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电磁场讲稿(只有基本知识部分)
电动工具产品基本知识讲稿
一电动工具的定义：
电动工具是以电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头的一种机械化工具。
二电动工具的分类：1按握持方法分类：
∣―――交流工具（串励电机）
∣――手持式电动工具――∣
电动工具――∣∣―――直流工具（永磁电机）
∣――可移动式电动工具（串励电机或感应电机）
手持式电动工具。容易便携以及用手握持或悬挂进行操作的电动工具。
可移动式电动工具。同时具备以下特征的电动工具就是可移动式电动工具（也叫台式工具）。
a一人可以移动；b放稳后使用；c一人操作；d插头连接；e单相/三相功率不超过2500w/4000w。2按用途分类：
∣――金属切削类（j）电钻、往复锯、型材切割机、、、
∣――砂磨类（s）角磨、砂光机、抛光机、、、
∣――装配类（p）电动扳手、电动螺钉枪、电动铆钉枪、、、
∣――林木类（m）电刨、曲线锯、电圆锯、电木铣、开槽机、修枝机、、、电动工具――∣――农牧类（n）电动剪毛机、、、
∣――建筑类（z）电锤、垂钻、冲击钻、电镐、石材切割机、、、
∣――矿山类（k）煤矿用电钻、、、
∣――铁道类（t）铁道螺钉电扳手、、、
∣――其他类（q）电动气泵、电喷枪、、、3按防触电分类：
i类工具。在这类工具中，它的防止触电保护不仅依靠基本绝缘，而且它还包含一个附加的安全保护措施，即把可触及的导电部分与设备中固定布线的保护（接地）导线联结起来，可触及的导电部分在基本绝缘损坏时不能变成带电。
Ⅱ类工具。它的防止触电保护不仅依靠基本绝缘，而且它还包含附加的安全保护措施，例如双重绝缘或加强绝缘，不提供保护接地或不依赖设备条件。
Ⅲ类工具：它的防止触电保护依靠由安全特低电压（42v/24v）供电和在工具内部不会产生比安全特低电压高的电压。4按标准分类：
手持式电动工具：en60745台式电动工具：en61029家电类电动工具：en60335吹风机，割草机，打草机，热风枪等等
三电动工具的结构和组成：
一般来说，电动工具都是由机壳、电动机、传动机构、手把、电源开关以及抗干扰元件、电源连接组件、工作头等7大部件组成。
1机壳一般由塑料或金属件组成：
1.1手持式工具一般使用塑料机壳，也有部分机器采用塑料与金属相结合而组成的机壳。
例如。冲击钻和曲线锯的外壳一般都是由塑料制作而成。角磨与电圆锯的外壳几乎都是塑料与铝制作而成。
1.2台式工具一般使用金属外壳，其中最常用的是铝和铁。例如：斜断锯的外壳主要是由铝材制作而成。切割机、台钻、砂轮机等的外壳主要是由铁制作而成。2电动机的分类：串励电机，感应电机，永磁电机。
2.
1串励电机；
2.1.1串励电机的工作原理：
导线绕在定子上，通电后产生磁场。而转子上的导线在磁场中通电会产生侧向力，大小相等而方向相反的侧向力产生力矩，从而导致转子转动。
2.1.2串励电机的主要特征：
对于手持式电动工具来说，一般都使用是串励电机。因为串励电机体积小、功率大，并且该种电机还具备软特性。
串励电机的软特性。转速越高，力矩越小。转速越小，力矩越大。这样正好符合钻孔的要求，就是钻大孔的时候，力矩要大一些，转速要慢一点。钻小孔的时候，力矩要小一些，转速要快一点。因为这样可以保证切削时的线速度相对合理。不然线速度太高，会烧毁钻头。线速度太低，会降低钻孔效率。
2.1.3串励电机各个部分的作用：
定子的作用：定子线圈通电后产生交变磁场；
转子的作用：转子导线通电后，在磁场中会出现一个侧力，导致转子转动；
换向器作用：改变电流方向，保持转子力矩始终朝同一方向运转；
碳刷的作用：与换向器接触，改变电流方向，保持力矩始终朝同一方向运转；
风叶的作用。对电机进行散热。
问题一：热轧和冷扎的区别，以及对电机的影响原理；电机的输入功率＝输出功率＋损耗功率
损耗功率＝定子铜损＋转子铜损＋1.15（定子铁损＋转子铁损）＋风摩损＋2.4×i（电刷压降损耗）
∣――定子铜损
∣――转子铜损
∣――电气损耗――∣――定子铁损＝磁滞损耗＋涡流损耗
∣∣――换向损耗＝定转子铁损的10％－20％
∣∣――电刷损耗＝2.4v×i总损耗―∣∣――风损
∣∣――风摩损耗――∣――轴承损耗
∣－－机械损耗――∣∣――电刷摩擦损耗
∣――电气转矩损耗（转子铁损）＝磁滞损耗＋涡流损耗＋谐波损耗
由于使用了不良的钢片，电机的铁损会很大。这样会导致整个机器的输出功率下降。输出功率的下降，会导致机器使用性能和效率的下降。
问题二：影响换向器火花大小的因素及对策；（比如电木铣火花大的原因是什么）；造成火花的原因一般可以分为2种：电磁原因：
1换向线圈内环流的作用；电抗电势，换向电势，变压器电势。
1.1减少电抗电势；
1.2利用换向电势来抵消电感电势；
1.3减少电枢反应的影响；
1.4限止变压器电势；
2片间电压过高及电枢反应影响；一般片间电压在10－15v，最大不要超过25v。对于24片换向器片间电压在19v。机械原因：1转子不平衡；
2换向器偏心或不圆；3电刷弹簧压力不够；4刷握与电刷配合不良；5化学因素；
造成不良火花的原因：短路、断路、换向器跳排、换向器失圆、机器振动、碳刷卡死或磨完等原因。问题三：串激电机常见不良以及导致这些不良的原因。1电机擦铁；3轴承散架；
4风叶与机壳相擦或断裂；5电机短路；6电机开路；7换向器跳排；8碳刷卡死等2.
2感应电机；
2.
3永磁电机；
3传动机构一般由齿轮、皮带、链条等机构组成。
也有部分电动工具是没有传动机构的，由转子轴直接输出进行工作，如电木铣。对于大多数手持式电动工具来说，传动机构都是齿轮。
3.1齿轮的类型一般可以分为：
圆柱齿轮：直齿圆柱轮、斜齿圆柱轮；
圆锥齿轮：直齿圆锥齿轮、螺旋圆锥齿轮（圆弧齿锥齿轮、延伸外摆线齿锥齿轮）；
3.2齿轮传动的基本原理：
3.3齿轮的材料。小齿轮一般使用40cr，而大齿轮一般使用45＃钢。对于有ffu测试要求的冲击钻，一般要用高强度合金结构钢，如20crmntai、30crmntai。对于要求氮化处理的齿轮一般采用38crmoal等。
3.4齿轮的热处理：
问题四：齿轮的硬度要求；调整硬度的方法以及原理；（比如如何分析修枝机音异和振动大的原因形成的机理，刀锯定位销断的原因有那些）；齿轮的芯部硬度一般应控制在：hrc20--28。小齿轮外部硬度一般应控制在：hrc48--52。大齿轮外部硬度一般应控制在：hrc42—48。4手柄由主把手和辅助把手组成。
主手把是手持式电动工具不可缺少的一个组成部分。但是辅助手把要根据标准要求而定。如：角磨砂轮片大于127mm的时候必须要有辅助把手；辅助手把一般有2种：螺纹连接式辅助把手：卡箍连接式辅助把手：
5电源开关及抗干扰元件主要由主开关、缓启动器、调速器、电容和电感等部件组成；
5.1主开关：
5.1.1主开关的种类：调速与单速之分；单极与双极之分；
5.1.2主开关的基本质量要求：
分断能力；9i电流，50次不经过维修可以继续使用为合格；寿命；5万次；温升；小于55k；
5.1.3为了保证以上特性，开关在结构上应该注意的几个方面：终压力；对温升有影响；开距；对分断能力有影响；超程；对寿命有影响。
5.2调速开关：
冲击钻的开关一般选用单断点的带自锁功能的调速开关。调速的原理就是通过改变电压来调节电机的转速。因为串励电机的转速与电压成正比，与磁通量和电机的匝数成反比。
5.3缓启动开关：
缓启动是当电动工具开机的时候，电机缓慢加速直至最高转速的过程。缓启动过程的时间一般不超过3秒。缓启动的目的就是防止电动工具突然启动，导致扭矩突变，造成以外的伤害。另外缓启动可以减少突然开机后而给网路而带来的压降。这也是emc要求的一个内容。缓启动一般用于功率较大的电动工具。对于冲击钻来说，一般不使用使用缓启动结构。
5.4电容和电感等部件。串励电机电动工具中的电容和电感完全是用于emc要求的。增加了电容和电感，可以压制电动工具发出的干扰波。一般来说电感是用来压制高频干扰的，电容是用来压制低频干扰的。
问题五：开关方面的知识，调速开关的原理，软启动开关的原理，调稳速度开关的工作原理，半波和全波开关的原理等；6电源连接组件由导线、护套和插头等部件组成；
6.1导线的种类与标识：
h
05
v
v
h2
-
f
×
0.75mm
2∣
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∣∣
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导体的尺寸∣
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保护导体∣
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×：无黄绿线∣
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g：具有黄绿线∣
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导体数量∣
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导体形式
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f可弯曲电缆中的可弯曲导体∣
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h可弯曲性能好的导体∣
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特殊结构
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h扁平、可分割电缆∣
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h2扁平、不可分割电缆∣
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外绝缘材料：∣
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v：聚氯乙稀
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∣
∣
r：自然或合成橡胶∣
∣
∣
n：氯丁橡胶∣
∣
绝缘材料
∣
∣
v：pvc（聚氯乙稀）
∣
∣
r：自然或合成橡胶
∣
∣
s：硅树脂橡胶∣
额定电压∣
03：300/300v∣
05：300/500v
∣
03：450/750v
h表示欧洲的协调标准。
例如：
h05vv-f2×0.75mm2
05表示额定电压等级是300/500v；
v表示
导线的绝缘材料是pvc（聚氯乙烯）；v表示
导线外绝缘的材料是pvc（聚氯乙烯）；f表示
导体形式是可弯曲电缆中的可弯曲导体；2表示
导体的数量是2芯线；
0.75mm2表示：导体的尺寸是0.75mm2h07rn-f2×1.0mm2
07表示额定电压等级是450/750v；
r表示
导线的绝缘材料是自然或合成橡胶；n表示
导线外绝缘的材料是氯丁橡胶；
f表示
导体形式是可弯曲电缆中的可弯曲导体；2表示
导体的数量是2芯线；
1.0mm2表示。导体的尺寸是1.0mm2。
6.2电动工具上使用导线的选择；
6.2.1导线品种的一般电动工具普遍选用pvc导线，但是下列情况例外：a外壳金属部件的温升大于75k的电动工具的导线；b连接水源电动工具的导线；
c大类标准规定使用其他导线的电动工具。如电锤和大规格角磨规定使用氯丁橡胶。
6.2.2导线截面积的选择：
6a及以下
选用0.75mm2导线6－10a
选用1.0mm2导线10－16a
选用1.5mm2导线6.2.3导线的联接方法：
6.2.4导线的颜色规定。内导线的颜色欧洲标准是棕蓝线，棕色线是火线，蓝色线是零线，接地线是黄绿线。美洲标准是黑白线。棕色和黑色是火线，蓝色和白色是零线，绿色线是接地线。
6.3导线护套：
6.3.1导线护套的材料。pvc和橡胶。
6.3.2导线护套的要求：
1）2000v/1min高压不得击穿；2）6kg重物，2万次弯曲试验不开裂；3）长度尺寸大于5倍导线外径的尺寸。
6.4插头：
插头的外形和结构比较复杂，我们现在最常用的插头是vde认证德式插头。插头的材料一般是pvc或橡胶，或者是机械强度不低于以上2种的材料。
bs插头介绍：bs1363和bs1363a优点：安全、通用、有极性、有保险丝、更换导线方便、拔插方便等。
7工作头由作业工具与夹持机构组成；例如钻头与钻夹头、砂轮片与法兰盘等。
7.1钻夹头：
钻夹头按夹紧方式来分，可以分为带钥匙钻夹头和手紧钻夹头。
钻夹头按夹持范围来分，可以分为6mm、10mm、13mm、16mm、20mm等规格的夹头。钻夹头按连接方式来分，可以分为2种：
螺纹连接：英制：1/2-20unf3/8-24unf
公制：m12×1.25
m10×1.0
锥柄连接：莫氏圆锥柄：b
12、b
16、b18贾各圆锥柄：j2；钻夹头按工作类型来分：
10mm夹头
13mm夹头
16mm夹头轻型夹头：最大外径尺寸：
34/34mm
43/42.7mm
51/mm中型夹头：最大外径尺寸：
38/38mm
46/46mm
53/52mm重型夹头：最大外径尺寸：
43/42.7mm
53/52mm
57/57mm注。前面的是中国标准，后面的是德国标准。
7.2钻夹头的基本要求：
7.2.1夹头的晃动。10－13mm夹头晃动不大于0.3mm，16mm夹头晃动不大于0.35mm。
10mm夹头用10×95mm棒；
13mm夹头用13×105mm棒；
16mm夹头用16×110mm棒。棒的硬度要求达到hrc55。
7.2.2夹头的输出扭矩：
10mm夹头，输入11.5nm，输出大于6.5nm；13mm夹头，输入13nm，输出大于8.5nm；10mm夹头，输入15nm，输出大于10.5nm。
问题六：冲击钻夹头的种类以及工作原理，夹头失效原因及分析：
7.3钻头：
钻头一般可以分为：木工钻、建工钻、麻花钻；
四电动工具评估的内容：
问题七：请就一个产品进行全面的结构检查的注意事项，检查和控制的重点是什么1外观的评估：
1.1造型的评估：
1.2外观的评估：2手感的评估；
2.1附件装配难易程度的评估2.2机器舒适性评估：
2.3噪音、振动的评估：3功能的评估；
3.1功能齐全性评估；
3.2工作精度的评估；4安全的评估；问题八：爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离的要求以及在实际操作中注意事项（最好结合实物讲解）;
5性能的评估；
5.1）参数的评估；
5.2）结构的评估：
5.3）内在性能的评估（试验评估）：
a）温升试验：就是测量工具在正常使用中不应该达到过高的温度。b）耐久试验：就是考核工具在持续的正常使用中，不致于发生会有损于符合安全标准要求的电气或机械故障。
c）导线弯曲：保证机器在正常使用期间导线和护套不应该有过量的损坏。手持式电动工具都要进行20000次的导线弯曲试验，试验后检查导线不可断线10％以上。d）跌落试验：主要考核工具是否有足够的机械强度。
e）emc测试：测量机器发出的电磁干扰是否超过标准规定的要求。其他电磁干扰是否影响机器正常的运行。机器启动是对网络电压的冲击是否要与规定的要求。f）寿命试验：主要考核电机和齿轮等部件应该拥有的寿命。
g）使用试验。主要考核工具在实际使用情况下，是否能满足用户使用的要求。
试验室人员需要了解的问题：
1.爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离的要求以及在实际操作中注意事项（最好结合实物讲解）；
2.影响换向器火花大小的因素及对策；（比如电木铣火花大的原因是什么）
3.开关方面的知识，调速开关的原理，软启动开关的原理，调稳速度开关的工作原理，半波和全波开关的原理等；
4.齿轮的硬度要求；调整硬度的方法以及原理；（比如如何分析修枝机音异和振动大的原因形成的机理，刀锯定位销断的原因有那些）；
5.串激电机常见不良以及导致这些不良的原因；
6.热轧和冷扎的区别，以及对电机的影响原理；
7.请就一个产品进行全面的结构检查的注意事项，检查和控制的重点是什么；
8.冲击钻夹头的种类以及工作原理，夹头失效原因及分析；
2005/5/17
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