微特电机实用技术问答

《微特电机实用技术问答》是一本实践性很强的书，内容涉及微特电机应用、测试、设计、工艺等诸多方面问题的解答与释疑。全书分为8章，对直流电动机、永磁直流力矩电动机、无刷直流电动机、直流发电机、交流电动机、信号电机旋转变压器、自整角机、感应移相器、步进电动机、轴流风机及其他电动机，电机的一般参数测试及仪表，电机的特殊参数测试、性能试验及装置设备等进行详细的阐述。
《微特电机实用技术问答》新颖、实用，理论与实践紧密结合。可作为微特电机专业技术工作者和电机电器、机电一体化、自动控制、电子技术类专业大中专学生实践中的参考书，也可作为其他类专业工科大中专学生获得交叉知识的学习资料。

第1章 直流电动机1
1.1电磁式直流电动机1
1.什么是直流电动机的电磁转矩？它与空载阻转矩、负载输出转矩、起动转矩之间有何关系？1
2.什么是直流电动机的反电动势系数？如何测试直流电动机的反电动势系数？2
3.如何实现对直流电动机电磁转矩的虚拟测试？2
4.交流电动机的同步转速与磁极对数成反比，直流电动机的空载转速是否也这样？3
5.如何实现对直流电动机电枢电阻的动态测试？3
6.如何实现对直流电动机负载转速的虚拟测试？4
7.如何实现对直流电动机输出功率的虚拟测试？4
8.直流电机既可视为电动机，也可视为发电机，怎样用发电机的电功率描述直流电动机的机械功率？5
9.直流电动机中弱磁调速为什么叫“恒功率”调速？而电枢降压调速叫“恒转矩”调速？5
10.直流电动机用“对拖法”测量功率，如何利用“正算法”和“反算法”计算输出功率？6
11.怎样一次性调准直流电机的中性线？7
12.直流电动机的空载电流，为什么有的会随电枢电压及转速升高而变大，但有的却基本不变？8
13.直流电动机机械特性的“软”、“硬”主要决定于什么？8
14.直流电动机加额定负载时转速偏低，能否磨小电枢外圆，通过将气隙磁通减小来提高电动机的额定转速？8
15.直流电机是可逆的，为什么铭牌上却要标明是直流电动机或直流发电机？9
16.功率较大的直流电动机，为什么一般要采用电励磁，而不采用永磁体励磁？9
17.直流电动机“对拖法”测温升，负载电阻消耗功率能长时间超载15倍吗？怎样超载？9
18.直流电动机的几何中性线是可调的，物理中性线也可调吗？10
19.电枢为单叠绕组的4极直流电动机，可以改做直流发电机组发电吗？怎样改？10
20.电枢为单叠绕组的4极直流电动机，若去掉90°的一对电刷，通电后性能会发生怎样变化？10
21.移动电刷物理中性线，是直流电动机改善负载状态下换向的简单办法，为什么大中型直流电动机却不采用此法，而要专门安装换向极改善换向？11
22.他励直流电动机励磁绕组未励磁，为什么只给电枢绕组通电，电动机也能旋转？11
23.长期停放的直流电动机，为什么开始电枢电阻很大，而空载运转几分钟后再测，电枢电阻就变小了？11
24.他励直流电动机，为什么降低转速宜采用降压调速，升高转速宜采用弱磁调速？12
25.运行状态的并励直流电动机，温升升高后，为什么转速有的升高，有的下降，有的则保持稳定？12
26.在额定电流相同的情况下，直流并励电动机的起动电流，为什么要比交流异步电动机大得多？12
27.他励直流电动机的绕组，为什么既要串联欠流保护，又要并联过压保护？13
28.在电源电压不变的情况，加大直流电动机的负载，为什么有时会出现转速突然升高现象？13
29.由晶闸管可控整流调速的直流电动机运行不稳定，为什么在直流电动机两端并联一只白炽灯后，运行就正常了？13
30.直流电动机工作于直流条件下，且磁场恒定，电枢铁心是否就没有磁滞损耗和涡流损耗？13
31.如何将他励直流电动机的晶闸管无级调速与稳速电路，用于直流发电机的调压与稳压？它有何优点？14
32.直流电动机更换电刷后，为什么要进行轻载试运行？15
33.怎样一次性用“电阻法”测准直流电动机的温升？15
34.直流电动机的换向火花，为什么大多在后刷尖发生？16
1.2永磁直流电动机16
1.封闭式永磁直流电动机如何观测换向火花？16
2.铝镍钴磁体的微型永磁直流电动机，为什么让其突然反转，空载转速越来越高，空载电流越来越大？17
3.如何利用直流电动机的换向脉冲，测该电动机的转速？17
4.电刷磨合后，电刷与换向器的接触会变好，为什么有的直流电动机电刷磨合后起动电压会变高？18
5.直流电动机电枢有一处断线还能通电运行吗？它对性能有何影响？18
6.稀土永磁直流电动机的磁体，为什么称为“保守型”磁体？而铝镍钴永磁直流电动机的磁体，却称为“开放型”磁体？18
7.有的微型永磁直流电动机，长期运转后换向器边呈颜色略深的紫红色，并出现刷辫脱落，是何原因？18
8.通常直流电动机的空载转速与电源电压呈线性关系，为什么有的微型永磁直流电动机这种关系却为非线性？19
9.直流电动机是否电刷接触压降越小越好？19
10.大型直流电动机起动，电枢回路必须串联起动电阻，为什么微型直流电动机起动一般却可以不加？19
11.如何将一台微型永磁直流电动机，应急驱动成一台发电机？它有何用？20
12.直流电动机的电枢动态电阻，为什么一般小于静态电阻？20
13.给直流电动机电枢降压调速，为什么用变阻器接成电位器给电枢调压不好？怎样调压好？20
14.永磁直流电动机电枢绕组匝数增加一倍，空载电压增高一倍，空载转速基本不
变，为什么低压供电时空载损耗反而比高压供电时损耗大？2115.影响微型永磁直流电动机起动电压高的原因，如何区分是电枢的静态阻力矩大，
还是电刷接触电阻大？21
16.永磁直流电动机失磁后，空载电流为什么会变大？21
17.铝镍钴永磁电动机不能冒然拆卸，但事先对这类永磁体如何鉴别？21
18.永磁直流电动机拆装后，是否都会造成“退磁”而使性能变差？22
19.采用升高电源电压的方法来增大永磁直流电动机的输出转矩，有何限制？22
20.有的永磁直流电动机，为什么不允许用改变电源极性的方法来改变转向？22
21.永磁直流电动机的空载转速，为什么有的在初期呈上升趋势，经长期运行后又下降了？22
22.永磁直流电动机为什么严禁运行中突然反转？23
23.有的永磁直流电动机为什么有三只电刷？有何特点？23
24.高速微型直流电动机的转子，为什么必须具备光滑的外表？23
25.一些直流电动机在进行电刷与换向器的正、反转磨合时，为什么一个转向的火花小了，另一个转向的火花却又变大了？23
26.不同类型的永磁式微型直流电动机在调大电刷压力后，为什么有的空载转速会降低，有的却反而会升高？24
1.3串励直流电动机24
1.串励直流电动机为什么能交、直流两用？24
2.串励直流电动机交、直流供电电压一样，输出功率也一样吗？24
3.串励直流电动机不允许空载运行，如何调整它的中性线？24
4.减少励磁绕组匝数，可以提高串励直流电动机的额定转速，新试制产品达不到技
术指标要求时如何计算调整所需匝数？25
5.要提高串励直流电动机的额定转速，既可减少励磁绕组匝数，也可减少电枢绕组
匝数，哪种方法更好？25
6.串励直流电动机不允许空载运行，为什么有的微型直流串励电动机却可以短时空载运行？25
7.手电钻电动机为交直流两用串励电动机，为什么不钻孔时不会“飞车”？26
8.一般的串励电动机只能沿一个方向旋转，为什么有的串励电动机既可正转？也可反转？26
9.对电动工具中单相串励电动机电枢的故障，常用的检修方法是什么？26
10.手持电动工具中，为什么多采用串励电动机？26
1.4直流伺服电动机27
1.功率较大的直流伺服电动机，为什么可以用降低电压方法测机电时间常数？27
2.永磁式直流伺服电动机的电气时间常数，为什么小于电磁式直流伺服电动机的电气时间常数？27
3.有刷直流伺服电动机电枢的直流电阻，为什么要在规定的电流及温度下测量？28
4.就目前看，直流伺服电动机较交流伺服电动机有哪些优势？28
5.为什么对直流伺服电动机的起动电压，有严格的上限值限定？28
6.直流伺服电动机用测功机测转矩、转速、功率时，为什么对其安装有严格要求？29
7.伺服电动机的“机电时间常数”，为什么必须在空载的条件下进行测试？29
8.采用对拖法测量伺服电动机的机电时间常数，对连轴器有何要求？29
第2章 永磁直流力矩电动机30
2.1永磁直流力矩电动机的结构30
1.永磁直流力矩电动机的电枢绕组，为什么一般要采用单波绕组？30
2.如何进行永磁直流力矩电动机反电动势系数Ke的设计计算？反电动势系数Ke设
计计算公式能给电机设计带来哪些好处？30
3.为什么永磁直流力矩电动机的转速与磁极对数关系不大？32
4.永磁直流电动机的转速与磁极对数关系不大，为什么永磁直流力矩电动机要设计成多极的？32
5.永磁直流力矩电动机的堵转转矩是与电枢直径的平方成正比，还是与电枢半径的平方成正比？为什么？33
6.绝大多数的永磁直流力矩电动机，为什么都做成“圆盘形”而不做成“细长形”？33
7.永磁直流力矩电动机为什么大多设计成定、转子分装结构，而很少设计成整装结构？34
8.永磁直流力矩电动机的电气时间常数，为什么一般随机座号的增大而增加大？而机械时间常数却一般随机座号的增大而减小？34
9.一般直流电机有多少对磁极就有多少对电刷且对称，为什么永磁直流力矩电动机却不是？35
10.永磁直流力矩电动机的槽，为什么不宜设计得太深？36
11.大中型永磁直流力矩电动机的磁极，为什么一般设计成小块磁钢串联结构，而不是整块结构？36
12.为什么永磁直流力矩电动机常采用槽楔式换向器？它有何优缺点？36
13.永磁直流力矩电动机，为什么极对数越多片间电压越高越容易引起电位差火花？36
14.永磁直流力矩电动机电枢采用无槽结构有哪些优缺点？37
15.永磁直流力矩电动机转速很低，为什么仍然会产生较大的铁耗？37
16.永磁直流力矩电动机的换向片数，为什么都是奇数而不是偶数？37
17.永磁直流力矩电动机的磁体，一般选用稀土钴材料；而低速永磁直流测速发电机的磁体，却一般选用钕铁硼材料，为什么？38
18.铝镍钴分装结构的永磁直流力矩电动机，在其永磁定子端部的磁短路环上，为什么要设置几个螺孔？38
19.永磁直流力矩电动机的电刷，为什么要采用银石墨电刷？38
20.为什么铝镍钴分装式永磁直流力矩电动机磁路结构设计成切向式？而稀土分装式力矩电动机磁路结构却设计成径向式？39
21.小机座号永磁直流力矩电动机，为什么电枢很少采用斜槽结构？39
22.分装式永磁直流力矩电动机在运行前进行装配时，为什么必须采用结构合理的专用工装？39
23.永磁直流力矩电动机的电枢铁心冲片，为什么要设计成质数槽？铁心冲片常采用何种加工方法？40
24.极对数减少，有的永磁直流力矩电动机的空载损耗会变大，什么原因？40
25.大型永磁直流力矩电动机的线圈，为什么大多采用多股漆包线并绕？40
2.2永磁直流力矩电动机的测试41
1.怎样实现对永磁直流力矩电动机连续堵转转矩和峰值堵转转矩的虚拟测试？41
2.永磁直流力矩电动机的转矩灵敏度一般用堵转法测得，可否用空载测得？怎样测？42
3.可否用闪光测速仪测每分钟几转的低速力矩电动机的转速？怎样测试？42
4.“堵转法”测转矩波动系数和“发电机法”测转矩波动系数各有什么优缺点？到底哪种方法准确？43
5.怎样用电子秤连续一周测永磁直流力矩电动机的堵转转矩变化？45
6.测绘永磁直流力矩电动机转矩特性曲线，为什么所通电流只能由小到大，而不能由大到小？46
7.永磁直流力矩电动机为什么要测励磁静摩擦力矩？怎样虚拟测试励磁静摩擦力矩？46
8.永磁直流力矩电动机的机械时间常数怎样计算最简单？47
9.用“弹簧秤─力矩盘”测力矩电动机堵转转矩，为什么弹簧秤钩着套在力矩盘上的拉线只能往上拉，不能往下拉？48
10.测量永磁直流力矩电动机有无片间短路，为什么只测量一个节距的片间电阻就可以了？48
11.检查永磁直流力矩电动机有无片间短路或匝间短路，为什么测片间电感比测片间电阻准确？49
12.永磁直流力矩电动机堵转法测温升为什么重复性不好？怎样测准温升？50
13.永磁直流力矩电动机的空载电流可否估算？怎样估算？50
14.稀土永磁直流力矩电动机抽掉电枢为什么用特斯拉计测不准磁场？怎样才能测准磁场？51
15.永磁直流力矩电动机的磁场分布曲线可否观察？怎样观察？52
2.3永磁直流力矩电动机的应用52
1.为什么永磁直流力矩电动机要测转矩波动，而一般直流电动机却可以不测转矩波动？52
2.永磁直流力矩电动机转矩波动受哪些因数的影响？52
3.用“电子秤-力矩杆”测量永磁直流力矩电动机堵转转矩，为什么每次测完后电子秤不复零？怎样复零？53
4.两台同型号永磁直流力矩电动机，同样做5.1A电流堵转试验，为什么冷态电阻大
11.2的电动机，堵转电压却较低，为52.3V；冷态电枢电阻小10.5的电动机，堵转电压却较高，为55.7V？53
5.测试永磁直流力矩电动机的堵转转矩，为什么有的电动机堵转电流一下便可调准，有的却很不容易调准？54
6.永磁直流力矩电动机为什么可以同轴串联使用？它有何优点？54
7.永磁直流力矩电动机可以在电磁制动反转条件下工作吗？应注意什么？55
8.永磁直流力矩电动机为什么不谈效率只谈电机常数？提高电机常数的主要途径是什么？55
9.永磁直流力矩电动机为什么要测阻尼系数？它的物理概念是什么？怎样测阻尼
系数？55
10.稀土永磁体饱和充磁后很难去磁，为什么稀土永磁直流力矩电动机常产生可逆
去磁？56
11.永磁直流力矩电动机火花大时，为什么将银石墨电刷换为铜石墨电刷火花就小了？57
12.永磁直流力矩电动机电刷调好几何中性线后，正、反向空载转速相等，为什么有的电动机正、反转空载电流相等，有的却不相等？57
13.永磁直流力矩电动机测起动电压时，为什么有的起动后作缓慢匀速运动？有的却作步进运动？57
14.永磁直流力矩电动机低温下起动力矩会变大，为什么高温下起动电压能达到技术要求的电动机，低温下起动电压却达不到要求了？58
15.永磁直流力矩电动机同其他控制电动机一样，为什么高温试验后绝缘电阻要求很低，只大于10M，低温后绝缘电阻要求高，应大于500M？58
16.在360°电角度内移动刷架低压通电，为什么直流力矩电动机有的位置正转？有的位置反转？有的位置不转？58
17.同一种永磁直流力矩电动机，为什么有的空载电流大，转速低；有的却空载电流大，转速高？59
18.对永磁直流力矩电动机做堵转转矩测试，为什么在调整堵转电流时，电动机并未旋转，电刷与换向器间却会产生火花？59
19.永磁直流力矩电动机恒电流测堵转转矩，为什么转子在不同位置时，堵转转矩不同，堵转转矩大的点，堵转电压都高？59
20.永磁直流力矩电动机工作于直流且转速很低，为什么空载运转仍有噪声？59
21.永磁直流力矩电动机在运行中出现不同频率的周期噪声，产生的原因有何不同？如何减小或消除？59
22.高速电动机经减速器减速后，为什么可获得低速大转矩？60
23.高速电动机经减速器减速后，同样可获得低速大转矩，为什么机械时间常数一般比永磁直流力矩电动机大？60
24.铝镍钴永磁直流力矩电动机的电气时间常数，为什么一般比稀土永磁直流力矩电动机的电气时间常数大？60
25.什么是永磁直流力矩电动机的“热负荷”？电动机设计中为什么要对“热负荷”规定限值？61
26.可否不用仪器仪表判断永磁直流力矩电动机有无片间短路和匝间短路？61
27.有的永磁直流力矩电动机，不装刷架，手转电枢很轻松；一旦装上刷架，手转电枢会感到较吃力，且电刷下还会产生火花，是何原因？61
28.有刷直流力矩电动机的“电流─堵转转矩特性曲线”理论上只会下弯，为什么有的小机座号直流力矩电动机的“电流─堵转转矩特性曲线”会发生上翘现象？61
29.电动机的起动转矩与堵转转矩都在堵转条件下进行测试，为什么有的称为起动转矩，而力矩电动机却称为堵转转矩？62
30.永磁直流力矩电动机常工作于连续堵转状态，为什么还要做峰值堵转试验？63
31.用手转动永磁直流力矩电动机的电枢感到磁拉力很大，但为什么测起动电压并不高？63
32.永磁直流力矩电动机为什么对电枢电感有严格的上限值要求？63
33.永磁直流力矩电动机有时要求在“爬行”状态下低速运行，怎样设计简单的低
运转电路保证电动机在“爬行”状态下不被卡住？64
34.一台永磁直流力矩电动机，采用直流稳压电源供电有振荡现象，为什么改用直流发电机供电振荡就消除？65
35.永磁直流力矩电动机在输出相同的堵转力矩状态下，为什么采用的直流开关电源不同，电动机的温升会有差异？65
36.釆用PWM开关直流电源供电，为什么容易造成永磁直流力矩电动机换向器的绝缘损坏？使用中有何防止措施？65
第3章 无刷直流电动机及直流发电机66
第4章 交流电动机93
第5章 信号电机125
第6章 步进电动机、轴流风机及其他电动机167
第7章 电动机的一般参数测量及仪表194
第8章 电动机的特殊参数测试、性能试验及装置设备226
参考文献272