直流电机测试方法和常见不良问题的分析.doc

测试方法和常见不良问题的分析
一、 测试方法
1. 电机空载转速及电流的测试
1） 定义：在额定电压下（指要求的加到电机端子上的电压，并不是指电源电压），无负载时的电机每分钟转动的圈数（空载转速）及此时流过端子的电流
2） 测试方法：使用测速计、胶轮、直流电源，如下连接，
A
直流电源
+

-
电机

测速计

参考测试方法：使用电机综合测试仪测试（但要设定范围及电机的冲片槽数，测试数据不准）
2. 负载转速及电流的测试
1） 定义：在额定电压下（指要求的加到电机端子上的电压，并不是指电源电压），额定负载时的电机每分钟转动的圈数（负载转速）及此时流过端子的电流（负载电流）
2） 测试方法：见上图，一般选择胶轮的直径为20mm，如果负载为M gcm，则所挂砝码的重量则为M g，同时胶轮上的圈数取决于绳子A处必须松动才行（即砝码的重量必须全部加到轮子上才行）
3. 堵转力矩和堵转电流的测试
1） 定义：使电机正好停止转动时的负载力矩Ts即为堵转力矩，此时的电流即为堵转电流Is
2） 一般采用两点法进行测试，选择两个负载T1及T2，测试此负载下的n1、n2及I1、I2，使用下面的公式计算堵转力矩和堵转电流：
Ts=(n2T1-n1T2)/ (n2-n1)
Is=(I2T1-I2T2)/(T1-T2)+(I1-I2)/(T1-T2)*Ts

注意点：T1最好在最大效率点附近，而T2最好在最大功率点附近
参考测试方法：可以采用测功计测试（不精确）或者使用扭力计测试（较准）
4. 窜动量的测试
1） 定义：转子在电机中沿轴向可以松动的最大的间隙量
2） 测试方法：使用百分表，电机轴前后最大窜动的位置在百分表上显示的位置分别是A和B ,则电机窜动量为B-A
A
电机

B

5. 电流波形
1) 定义：电机在额定电压下旋转时，流过电机两端子间的电流的变化的波形，可以用示波器进行显示
2) 测试方法：如图连接，示波器上显示的波形即为电机的电流波形，电容一般为4.7 чf的电解电容，如果槽数为n个，则电机转动一周的完整的波形数为2n个

+ -
直流电源
示波器

+
-
+
-
电机

6. K特性的测试
1） 定义：指电机在不通电的状态下，转子在电机中慢慢转动一周所需要的最大的力，单位一般为gcm，英文名称叫cogging torque
2） 测试方法：有两种，一是使用扭力表，如图测试，二是使有测克计
扭力表
A

测克计

7. EC值的测试
1） 定义：当用外力驱动电机轴以每分钟3000转转动时，在电机的端子上感应到的电压，即为该电机的EC值，也叫反电动势，或逆诱起电压，单位为V
2） 测试方法：使用EC值测试机，调整转速为3000RPM，此时测试马达端子两端的电压，即为EC值，
3） 定子的EC值：一般是用对应的标准芯（绕线圈数为100圈）组立成马达后马达两端的感应电压即为定子的EC值，目前我们是采用的电机EC值
8. 电机曲线图的作成

如上图所示，电机曲线图一共有四条线
1） 转速-力矩：为一直线 N=N0+KT 其中N0为空载转速
2） 电流-力矩：为一直线 I=I0+MT 其中I0为无负荷电流
3） 输出功率-力矩：为一抛物线：P= N*T/97500 (T单位为gcm时)=(N0T+K*T**2)/97500
4） 效率-力矩：η=P/UI=（N0T+K*T**2）/(97500U(I0+MT))
二、 常见不良问题

1. 电流大不良分析
1）电流大的原因：
电流大--1.机械磨擦造成：1）轴与轴承（机壳与端盖） 2.性能关系 1）充磁角度
2）电刷与换向器 2）压敏E10值小
3）冲片与磁条 3）充磁中心
4）轴与端盖 4）绕线阻值
5）冲片材质
6）换向器组入角度
2）分析方法：
A)外观有无异常，例，轴承保持部有否倾斜、压伤等
B)手指轻轻转动轴，看轴是不昌转动顺畅，感觉有无异物
C)分解前进行测试(与装配方面有关的尺寸，如轴承倾斜度、铆封的高低差、小壳
的倾斜度、窜动量等)
D)测试两端子间的阻值，阻值是否正常，然后再决定要否通电检测
E）小心分解电机外观有无异常，包括轴承、轴有无伤，磁石及转子上有无磨擦
的痕迹等，有必要时最好使用显微镜进行外观分析，分解时不要破坏碳刷及电
刷的形状（最好用开刷工装）
F)测试与电流大有关的数据（轴承倾斜，碳刷与换向器的压力、换向器圆度及表
面是否光洁等，充磁角度、无有磨擦、多装部品、轴的外径及轴承的内径等）
G)如果测试结果正常，再重新组装后看是否正常（轻轻敲打后是否正常）
2. 窜动量不良分析
1） 分解前外观有无异常
2） 轻轻转动轴，看轴是不是转动顺畅，可能是因为电机卡死不动，判定为无窜量
3） 然后小心分解，外面有无多装或少装部品
4） 进行测试，与窜量有关的尺寸，与图面进行比较
3. 声音大不良分析
1） 声音的种类：滚动音、杂音、尖叫音，还有声音大
2） 声音产生的原因：电刷与换向器磨擦、轴与轴承磨擦、轴与小壳、轴承与介子，转子窜动时的撞击声、转子转动时的风声、异常的磨擦声，电磁声（火花等）、电机共呜声等等
3） 可以用共呜箱扩大声音听，基本上可以听出声音源在哪里
4） 与声音有关的部品有：轴与轴承接触处轴伤、轴圆度不良、轴承孔径伤、轴承圆度、含油率、轴头伤（与小壳接触）,轴承跟着转动、冲磁中心不对导致转子撞击轴承、换向器圆度及光滑度，片间高低差、刷片或碳刷对换向器压力达大或过小，冲磁角度不对造成转速过高、还有介子接触小壳、线碰机壳、胶盖压圈超出轴承面、转子与磁石的间隙过小，还有一些异常的磨控（异物混入，转子片碰磁石）等等
4. 转速不良分析
1） 首先是外观，主要是看小壳与机壳的装配是否偏位，有无装护磁圈、有无短路或开路，有无漏电？
2） 转动轴是否转动顺畅？端子阻值是否正常？
3） 碳刷是否短路或开路?
4） 换向器组入角度有无异常？
5） 充磁角度是否正常？
6） 转子阻值是否正常？多绕少绕线？绕线方式是否正常？
7） 机壳的磁石的磁性能是否正常？
8） 压敏电阻是否正常？E10值是否合乎要求？
9） 碳刷的含铜量及冲片的材质及冲片的片数，以及冲片的外径
10） 装配不良或配合不当造成电流大造成的转速不良（如窜量、轴与轴承的配合，轴承倾斜等等）
5. 负载转速不良分析
主要是空载转速正常的状况下的负载转速不良：
1） 线径用错
2） 磁石的磁性能、及厚度
3） 充磁不良
4） 冲片的材质、外径及冲片的厚度
5） 碳刷的含铜率
6） 机壳的厚度及机壳的内径