关于马达的工作原理以及其他常见问题，求解答

Question

今天应聘德昌电机的生产技术员(PE)，面试通过，下一轮笔试关于马达的一些专业知识(如：马达工作原理、马达的次品分析等)求解答！本人没做过该职位，望指教一二。

Answer 1

马达的工作原理汽车起动机的控制装置包括电磁开关、起动继电器和点火起动开关灯部件，其中电磁开关于起动机制作在一起。

一、电磁开关 　　　
1.电磁开关结构特点 　　
电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部分组成。电磁铁机构由固定铁心、活动铁心、吸引线圈和保持线圈等组成。固定铁心固定不动，活动铁心可以在铜套里做轴向移动。活动铁心前端固定有推杆，推杆前端安装有开关触盘，活动铁心后段用调节螺钉和连接销与拨叉连接。铜套外面安装有复位弹簧，作用是使活动铁心等可移动部件复位。 　　2.电磁开关工作原理 　　
当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时，其电磁吸力相互叠加，可以吸引活动铁心向前移动，直到推杆前端的触盘将电动开关触点接通势电动机主电路接通为止。 　　
当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁痛方向相反时，其电磁吸力相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁心等可移动部件自动复位，触盘与触点断开，电动机主电路断开。 　　二、起动继电器 　　
起动继电器的结构简图如图左上角部分所示，由电磁铁机构和触点总成组成。线圈分别与壳体上的点火开关端子和搭铁端子“E”连接，固定触点与起动机端子“S”连接，活动触点经触点臂和支架与电池端子“BAT”相连。起动继电器触电为常开触点，当线圈通电时，继电器铁心便产生电磁力，使其触点闭合，从而将继电器控制的吸引线圈和保持线圈电路接通。 　　三、汽车起动电路 　　
为电磁控制强啮合式起动机，采用滚动式单向离合器、驱动齿轮为11齿，额定功率为1.5kw。 　　
1. 控制电路 　　
控制电路包括起动继电器控制电路和起动机电磁开关控制电路。 　　
起动继电器控制电路是由点火开关控制的，被控制对象是继电器线圈电路。当接通点火开关起动挡时，电流从蓄电池政界经过起动机电源接线柱到电流表，在从电流表经点火开关，继电器线圈回到蓄电池负极。于是继电器铁心产生较强的电磁吸力，是继电器触点闭合，接通起动机电磁开关的控制电路。 　　2. 主电路 　　
电磁开关接通后，吸引线圈3和保持线圈4产生强的电磁引力，将起动机主电路接通。电路为： 　　
蓄电池正极→起动机电源接线柱 → 电磁开关→ 励磁绕阻 → 电枢绕阻→搭铁→ 蓄电池负极，于是起动机产生电磁转距，起动发动机。 　　马达,是电动机的俗称.其工作原理是根据电磁感应原理来进行工作的.载流导体在磁场中受到力的作用而运动.你说的那些线圈是一些用铜芯或铝芯的漆包线绕制而成的,称为定子线圈,基本上都是用铜芯漆包线,是对称布置在定子槽里;当中旋转部分称为转子,是用一些铝条构成转子绕组.当定子线圈中通入三相对称电流时,便产生旋转磁场,转子导体切割旋转磁场而产生感应电势,在电势的作用下,转子导体流过电流,转子电流与旋转磁场相互作用,使转子受到电磁力产生的电磁力矩的推动而旋转起来. 在这儿我说的是三相电动机. 对于单相电动机,由于它的起动力矩为0,所以要在其内部产生一个旋转磁场才能使电动机转起来,一般在安置工作绕组的同时还要安置一个起动绕组,这两个绕组在电动机里的分布在空间上要有一个角度.这样在电动机里通入不同相的电流,就能产生旋转磁场,从而使电动机转起来.一般用电容起动或电阻分相起动. (优因培社会实践组)电动机马达
　　马达：motor的译音即电机、电动机。电子启动器就是现在人们通常所指的马达，又称启动机。它通过电磁感应带动启动机转子旋转，转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转，从而带动曲轴转动而着车。具有瓷芯底座的新型低成本火花塞和启动器这两项零部件创新，奠定了汽车发展的技术基础。 　　电子启动器摒弃了笨重而危险的手摇曲柄，使汽车驾驶变得更加安全轻松方便，尤其受到了包括女性在内的广大新消费群的青睐。当时,通用汽车凯迪拉克分公司的经理亨利·利兰立即敏锐察觉出了这项技术成果的潜力,并很快将其作为标准配置,应用在公司1912版的凯迪拉克车型上,这款凯迪拉克也因此得名“无曲柄汽车”。电子启动器的问世至今仍被公认为是二十世纪最具影响力的汽车革新。气动马达的特点 气动马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置。 各类型式的气马达尽管结构不同，工作原理有区别，但大多数气马达具有以下特点： 1.可以无级调速。只要控制进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，就能调节马达的输出功率和转速。便可达到调节转速和功率的目的。 2.能够正转也能反转。大多数气马达只要简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向。在正反向转换时，冲击很小。气马达换向工作的一个主要优点是它具有几乎在瞬时可升到全速的能力。叶片式气马达可在一转半的时间内升至全速；活塞式气马达可以在不到一秒的时间内升至全速。利用操纵阀改变进气方向，便可实现正反转。实现正反转的时间短，速度快，冲击性小，而且不需卸负荷。 3.工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作。 4.有过载保护作用，不会因过载而发生故障。过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。可以长时间满载连续运转，温升较小。 5.具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。起动、停止均迅速。可以带负荷启动。启动、停止迅速。 6.功率范围及转速范围较宽。功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从零一直到每分钟万转。 7.操纵方便，维护检修较容易 气马达具有结构简单，体积小，重量轻，马力大，操纵容易，维修方便。 8.使用空气作为介质，无供应上的困难，用过的空气不需处理，放到大气中无污染 压缩空气可以集中供应，远距离输送 由于气马达具有以上诸多特点，故它可在潮湿、高温、高粉尘等恶劣的环境下工作。除被用于矿山机械中的凿岩、钻采、装载等设备中作动力外，船舶、冶金、化工、造纸等行业也广泛地采用。 气动马达air motor是防爆电机的最佳代替品除了标准型号, 我们还有配备减速机的气动减速马达型号, 减速比从10:1至60:1。 特点包括: 1) 可变转速; 2) 防爆 - 无电力火花; 3) 运转不发热; 4) 不会烧坏; 5) 正反转方向都可以。 1马达的正确使用

马达的使用寿命是有一定限制的，马达在运行过程中其绝缘材料会逐步老化、失效，马达轴承将逐渐磨损，电刷在使用一定时期后因磨损必须进行更换，换向器表面有时也会发黑或灼伤等等。但一般说来，马达结构是相当牢固的，在正常情况下使用，马达寿命是比较长的。马达在使用过程中由于受到周围环境的影响，如油污、灰尘、潮气、腐蚀性气体的侵蚀等，将使马达的寿命缩短。马达如使用不当，比如转轴受到不应有的扭力等将使轴承加速磨损，甚至使轴扭断。再如由于马达过载，将会使马达过热造成绝缘老化，甚至烧损。这些损伤都是由外部因素造成的，为避免这些情况的发生，正确使用马达、及时发现马达运行中的故障隐患是十分重要的。正确使用马达应从以下方面着手：

1.1根据负载大小正确选择马达的功率，一般马达的额定功率要比负载所需的功率稍大一些，以免马达过载。但也不能太大，以免造成浪费。

1.2根据负载转速正确选择马达的转速，其原则是使马达和被拖动的生产机械都在额定转速下运行。

1.3根据负载特点正确选择马达的结构型式，一般要求转速恒定的机械采用并励马达；起重及运输机械选用串励马达，并需考虑马达的抗震性能及防止风沙雨水等的侵袭。在矿井内使用的直流马达还需具有防爆性能。

1.4马达在使用前的检查项目

对新安装使用的马达或搁置较长时间未使用的马达在通电前必须作如下检查：

a.检查马达铭牌、电路接线、起动设备等是否完全符合规定;

b.清扫马达，检查马达绝缘电阻;

c.用手拨动马达旋转部分，检查是否灵活;

d.通电进行空载试验运转，观察马达转速，转向是否正常，是否有异声等。

以上检查合格后可带动负载起动。

1.5马达在运行中的监视

对运行中的马达进行监视的目的是为了清除一切不利于马达正常运行的因素，及早发现故障隐患，及时进行处理，以免故障扩大，造成重大损失。监视的主要项目有：

a.监视马达的温度，以估计马达运行中是否有过热现象。对于一般常用的小型直流马达，可用手接触马达外壳，是否有明显的烫手感觉，如明显的烫手，则属马达过热。也可在外壳上滴几点水，如水滴急剧汽化，并伴有“丝丝”声，说明马达过热。大、中型马达有的往往装有热电偶等测温装置来监视马达温度。如在马达运行时，用鼻嗅到绝缘的焦臭味，则也属马达过热，必须立即停机检查原因;

b.监视马达的负载电流，一般不允许超过额定电流，容量较大的马达一般都装有电流表以利于随时观测之用。负载电流与马达的温度两者是紧密相联的;

c.监视电源电压的变化，电源电压过高或过低都会引起马达的过载，给马达运行带来不良后果，一般电压的变动量应限制在额定电压的±5%~±10％范围内。通常可在马达的电源上装电压表进行监视;

d.监视马达的换向火花，一般直流马达在运行中电刷与换向器表面基本上看不到火花，或只有微弱的点状火花，运行条件较差的电机可允许在电刷边缘大部分或全部有轻微的火花;

e.监视马达轴承的温度，不容许超过允许的数值。轴承外盖边缘处不允许有漏油现象;

f.监视马达运行时的声音及振动情况等。马达在正常运行时，不应有杂声，较大的马达也只能听到均匀的“哼”声和风扇的呼啸声。如运行中出现不正常的杂噪声、尖锐的啸叫声等应立即停车检查。马达在正常运行时不应有强烈的振动或冲击声，如出现也应停车检查。总之只要当马达在运行中出现与平时正常使用时不同的声音或振动时，必须立即停车检查，以免造成事故。

2马达的定期维护

为了保证马达正常工作，除按操作规程正确使用马达，运行过程中注意正常监视外，还应对马达进行定期检查维护，其主要内容有：

2.1清擦马达外部，及时除去机座外部的灰尘、油泥。检查、清擦马达接线端子，观察接线螺丝是否松动、烧伤等。

2.2检查传动装置包括皮带轮或联轴器等有无破裂、损坏，安装是否牢固等。

2.3定期检查、清洗马达轴承，更换润滑油或润滑脂。

2.4电机绝缘性能的检查。马达绝缘性能的好坏不仅影响到马达本身的正常工作，而且还会危及人身安全，故马达在使用中，应经常检查绝缘电阻，特别是电机搁置一段时间不用后及在雨季马达受潮后，还要注意查看电机机壳接地是否可靠。

2.5清扫电刷与换向器表面，检查电刷与换向器接触是否良好，电刷压力是否适当。

3直流马达的常见故障及处理

直流马达的常见故障及处理见表1。

表1直流马达的常见故障及处理

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故障现象

可能原因

处理方法

无法启动

1)电源电路不通

2)启动时过载

3)励磁回路断开

4)启动电流太小

1)检查马达出线端接线是否正确；电刷与换向器表面接触是否良好；保险丝是否完好；启动设备是否完好

2)减小马达所带的负载

3)检查磁场变阻器及励磁绕组是否断路

4)检查电源电压是否太低；检查启动变阻器是否合适，电阻是否太大

马达转速不正常

1)并励绕组接线不良或断开

2)串励马达轻载或空载运行

3)电刷位置不对

4)主磁极与电枢之间的空气隙不相等

5)个别电枢绕组短路

1)励磁电流很小或为零，使电机转速大增，应找出故障点予以排除

2)增加马达的负载

3)调整电刷位置，需正反转的马达电刷位置应位于几何中性线处

4)检查各磁极的空气隙并加以调整，使各磁极的空气隙相等

(5)检修电枢绕组

电刷下火花过大

1)电刷与换向器接触不良

2)刷握松动或安装位置不正确

3)电刷磨损过短

4)电刷压力大小不当或不均匀

5)换向器表面不光洁、有污垢，换向器上云母片突出

6)马达过载

7)换向极绕组部分短路

8)换向极绕组接反

9)电枢绕组有断路或短路故障

1O)电枢绕组与换向片之间脱焊

1)研磨电刷与换向器接触面．并在轻载下运转约一小时

2)紧固或重新调整刷握位置

3)更换同型号的新电刷

4)用弹簧秤校正电刷压力为14.7～24.5千帕(150～250克力／厘米2)

5)清洁或修理换向器

6)减小负载

7)检修绝缘损坏处

8)用指南针检查极性后改正接法

9)修理电枢绕组

10)查出故障点，重新焊接

电机温升过高

1)长期过载

2)未按规定运行

3)通风不良

1)降低马达所带负载

2)必须按铭牌上的“定额”运行，“短时”、“断续”运行的马达不能长期运行

3)检查电机本身所带的风扇是否正常、完好，检查通风道

电枢过热

1)长期过载或负载短路

2)电枢绕组或换向器有短路象

3)马达磁极与电枢铁心间的气隙相差过大，造成各并联支路电流不均衡

4)定子、转子相擦

5)端电压过低

1)恢复正常负载

2)用毫伏表检查电枢绕组是否有短路，观察并检测是否有金属屑或电刷炭粉将换向片短路

3)检查并调整空气隙

4)检查定子铁心是否松动，轴承是否磨损

5)恢复端电压至额定值

磁极绕组过热

1)并励绕组部分短路

(2)马达端电压过高

(3)串励绕组因负载电流长期过载

1)用电桥测量每个磁极绕组，找出电阻值低的绕组，查出故障的磁极

(2)降低端电压至额定值

(3)降低马达所带负载

马达振动

1)电枢平衡未校好

2)检修时风叶装错位置或平衡块移动

3)转轴变形

4)联轴器未校正

5)地基不平或地脚螺丝不紧

1)重新校平衡

2)调整风叶位置，重新校平衡

3)修理或更换转轴甚至整个电枢

4)重新校正，使两轴线成一直线

5)调整、符合要求

机壳带电

1)马达受潮后绝缘电阻下降

2)马达绝缘老化

3)引出线碰壳

4)电刷灰或其它灰尘的累积

1)进行烘干处理或重新浸漆处理

2)应折除，重新进行绝缘处理

3)进行绝缘包扎处理，消除碰壳处

4)定期进行清理