等级越高的漆包线价格越高四单相串激电机的主要零部件材料简介 4换向器换向器的工作条件非常恶劣不仅受到每分钟数万转离心力作用还要受到元件换向过程中释放电火花灼伤它的温度高出电枢许多因此对换向器的材质和加工工艺要求也很高材质分紫铜换向器和银铜合金换向器含银量约千分之三两种一般产品用紫铜换向器对产品质量要求高的或者功率大的选用银铜合金换向器银铜合金软化温度 280℃比紫铜软化温度 150℃高出130℃换向器加工质量对电机换向影响很大例如要求换向器表面加工成光泽镜面表面粗糙度控制在Ra04以下换向器跳动量控制在0015mm以下碳刷与换向器吻合表面应大于80以上但银铜合金换向器价格比紫铜换向器价格高一般情况下当电机转速n≤20000rpm选用紫铜的换向器且转子颈部不用封胶可降低成本当电机转速 n＞20000rpm或客户有特殊要求时选用银铜合金带加固环带内衬铜套的换向器且转子颈部需要封胶四单相串激电机的主要零部件材料简介因为换向器是非常重要的零部件下面介绍一下换向器的一些基本技术要求 1换向片对孔的轴线倾斜度简称斜片小于片间绝缘宽度云母片的13 约为015mm 2相邻两换向片间的径向最大误差简称片间段差小于001mm 3换向器钩沿圆周应均匀分布对轴线的位置度简称换向钩位置度误差小于025mm 4换向器外圆径向跳动值小于0015mm 5相邻换向片之间耐压600V1S01mA 6换向片与内孔之间耐压3750V60S025mA 7换向器的内孔直径 A有衬套的内孔应符合GBT1801中规定的H7 B无衬套的内孔应符合GBT1801中规定的H8 8紫铜换向器铜的含量≥999硬度HB85---110 银铜换向器银的含量为003-03硬度HB85--115 9经过超速测试 40000RPM 后换向片径向变化最大值分别为0007mm 室温 001mm 热态180±2℃ 10经过超速测试40000RPM 后相邻换向片的段差变化最大值分别为0003mm 室温 0007mm 热态180±2℃四单相串激电机的主要零部件材料简介 5碳刷碳刷是串激电机重要元件之一碳刷材质选用对电机火花至关重要且直接影响到电机使用寿命电机对碳刷的要求绝不仅仅表现在换向性能上而且还要求碳刷的润滑性能好形成氧化膜的能力要强碳刷自身的磨损及对换向器表面磨损要小等以保证良好的滑动接触所以选择碳刷时要尽量满足上述多项要求碳刷的电流密度要求控制在12Acm2以下否则将造成换向困难火花增大也会影响EMC的测试四单相串激电机的主要零部件材料简介 6碳刷弹簧与碳刷配合使用的碳刷弹簧它也是非常重要零件之一弹簧压力范围在电动工具上采用250～500gcm2之间弹簧压力过大将加大碳刷与换向器表面的摩擦破坏换向器表面的氧化亚铜薄膜使换向情况恶化弹簧压力过小会使碳刷与换向器表面的接触不良碳刷容易跳动造成火花的增大弹簧压力的取值方法功率大的取大值功率小的取小值弹簧质量的好坏取决于选用材料和加工工艺尤其是控制材质的淬火温度弹簧是与碳刷接触的它是一个导电体工作温度也很高在高温下弹簧不能软化不能失去正常压力7气隙对电机性能的影响气隙对电机性能的影响 a 气隙偏大会增加定子绕组的用铜量增加电机的成本 b 气隙偏大因造成绕组的增加而使绕组的电感增大会降低电机的功率因数 c 适当增加气隙的长度可以减少磁极的表面损耗 d 适当增加气隙的长度可以减少电枢反应可以改善换向减少火花 e 适当增加气隙的长度可减少偏心的影响减小单边磁拉力避免定转子相擦擦铁 f 气隙偏小易造成定转子的相擦擦铁 g 气隙偏小易造成电机的发热偏高降低电机的使用寿命 h 气隙偏小将造成电机的电磁噪声的加大五单相串激电机火花产生的原因产生火花的原因很多如电磁因素电位因素机械因素和化学因素等 1 电磁因素主要有电抗电势电枢反应电势换向电势和变压器电势等电磁因素产生火花的原因很复杂且很难改善只做了解即可2 电位因素电源电压是通过几何中心线上的两个碳刷加在电枢绕组上的粗看起来电压是均匀分布在每个元件上其实每个元件的电阻因线圈感抗的影响是不一样的而是先绕的元件电阻小后绕的元件电阻大先绕的阻值小根据欧姆定律U IR 承受电压低它连接的换向片片间电压也低后绕的阻值大承受的电压也高连接的换向片片间电压也高高低不一的绕组元件就在电机运行时就产生电位火花每个换向片间的电位压降计算公式为Up 2UK其中U为电源电压K为换向器的片数若U 230VK 24 则Up 191V若U 120VK 24 则Up 10V所以在换向器片数相同的情况下230V比120V的电机每个换向片间的电位压降要高电动工具用串激电动机换向片间的电位压降一般要求在25V以下推荐Up 10～16V改善由电位因素产生的火花可采用以下方法 a 采用片数多的换向器或者采用多槽冲片尽量减少换向片间的电位压降但制造成本会增加b换向元件间电阻值差要小改进制造工艺质量将换向器每个片间电阻控制在±8以内五单相串激电机火花产生的原因 3机械因素由于机械原因引起火花大原因很多而且复杂只能挑主要的和经常遇到的来叙述换向器偏心转子动平衡不良引起转子跳动加剧换向器质量不好相邻换向器片间出现间距不等高低偏差换向器表面加工精度不高一般要求Ra 04 碳刷压力不当过大或过小一般要求250～500gcm2 碳刷材质不良碳刷弹簧淬火处理不符要求当温度升高时弹簧失去弹性压力碳刷在刷握里配合尺寸过松引起碳刷在刷握里跳动过紧将碳刷卡住造成接触不良一般要求005-039MM 换向器与刷握端面间距过大一般要求15 ±05MM 换向器片间电压过多＞ 25V 碳刷电流密度过大＞12Acm2 碳刷的圆弧面与换向器表面的圆弧面吻合度小于80 电机绕组存在缺陷出现绕组短路或开路现象转子点焊不良出现虚焊和假焊现象五单相串激电机火花产生的原因 4化学因素电机在正常工作时换向器和碳刷接触表面上有一层氧化亚铜薄膜这层薄膜的电阻很大又乌亮光滑因而能使换向近似于直线电阻换向换向方式分为直线换向延时换向和超前换向三种换向方式中直线换向方式最佳换向的过程非常复杂这里暂不讲述在后面的改善换向中将提到正常运转情况下碳刷的摩擦作用可能把换向片表面的氧化亚铜薄膜破坏但是在电流流过碳刷与换向片时由于温度较高以及空气中含有水分又使换向器表面氧化生成氧化亚铜薄膜这样换向器表面的氧化亚铜薄膜在电机运行过程中处于不断破坏和不断生成的动态平衡中如果正常运行条件遭到破坏如碳刷压力过大或过小或者缺乏氧气和水分或者电机运行在有腐蚀性的气体如氯气中时都会使换向器表面的氧化亚铜薄膜遭到破坏氧气和水分对于串激电机运行很重要所以串激电机一般不制成封闭式电机这是其中的一个原因之一正因为不能制成封存式电机且塑料机壳不能对高频辐射起到屏蔽作用导致30MHz以上的高频能量的辐射使电机的EMC测试比较困难六单相串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施电机绕组温升的计算公式为绕组法测试△T R2-R1 R1× KT1 － T2－T1 单位 K R1开始测试时绕组的冷态直流电阻Ω R2测试结束时绕组的热态直流电阻Ω T1开始测试时绕组附近的环境温度℃ T2测试结束时绕组附近的环境温度℃ K绕组系数铜 2345铝225 注温升的测试方法有绕组法和电偶法两种六单相串激电机绕组温升的计算方法及控制绕组温升的措施举例计算电机绕组的温升六单相串激电机控制绕组温升的措施在设计电机时可采取以下措施控制绕组的温升 1限制线负荷或电负荷 A转子外圆单位圆周长度上的电流A NI314D2N为转子的总导体数I为电枢电流D2为转子的外径单位Acm与电枢绕组的电流密度J I2S 导体单位面积上所通过的电流Amm2 I是电机的电流S为单根漆包线的截面积的乘积AJ 也称发热因子可控制电枢绕组的温升线负荷A 越大将导致绕组铜耗的增加绕组匝数的增多换向时换向圈内的电抗电势增大使换向恶化因此线负荷A 的取值范围一般限制在100-145AcmJ的取值范围在10-18 Amm2 而AJ的乘积≤1400-1800之间在此范围之内电机的温升不会太高此值在电机设计时需加以考虑线径越细的漆包线线负荷A与电枢绕组的电流密度J I2S的乘积越大转子绕组的温升将会升高事实也证明线径越细的漆包线温升越高转子外圆单位面积上散出的热量Q AJρ其中ρ为漆包线的电阻率或者通过AJ Ka×L×D22×n×10 计算AJ的乘积其中Ka为系数由以下图中查取L为铁芯长度 cm D2为转子铁芯外径 cm n为电机的额定转速 rpm 六单相串激电机控制绕组温升的措施六单相串激电机控制绕组温升的措施 2限制I2r1的数值可控制定子绕组的温升I是电机的电流 r1为定子电阻如果定子漆包线的匝数过多或选用漆包线的线径较细将会增加定子绕组的电阻从而导致定子绕组温升的增加 I2r1 KS×L×D22×n×10 W 其中KS为系数由以下图中查取L为铁芯长度 cm D2为转子铁芯外径 cm n为电机的额定转速 rpm 3一般来讲定子温升比转子温升要低些但不能相差太大两者温升相差太大了说明电机的有效材料没有得到充分运用需要对定子温升进行调整也就是对定子线径和匝数进行调整有时需要对转子参数和定子参数进行配合调整以获得满足要求的转子温升和定子温升因此电机温升的调整比较麻烦有的需要进行多次调整才能满足要求六单相串激电机控制绕组温升的措施七单相串激电机火花等级的划分八单相串激电机的能量损耗及效率较低的原因 1单相串激电机的能量损耗包括电气损耗和机械损耗 A电气损耗包括 a定子绕组的铜耗约占输入功率的10-14 b转子绕组的铜耗约占输入功率的8-12 c定转子铁芯的总铁耗约占输入功率的12-17 d换向损耗和电刷压降损耗约占输入功率的1-3 铜耗是由于电机电流流过绕组铜线而造成的它使绕组发热定转子铁耗是由于定转子铁芯被磁化而造成的它由磁滞损耗和涡流损耗两部分组成电气损耗还包括换向损耗和电刷压降损耗 B 机械损耗包括风摩损耗轴承损耗碳刷摩擦损耗转子的旋转磁化损耗和谐波损耗等约占输入功率的6-10 以上各种损耗之和即总损耗约为输入功率的37-56左右八单相串激电机的能量损耗及效率较低的原因 2 单相串激电机的能量平衡可用功率方程式表示如下 P1 P2∑P P1 输入功率P2 输出功率∑P 总损耗 3单相串激电机的效率公式为 P2P1 P1- ∑P P1 UIcos￠- ∑P P1 4。
串激电机基本知识
二.单相串激电机转子生产工艺流程
? 7.插槽楔
注意要点: 1.槽楔伸出铁芯两端面的长度≥2.2-2.5MM,且要保证对称平齐 2.目前公司使用的槽楔材料为红钢纸（部分是用环氧板）
二.单相串激电机转子生产工艺流程
? 8.转子点焊
注:
1.焊接棒材料为钨钢 ; 2. 每次焊接前须对 焊接棒的角度进行 磨削,一般角度要＜ 6度
二.单相串激电机转子生产工艺流程
滴漆基本工艺 、温度、时间及滴漆量是过程 控制重点
? 1 预热:加热转子至滴漆合适温度(约
130℃）；排除湿汽，减少绕线应力。
? 2 滴漆:转子低速旋转, 漆均匀的滴到绕组端
部及颈部,依靠漆的自重及毛细管效应,渗入 到线圈内部,同时排出空气。
? 3 凝胶:转子保持自传，滴饱漆的转子在适
串激电机 基本知识培训
? 单相串激电机的特点 ? 转速与电压的频率无关，不像其他交流电机，改变电压频率就改变转速； ? 适用范围广，因为其本身的转速特性，电机一般从 4000-38000 转，一般小角磨或者电磨，高
转速的可以达到 38000-40000 转，所以满足大部分使用需求；
? 与其他交流电机相比，相同功率下，产品体积小，节省材料，重量轻，适合批量生产，制造
2 (检测)
6(检测)
1(取放)
二.单相串激电机转子生产工艺流程
? 15.测试(2)
此处测试是转子完成所有加工工序后的最终测试,可以只测 试片间电阻.焊接电阻和匝间测试。测试片间电阻可检查 转子是否有断线和换向器车削后沟槽内是否有铜屑，测试
焊接电阻可再次测试转子是否有虚焊、假焊的情况,匝间
测试可检查转子在前面所有加工工序中漆包线是否有碰伤. 损伤等。
串激电机技术讲座_OK
• 对调电源线进线无效果
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技术讲座
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1.6串激电动机的机械性有什么特点？
机械特性即负载与转速的关系改变转子线绕线方式 串激电动机的机械特性较软，即随着机械负载的增加，转速迅速下降
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Y: 合成节距，两上相邻线圈的首边之间的跨距
YK:每一个线圈首端与尾端所联结的两个换向片之间的跨距
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1 23456 Y1+Y2=Y=YK= 1
1 23456
Y1+Y2=Y=YK= -1
技术讲座
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2.3 单波绕组
K1 2 3 4 5 6 Y1+Y2=Y=YK=(k-1)/P
K1 2 3 4 5 6
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1.9 串激电机结构
• 机械结构：定子、转子、轴承、前后支架、碳刷……
• 材料： 导电材料：漆包线、换向器、碳刷、引接线…… 导磁材料：硅钢片、钢外壳…… 绝缘材料：绝缘纸、槽楔片、绝缘漆、套管、端板…… 支撑材料：轴、轴承、前后支架……
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第二节 绕组基本原理
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1.2 常见电机
• 异步电机 结构简单可靠、用途最为广泛，调速性能差。 三相交流异步电动机
（广泛地应用在工业设备上，如机床、矿山机械、中央空调等） 单相交流异步电动机（广泛地应用家用电器上，风扇、冰箱、油 烟机等）
• 同步电机 转速与频率之间有严格的关系 n=60f /p，故谓这同步。 （主要用于发电机，现代工农业生产所需电能几乎都是有同步发电
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• 2. 电气间隙：在两个导电零件之间或导电零件与
电器、工具界面（即外壳表面）之间通过空气量得
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的最短距离。如机壳表面与铁芯表面的电气间隙的 最短距离不能小于4mm;
• 3. 绝缘穿通距离：在附加绝缘或加强绝缘隔开的
金属零件之间，穿过绝缘量得的最短距离。如将电
机轴与铁芯隔开的轴绝缘的最短距离不能小于 1mm,一般取为1.25mm.
单相交流串激电机 基本知识培训
刘明刚
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培训目录
• 一.单相交流串激电机的特点 • 二.转子的生产工艺流程及每个工序注意要点 • 三.定子的生产工艺流程及每个工序注意要点 • 四.单相交流串激电机主要零部件材料简介 • 五.单相交流串激电机火花产生的原因 • 六.单相交流串激电机绕组温升的计算方法
2. 与其他交流电机相比,在同样功率下，产品体积缩小许多， 材料节省，重量轻，适合大批量生产,制造成本低。
3. 起动转矩大,过载能力强。起动转矩高达额定转矩的4-6倍, 起动瞬间因转子机械惯性大，n=0,感应电势E=0,由电压平 衡式可知U=E+IaR , Ia=U-E/R=U/R ,起动电流很大，因 Ia(电枢电流）=If（激磁电流），If产生磁通φ也很大，因 此起动转矩T=Ct ×Ia×φ也很大,不易被卡住,适合于使用 在启动比较困难的地方.
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一. 单相串激电机的特点
1. 串激电机转速范围广,转速与频率无关,转速公式: n=(Ucos￠ －IR－ △U)/Ke×Ø (rpm)或者 =60√2×E×10 8/N×Ø ,根据不同产品要求，转速可以从 4000rpm至35000rpm以上,运用范围广,电动工具用的电机 转速达（10000～38000）rpm以上；如电磨头电机的转速 已经超过了38000rpm,高速角磨的电机转速也达35000rpm 以上。而其他交流电机的转速都与电源频率有关,当电源频 率为50Hz时,其转速不会超过3000RPM(n=60f/p, p=1, f=50Hz),因而其使用范围受到一定的限制.转速公式中各字 母的意义在后面的电机计算公式中会介绍.
既可减少漆包线的成本，又可以提高电机的功率10—20%。
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一. 单相串激电机的特点
7.简单介绍一下不同转子芯片槽数安匝比的计算公式: A. 8槽转子安匝比=8W1/N=8W1/8×4W2=W1/4W2 (电磨
头产品) B. 12槽转子安匝比=8W1/N=8W1/12×4W2=W1/6W2 (大
多数产品采用12槽铁芯) C. 14槽转子安匝比=8W1/N=8W1/14×4W2=W1/7W2 (目
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6.定子采用深槽结构
深槽
定子极身
深槽定子是随着定子自动绕线机的采用而发展起来的，由于定子极身磁密 较低，因此可将定子槽向定子极身中心靠近，不会增加过多的激磁安匝， 采用深槽定子，不仅仅是为了增加放定子线圈的窗口面积，以便放更多定子 线圈，主要是为了增大转子直径而不致过多的减少放定子线圈的窗口面积。 采用深槽定子，由于增大了转子的直径，并又缩短了定子线圈的跨距匝长，
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一. 单相串激电机的特点
4. 功率因数cos￠高。串激电机额定转速比较高，定、转子匝数相对比较少， (定转子安匝比:8W1/N=0.85-1.5之间(常用1.05—1.3之间),W1为定子单个 线圈的导体数,N为转子的所有导体数,N=转子铁芯槽数×4×线圈匝数,如 定子单个线圈的匝数为260匝,转子匝数为38匝,则该电机的定转子匝数比 为8×260/12×4×38=1.14.此比值不能太大,太大了说明定子匝数过多,将 造成定子铜耗的增加,造成激磁磁场过于饱和,铁耗增加,温升升高,效率下 降,材料的利用率降低,还造成定子的电抗增加,使功率因数cos￠降低,使电 机的特性变硬,需要对定转子参数进行配合调整,一般情况,输出功率大于 400W定转子安匝比取比值较小,输出功率小于400W定转子安匝比取比值 较大),因此绕组电感也较少，电流和电压的相位差夹角较小,所以功率因数 cos￠比较高，一般来说,电机空载转速在10000-15000之间, cos￠=0.880.95,空载转速在15000-20000之间, cos￠=0.95-0.97,空载转速在20000— 30000以上, cos￠=0.97-0.99
I:电流相量;
U:电压相量;
E:反电势相量;
IR:电阻压降相量;
JIX:电抗压降相量.
功率因数相量图
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一. 单相串激电机的特点
• 5.采用双重绝缘结构
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1.漆包线(导体); 2.基本绝缘; 3.转子轴; 4.附加绝缘(转子轴绝缘)
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1.转子轴绝缘(附加绝缘); 2.工作绝缘(基本绝缘); 3.转子铁芯; 4.导电体(漆包线.换向器) 5.加强绝缘(由轴绝缘和换向
器的绝缘部分构成) 6.转子轴
顺便介绍一下定子 的绝缘结构: 1.基本绝缘:DMD或青壳纸 2.附加绝缘:塑料机壳 6
• 简单介绍一下爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离
的概念：
• 1. 爬电距离：在两个导电零件之间或导电零件与
电器、工具界面（即外壳表面）之间沿绝缘材料表 面的最短距离。如在加强绝缘上的带电零件(换向 器的铜排端面）与其他金属零件之间（转子轴）的 距离不能小于8mm；由基本绝缘（槽绝缘）将带 电的漆包线与转子铁芯隔开的沿绝缘材料表面的最 短距离不能小于2mm；
及控制绕组温升的措施
七.单相串激电机火花等级的划分 八.单相串激电机能量损耗及效率低的原因
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九. 单相串激电机转子最大残余不平衡量的 计算方法及解决振动的措施 十.单相串激电机噪音的计算方法及解决噪声措施 十一.单相串激电机转速调整的方法 十二.改善电机换向和EMC的措施 十三.现有铁芯与交流产品规格对照表 十四.电机改变电压后的参数计算方法 十五.电机电磁负荷的选择及电机参数的简单计算方法 十六.电机参数的详细计算方法(仅供参考） 十七. 无刷电机的特点及工作原理（仅供参考） 十八.单相异步电机的特点及工作原理（仅供参考）
前还未使用) D. 16槽转子安匝比=8W1/N=8W1/16×4W2=W1/8W2(切
割机、斜断锯、台锯、230角磨等大功率产品)