微型电动机用换向器

#600 马达: 60 Kg. Min.

#700 马达: 100 Kg. Min.

#900 马达: 100 Kg. Min. c. MC COMM.

DC 马达 #100 #200 所用的 MC COMM. 和 #300 所用的五瓣 MC COMM. 其装 配方法与 AY COMM. 和 HC COMM. 的装配方法一样.

而 DC 马达 #300 和 #600 所用的三瓣 MC COMM. 换向器, 其装配过程是分 步完成的, 先将换向器的托体用喱士和胶按一定的角度固定在轴枝上, 等绕 完线 后, 再将换向器体和铜片的组合体(五合一)啤入换向器托体.

2. 换向器铜片与漆皮线的连接. 换向器与漆皮线的连接, 一般有三种方法. a. 锡焊: 这种方法只可用于低温的漆皮线, 漆皮在锡焊时汽化, 使漆皮线与换向器的 耳仔连接导通. 须注意的是不要将锡点溅在换向器铜片表面或是线圈外表, 造成 短路 . 最好是在焊锡时给换向器表面加上护套和隔离焊锡面和线圈.

b. 碰焊:

这种方法较为普遍, 在碰焊时, 碰焊电弧使耳仔及与耳仔接触部分的铜面处 于半熔状态, 在压力的作用下变形粘合在一起, 同时, 漆皮线的漆皮被碰焊 时发 出的高温汽化, 从而使漆皮线与换向器的铜片导通. 须注意的是, 碰焊压力的控 制必须准确, 压力过小会产生耳仔不贴, 甩漆不良等次品, 而压力 过大, 则会产 生耳仔通孔, 压断线等次品. 在线径较大时, 为了加强漆皮线甩漆皮后的裸铜线 与换向器铜片的导通性. 可在碰焊时加锡, 加锡碰焊还有 加强耳仔与铜片的贴附 力的作用.

c. 铲漆皮:

这种方法仅为 MC COMM. 所有, 在铜片的下部, 有一个特殊的铲漆皮结构, 在啤入铜片的同时, 会铲掉漆皮在线的漆皮, 然后紧紧的卡在铜在线, 与铜线 导 通. 但这种特殊的铲漆皮结构, 每种尺寸的结构只能适用于一定范围的漆皮线直 径, 往往需要几种尺寸结构的铜片来配合所有的漆皮线线径. 3. 换向器的外圆表面加工.

为了确保换向器有一个长的运转寿命, 在加工换向器的时候, 应特别注意以下几 个方面. a. 换向器完成表面的粗糙度:

为了碳刷能在换向器表面既快速又平稳的运行, 换向器的表面必须有一定的 峰谷高度, 经验表明, 为了避免产生过大的摩擦系数, 换向器表面沿轴向测 量时 的峰谷高度为 时为最佳, 在这个高度的前题下, 车床纹数越多越好. 同时, 换向器的轴线在整个铜片长度上应该是平稳的运行, 如果换向器的表面 太 光滑, 碳刷在换向器表面运行的摩擦系数就会增大, 甚至于爬行而发出咯咯声. 在这种情况下, 换向器表面就不能形成正常的金属氧化膜接触层, 电 火花会使换 向器表面涂色不均, 从而增大碳刷的磨损. 有好的一种情况是, 在这种情况下换 向器有时会因为火花放电而变得粗糙起来, 持续一段时间 后, 碳刷最终会变成平 稳的运行. 但多数会因为这种不平稳的运行使换向器变得不圆, 碳刷会很快磨完 , 从而使马达短命. 为了保证换向器表面有希望的峰谷高度, 必须控制车床时车刀的角度/走刀 速度和进给量. 在我们公司, 车刀的角度主要有两种 和 . 走刀速度有 每英 寸 300r, 600r, 700r, 1000r 等, 进给量最后一刀为 0.05-0.10mm.

各种刀纹及切削要求如下表所示. 车刀尖角度切削纹数完成表面 (Rz)

另外还可以用砂纸打磨换向器表面来达到希望的换向器表面的粗糙度, 一般 是选用某种型号的砂纸, 规定打磨换向器的时间来达到希望的效果. b. 换向器的不圆度

换向器的不圆度指偏离换向器圆周面的表面的偏离程度, 它们可能是有序的 , 也可能是杂乱的, 例如换向器的平面部分强度不够, 在移动中或受到高温 冲击 时变形, 单个或几个换

向器铜片在加工中因受振动而突出换向器外圆表面.

引起换向器不圆度的原因可分成两种情况, 一种是在加工中产生的, 例如车 削.

在车削工序中, 产生换向器不圆度的原因有几点: 整个车床或它的支架在振 动 , 夹紧工具未夹紧, 刀具太钝, 切削速度太快 (推荐采用 160 -

200m/min 的切削速度), 刀具装钭或切削平面与旋转轴心有偏距. 也可能是夹头盘与定位 锥头没有正确的锁定, 可能是车床的导轨有污物或偏斜. 也可 能是换向器内孔中 心与旋轴加工中心不对齐等等.

另一种是在马达的运行中产生的, 在运行中产生换向器不圆度的原因, 可能 是线圈受损, 换向器偏心, 或选错了换向器的材料等. 通常说如果换向器圆度超差, 肯定会减少碳刷的寿命, 大多数情况下可能对 碳刷造成机械损伤. 换向器的波动, 引起马达运转的不稳定, 加大碳刷的磨 损, 同时又加大了换向器的摩擦力. 大部分换向器圆周的不圆度极限同圆周的直径有 关.

对低速马达来说, 推荐控制不圆度最大为 , 对高速马达来说, 推荐控制 不圆度最大为 . c. Bar To Bar.

Bar to Bar 是指相邻的两个换向器铜片边缘对换向器中心的距离之差, 如 果 Bar to Bar 过大, 会引起碳刷在运转中产生轴向振动, 发出噪声. 同时, 如 果碳刷因振动而跳离换向器表面, 会使碳刷和换向器铜面之间产生电弧放电, 从 而烧伤碳刷和换向器铜面, 使碳刷的磨损加快, 从而使马达短命. 因 此, Bar to Bar 的控制是很重要的. 在我们的公司中, 通常控制在 0.006 mm MAX. 之中. 4. 换向器与碳刷的摩擦力

换向器与碳刷的摩擦力使换向器运行不正常, 导致碳刷周期性的振动, 在运转中 , 使换向器与碳刷的接触周期性的断开. 由于火花放电, 会使碳刷上留 下烧痕, 经过 很短时间的运行, 换向器的不圆度就会增大. 从而导致碳刷更快的磨损从而使马达短 命.

换向器的摩擦力直接影响碳刷的寿命, 导致碳刷的磨损加快, 我们应该在任何设 计中都尽量避免它.

5. 换向器表面的氧化膜.

由于换向器和碳刷之间的水汽, 当电流流过时就会发生电解作用, 其中的活性氧 离子与铜发生化学作用, 在换向器表面产生一层电阻较大的氧化亚铜薄 膜. 实验证明 , 膜的电阻可以抑制换向电流, 降低产生换向火花的程度, 有利于换向. 如果电刷压 力过大, 周围缺乏氧和水汽或存在破坏氧化膜的气 体, 都会使换向器表面的氧化膜不 能形成或遭到破坏, 就容易因换向电流而引起火花.

六. 换向器的检验:

1. 换向器的几何尺寸要求.

a. 换向器的表面加工、Bar to Bar、圆度、圆柱度和同心度. b. 铜片间隙.

c. 耳仔的几何特性: 厚度、宽度、长度、允许使用的最大漆皮线径等. d. 铜片的长度. (最大碳刷长度、最大虚位、最大间隙之和)

e. 铜片的厚度. (马达运行的磨损和稳定性要求) f. 换向器体厚度. (强度和高压漏电要求)

g. 换向器总长. (换向部分、联机部分、绕线部分)

h. 银面换向器银的镶层厚度. 2. 材料要求. (材料成本之外)

a. 铜片材料. (考虑导电性、硬度、强度、冲压的难易度等)

b. 换向器体的材料. (考虑耐温性、稳定性、高压漏电要求、强度和冲压的难易 度等) c. 紧圈的材料. (考虑耐温性、强度和在高湿度环境中的性能) 3. 物理要求:

a. 无碎铜屑、无纤维等粘附物.

b. 无油、无污迹、无氧化等. (同操作、包装和贮存有关)

c. 铜片是否错位、换向器体的形状是否规则. (不要影响到绕线、换向和圆度等) 4. 机械要求:

a. 铜片稳固性. 在评估温度下高速旋转.

b. 换向器内孔和铁枝有一定的过盈量固定换向器. (足够紧固到保持换向器在绕 线、碰焊、洗涤等操作中不会有偏移, 但也不要爆裂或受过大的张力) 5. 温升要求.

a. 考虑高温的稳定性, 在碰焊或焊锡时会否熔化, 以及熔化的程度如何. b. 承受高电压、大电流火花的失效点. c. 马达堵转测试. 6. 电性能要求.

a. 高压漏电测试: 在换向器铜片的边与边之间, 在换向器的铜片和轴之间. b. 漆皮线的连接方法

七. 供货商所作换向器质量测试:

换向器生产厂家在制造换向器的过程中, 为了控制换向器的质量, 也对换向器作 了一系列的测试, 下列出一换向器生产厂家的主要电性能检测项目, 以 供参考. 如果 我们设计的换向器在某些要求上有别于生产厂家的检测项目, 可与生产厂家共同协 商. 换向器主要参数:

技术参数名称 Name of The parameter??? 换向器规格 Specification Of commutator??? 技术参数 Technical parameters

高速回转试验 Overspeed test??? 外径?25.5mm以下

O.D. 25.5mm below??? 室温44000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Room temperature: 44000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??????? 加热:250?C 40000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 40000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

??? 外径?25.5mm-?28.5mm ??? 室温40000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Room temperature: 40000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

??????? 加热:250?C 38000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 38000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

??? 外径?28.5mm-?32.5mm ??? 室温37000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Room temperature: 37000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

??????? 加热:250?C 35000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 35000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

??? 外径?32.5mm-?38.5mm ??? 室温34000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Room temperature: 34000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

??????? 加热:250?C 32000RPM,运转10min后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 32000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change

绝缘抵抗试验 Insulation with- standing test??? 各种规格 various specification??? 室温: 轴孔与换向器片间 Room temperature: between shaft hole and commutator segment

??????? 加热140 ?C 1 小时: 轴孔与换向器片间 Heating 140 ?C 1 hour: between shaft hole and commutator segment

换向器内径公差 I.D.recision of commutator??? 各种规格 various specification??? 带衬套: H7

With bushing: H7??? 不带衬套: H8 Without bushing: H8

换向器片倾斜程度 Inclination of commutator segment??? 各种规格 various specification??? 换向器片间公称绝缘厚度 Nominal insulating thickness between the segments of commutator

交流频率

AC frequency??? 各种规格 various specification??? 50Hz 60Hz

换向器的基本技术情况简介

换向器与电刷在电机中组成对应的滑动摩擦副，换向器对电机性能的影响主要取决于在一定条件下（电负荷、接触压力、环境条件等）相对电刷高速滑动时的电接触行为。换向器在工作时除了传输纵向电流外，还存在着在短路电枢线圈中进行的电流换向任务。这些电流是在主电流换向时而产生的反向电流和电抗电压，致使电刷在换向器表面滑动时会引起边部火花及电弧。电刷在换向器表面的滑动，会在其表面刮出凹痕(一般电刷材料硬度较大)，使得换向器材料表面出现烧焦、变色、雾状残留物，进一步恶化电接触性能。换向器对电机性能的影响，取决于在一定条件下其与电刷相对高速滑动时实现电路导通的过程。尽管这个过程的描述比较复杂，且理论研究尚在发展之中，但通过国内外微电机运行状况的对比分析，可以确定，磨损是导致接触电阻变化的最关键因素。

应用机械式换向器对交直流串励电动机实施换向功能，已有百余年的历史。尽管90年代以来无刷电子换向技术有了长足发展和应用，但受技术复杂性和制造成本的限制，还不能完全取代机械式换向器。随着电机技术的发展，对机械式换向器的性能也提出了更高要求， 同时也对电机制造商提出了正确使用换向器的思考。换向器结构按照国内的分类大致可以分为钩型、槽型、平面型、加固型等四种结构的电机换向器。目前换向器大部分用于汽车、家用电器、 电动工具等行业。

产品详细描述

1.碳刷和滑环间工作面的磨损有两种：一是纯机械磨损；一是在电流作用下的电气

磨损和机械磨损。（1）纯机械磨损碳刷和滑环表面相接触，由于弹簧压力作用和材料弹性变形的缘故，使直接接触部分互相嵌入。当相对滑动时，当然有摩擦作用而形成磨损。如果碳刷颗粒细软，则碳粉易被沾在滑环表面，使滑环成为具有亮滑的石磨镜面，碳刷的磨面也很光滑，两者的机械磨损都较小。但如果碳刷质量不佳，颗粒粗硬，或甚至含有少数如金刚砂之类的硬质颗粒，则必然会对滑环表面进行刮割，使后者出现金属光泽或纹路，碳刷本身磨面也会出现硬粒脱落后而划出的纹道，这就使机械磨损大大增加。 （2）在电流作用下的电气磨损和机械磨损在电流作用下，不仅有机械磨损，还有电气磨损。所谓电气磨损，指的是由于电弧高温和放电等因素的作用，使极面材料受到损坏的情况。而由于电气磨损影响极面，所以也会对机械磨损的程度产生影响。 由于电流通过碳刷和滑环的接触面，且其直接传导的部位不断变动，电流密度又很大，使一些点温度很高；又由于电弧的高温作用，会使两侧极面局部熔化、脱落，金属会变成金属蒸汽，碳刷则结构松化，受氧化腐蚀而脱落，此即电气磨损的表现。但是，极性不同，磨损情况是不一样的。在电弧作用下，阳极（正极）表面局部灼热而蒸发出“金属蒸汽”，使阳极表面损蚀，这叫“阳极蒸发”；阴极（负极）因受正离子撞击和高温作用发射电子，使阴极表面也遭受破坏，这叫“阴极粉化”。由于阳极蒸发和阴极粉化的作用，碳刷和滑环由于电流方向不同会出现极性差别。当电流由碳刷流向滑环时，此时碳刷为正极，滑环为负极，则结果是：碳刷面上发生微小程度的阳极蒸发，碳粒、石墨离子迁移到滑环表面，碳刷有电气磨损。滑环表面有轻微的阴极粉化，并附着碳粒、石墨，成润滑、光泽的镜面。由于滑环表面平滑，机械磨损较小。 当电流由滑环流向碳刷时，此时碳刷为负极，滑环为正极，则结果是：碳刷面上发生阴极粉化，电气磨损小。滑环表面发生阳极蒸发。大量金属蒸发，使其表面损蚀严重，同时，这些金属粒子也易附于碳刷磨损面上，反过来会使换向器表面严重磨损，出现条痕。这种情况下，滑环表面粗糙，呈金属光亮，面间机械磨损大

2.在励磁机的轴头上有两个碳刷，这个作用是用来测励磁电压的，是用于转子的接地保护、过电压保护的.