本文将深入探讨直流电动机的制造流程。直流电动机,一种应用磁铁的电机种类,特色在于将磁铁部分作为定子,将漆包线圈作为转子,这种设计与永磁电机的结构完全相反。它采用了机械式的换相机构,因此在制造过程中更为复杂;但由于直流电动机的发展历史较长,其自动化程度反而更高。
下面是直流电动机的制造流程示意图,其中的是材料,橙色框内的是生产流程,蓝色则代表检测环节,最终的电机产出标记为绿色框。图中上方是转子的流程,下方则是定子的流程。
电机制造流程
首先,我们来看看黑色框框内的电机材料:
1.硅钢片:作为电动机的磁力载体,直流电动机多数仅在转子部分使用硅钢片。
2.轴心:电动机动力输出的机构件,需要注意轴心的刚度是否能够应对电动机输出扭矩的大小,否则可能会导致轴心变形或断裂。
3.绝缘材料:由于硅钢片是导电材料,需要与漆包线之间有一层绝缘保护,防止电动机漏电。直流电动机内常用的绝缘材料分为两类,一种是直接采用环氧树脂包裹硅钢片;另一种则是采用多件式的包裹法,包括塑料的上下端盖及槽纸。
4.整流子:直流电动机机械式换向结构的材料,由铜材和电木组成。需要将电动机漆包线圈与整流子连接,以利电动机运行换相;因此整流子下方会有一个挂钩,让漆包线圈可以顺利挂接。
5.漆包线:电动机中的电能载体,需要在硅钢片上卷绕成环形状。
6.槽纸:也称为槽楔片,与绝缘处理的槽纸不同,其目的是为了防止转子在旋转过程中,离心力导致漆包线圈向外飞离,因此使用槽楔片堵住槽口。然而随着绕线能力的强化,漆包线圈本身的紧实度提高后,此工序也逐渐取消。
绝缘漆:一种透明漆,主要用于电动机漆包线圈的固化,防止线圈受到洛伦兹力的作用而产生损坏。此外,它还有一些帮助漆包线圈散热的额外效果。
8.外壳:电动机的外壳,为两件或三件式的组合件;其主要功能是保护电动机,在直流电动机中,还需要负责传导磁力。
9.磁铁:为直流电动机提供磁力的材料,但由于磁铁是固定在外壳上,壳件的磁通能力不如硅钢片,容易导致磁力传输的损耗。
10.胶水:由于磁铁的机械强度较低,因此组装的方式大多采用粘合。
11.轴承:作为定子与转子之间的结合件,使旋转的机构能与固定的机构紧密结合。
12.炭刷架:安装炭刷的结构,其中包括三个部分,绝缘材料、导电材料和弹性机构。绝缘材料是为了防止电源漏至壳件处,导电材料是为了与电源相接,弹性机构是为了将炭刷贴紧整流子,以利电能传输。
13炭刷:由碳和粘合剂组成的材料,作为定、转子间的电能传输元件,属于消耗品,有明确的使用寿命限制,因此通常会设计成可更换的机构。
关键小结:
炭刷是直流电动机的致命弱点。