塑封电机基本知识 目录1、概述2、塑封电机结构及工艺3、单相电容运转电机采用的标准4、单相异步电机设计需提供的参数5、电机验收标准6、塑封电机常见问题分析7、附录：电机防护方式前言前言v所谓电机不同的理解角度有不同的说法，从研究电机的角度出发通常将电机的概念定义为基于法拉第电磁感应定律，实现机械能和电能相互转换的基于法拉第电磁感应定律，实现机械能和电能相互转换的电磁器具电磁器具。v自从人类发现电能以来如何使用电能的研究一直没有停止过，可以这样说正是对这个问题的研究促进了现代工业的发展。电机作为机械能和电能转换的一种工具，在现代工业的发展过程中扮演了重要的角色。在现代生活中，人类已经离不开电机，电机已经广泛应用到社会的各行各业和人类的日常生活中。v电机应用实例：1、 概述1.1电机的基本概念：电机的基本概念：1.2电机的基本原理：电机的基本原理： 电机的基本工作原理是基于法拉第电磁感应定律，简言之就是通电线圈能够产生磁场，通过定转子所产生的磁场的相互作用即磁力的相互作用，从而将电能转化为机械能通过电机的转轴输出。更为简单的理解就是通电以后，定转子产生的磁场之间按同性相斥、异性相吸的规律相互作用，从而推动转子转动。1.3 电机的分类：电机的分类：v按使用电源类别不同分类；如：交流电机、直流电机、步进电机等v从能量转换角度分类；如：电动机、发电机等v按用途不同分类等。如：空调电机、水泵电机、民用电机、军用电机等。v电机学科上通常以上述第1、2种方法相结合对电机进行分类。如：交流发电机、直流电动机等等。1.4单相异步交流电机介绍单相异步交流电机介绍v交流电机由于其制造工艺成熟、使用方便，被广泛应用于工业和民用作为动力或发电的工具。交流电机的种类很多，通常分为同步电机、异步电机两大类，其中交流异步电动机是目前世界上生产数量最多的电机种类。交流异步电动机根据所使用的电源不同分为三相交流异步电动机和单相交流异步电动机等。v其中单相交流异步电动机有以下四种: a.电阻起动电机 b.电容起动电机 c.电容运转电机 d.电容起动及运转电机上述四类单相电机各有特点，根据其特点的不同应用不同的领域。 2、 塑封电机结构及工艺塑封电机结构及工艺塑封电机分体壁挂式空调室内机塑封电机在室内机中2.1.塑封电机用途：半定子绕线、BMC材料封装定子，具有体积小、噪音低等优点。主要用于空调、除湿机、空气净化器等电器。2.2塑封电机种类塑封电机种类从调速原理分vPG电机：可控硅调速是改变可控硅导通角的方法，改变电动机端电压的波形，从而改变了电动机的端电压的有效值。是一种降压调速方式。v抽头电机：电容运转电动机在调速范围不大时，普遍采用定子绕组抽头调速。此时定子槽中放置有主绕组、副绕组及调速绕组。通过改变调速绕组与主、副绕组的联接方式，调整气隙磁场大小及椭圆度来实现调速的目的。塑封电机质量控制图骨架定子铁芯套骨架绕线漆包线热保护器引出线线束加工BMC材料接线铸铝转子转轴端盖霍尔总成压轴粗车转子总成定子总成装配终检包装成品库轴承精车IPQC外观、配合尺寸耐压IQC尺寸、动作温度、恢复温度IQC导体直径、漆膜厚度、耐压、盐水针孔、电阻率、伸长率IQC外观、导体尺寸、耐压IQC外观、重量、密度收缩率、流动性、耐压、机械强度IQC铁芯厚度、铆接力、外圆内孔尺寸、形位公差IQC外观、尺寸、耐老化、输出电平值高低电平占空比IPQC模具温度（spc)、注射压力、固化时间IPQC长度、线位、结合力IPQC线径、匝数、线包高度、电阻IPQC外观、耐压、匝间、冷态电阻（spc)、绝缘电阻、转向、外形尺寸IQC外观、尺寸、耐压、耐老化IPQC空载电流、功率、匝间、电气强度、绝缘电阻、噪音、外观、安装尺寸OQC空载、负载性能、安全性能、外观、噪音、安装尺寸IQC外观、端环尺寸、形位公差IQC外观、尺寸、径跳、硬度IPQC压轴深度、轴伸径跳IPQC 外径IPQC外观、外径（spc)、径跳IPQC外观、耐压、匝间、冷态电阻、绝缘电阻、转向、外形尺寸IQC外观、轴承室尺寸、轴向深度、外径塑 封图例：物料工序特殊工序质控点控制项目2.3单相异步电机的结构单相异步电机的结构v电机的结构由固定部分定子；旋转部分转子；支承部分端盖和轴承等三大部分组成。v定子部分由定子铁芯、定子绕组、机壳（塑封料）等组成。v转子部分由转轴、铸铝转子等组成。v支承部分包括端盖、轴承、挡圈、垫片、减振圈等组成。半定子铁芯绝缘骨架一套半定子2.3.1 定子部分半主相绕组半定子电枢定子电枢线路板、DMD纸绝缘胶带绑扎线线夹引出线组件组合定子v定子铁芯定子铁芯：采用硅钢片冲叠而成。 v矽钢片系铁中加入硅的合金钢，通常又称硅钢片，衡量其质量首先是电磁性能，电磁性能优良的硅钢片在一定的频率和磁通密度下，具有低的损耗；在一定的磁场强度下具有高的磁通密度。v主要检测项目铁损和磁感 标准比总铁损-简称铁损，当磁感应强度随时间按正弦规律变化，其峰值为某一标定值，变化频率为某一标定频率时，单位质量的铁芯在温度为20时所消耗的功率定为标准比总铁损，单位W/kg。 标准磁感应强度-简称磁感，铁芯试样从退磁状态，在标准频率下磁感应强度随时间按正弦规律变化，当交流磁场的峰值达到某一标定值，铁芯试样磁感的峰值为标准磁感应强度，单位T。v国内硅钢片常有0.5mm和0.35mm两种厚度，我们常用0.5mm厚度。v定子绕组定子绕组：常规材料为包有耐温绝缘漆的漆包线v主要性能v1、导线电阻、电阻率；v2、导线直径公差：直径公差在(25)%之内v3、导线伸长率：直径越小，导线允许的伸长率越小v4、耐热性：漆包铜导线耐热性由导线绝缘层材料的耐热等级决定。v5、耐压性能。v6、耐刮性能：耐刮性能表征漆膜附着力的坚固性。v7、针孔度：漆包线的针孔度表征绝缘层在规定电压作用下产生针孔破坏层个数的多少，针孔数越少，绝缘能力越高。v8、漆层耐苯性能：漆层耐苯性能表征漆层抗苯溶液的腐蚀能力。v漆包线漆包线：在金属材料外涂上绝缘漆层，常用的材料有铜和铝。v铜：采用的铜为纯铜(或叫紫铜)，铜又分为硬铜和软铜。所谓硬铜，即铜经过压延、拉制等加工后，其硬度、弹性、抗拉强度都有所增加，电阻系数也有所增加。如果将硬铜经过退火处理，则得到软铜。软铜的导电性能很好，延伸率高，可以拉成很细的导线，但机械强度差些。v铝：铝很容易氧化， 氧化膜一形成，就可以防止铝连续氧化，所以铝在空气中不容易被腐蚀。由于氧化膜的存在，增加了焊接困难，必须采用特殊的焊接工艺。v一般使用漆包线种类有聚氨酯尼龙漆包线（1UEWN），耐温等级155;聚酯尼龙漆包线（QZ/N-1)，耐温等级130;聚酯亚氨漆包线（QZY-1），耐温等级180。漆层厚度有1、2、3三种（依次加厚）。漆层不好和耐压不够都会引起匝短路现象。v漆包线线径指的是其裸铜线径v漆包线电阻R=l/s 电阻率 l长度 s面积 v绝缘骨架绝缘骨架：在铁芯和漆包线之间起绝缘作用v材料为尼龙（PA66)v对电机的电气强度起关键作用。v耐温要求130度以上。v耐压3000V1S.v热保护器热保护器v热保护器是温度开关的一种，起过热保护作用。有两种类别，一种是可复位式温度保护器，它是利用热敏双金属片对温度的不同变形率来使双金属片产生向上或向下变形，从而使电路产生通断。是一种可复位式，当温度高于标称断开温度时断开，当温度底于标称复位温度时复位。另外一种是用低温金属制作的不可复位的熔断丝。v 引出线、端子、插件引出线、端子、插件v在电机中起导引电源和信号的作用，是电机的安全零部件之一。v常用的引线UL1430、RV90等均为聚氯乙烯（PVC）线。BMC料塑封模具塑封压机定子总成v塑封料塑封料：热固性BMC。vBMC（Bulk MoLding Compound）团状模塑料，一般指不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑料。以不饱和聚酯树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料，并加入固化剂及各种填料，均匀混合而成的一种模塑预成型材料。v主要成分：不饱和聚酯树脂（如对苯二甲酸型）、交联剂（如苯乙烯）、玻璃纤维、固化剂、填料。v主要检测项目 抗弯强度、收缩率、导热性、阻燃性、耐漏电性。v成型条件：温度125，压力2.23.5Pa., 注塑时间1015s，固化时间120160s铸铝转子转轴压机精车机器(粗、精车)涮漆、上卡簧(磁钢)等转子总成2.3.2 转子部分v铸铝转子铸铝转子 ：导条中产生产感应电流，交变磁场对其形成作用力，从而带动转子转动v目前公司产品均为鼠笼转子的结构，鼠笼结构是用铸铝方法，铸出槽内导条、端环，形成鼠笼，v保证铸件质量的主要工艺因素包括：铝水的温度、铝水的压力、铝水的填充速度、铝水的纯度。v 转轴：转轴：v转子轴一般用优质碳素钢加工而成，常用的材料是45#钢，表面防锈处理办法有：防锈油、电镀（镍磷）及氧化处理（发黑）v轴与其它零部件的配合较密，对轴加工精度要求较高v主要检测项目：材质成分、硬度、尺寸（包括形位尺寸）、防锈性能（盐雾试验、潮态试验）。轴承、轴承气动工装端盖、调垫、波垫、压机2.3.3 支撑部分（总装）v轴承轴承 ：有滚珠轴承、含油轴承等。v我司产品主要采用滚珠轴承的安装，有外圈、保持架、钢球、油脂、内圈等部件组成v轴承通过外圈与端盖配合，通过内圈与轴配合，配合精度很高，轴承内环与轴配合较紧，而外环配合较松，装配要求先将轴承内环压装在轴上，然后再将外环推入轴承室，不允许先装外环。v由于轴承是精度很高的产品，一旦受力不当就会受损，工艺的原则是不损伤轴承的滚道和滚子。v检验时要求轴承尺寸精度符合要求，表面无污物、划痕、碰伤、漏油现象。v端盖端盖：由金属板材料冲制而成。根据表面防锈处理方式：直接采用镀锌板冲压；用冷压板（ST12)生产后电镀处理。v端盖轴承室尺寸、圆度及与定子止口的同心度有很高的要求，对电机的机械噪音影响较大。v减振圈减振圈 ：利用橡胶的吸震阻尼作用来减小电机运转产生的振动并降低运转噪音。v材料、硬度v老化性能：包括热空气老化、耐油性v机械性能：包括拉伸强度、伸长率、阻燃性。vPGPG板及磁钢：板及磁钢：vPG板，即脉冲信号发生器的控制板简称，其主要部件是霍尔元件，形象的说霍尔元件就是一种磁感应开关，霍尔元件内部半导体在不同的磁强作用下能激发产生不同电势，通过元件内部信号处理器处理后形成高低电平的脉冲。它与磁环一起组成电机的脉冲信号发生器。简单作用机理是：磁环随转子旋转，在磁环外圆周围产生一个周期变化的磁场，PG板上的霍儿元件通过感应这变化的磁强来产生一系列高低电平脉冲。PG板在电机转子旋转一周产生的脉冲数跟磁环级数相关。v磁环，主要有氧化物陶瓷磁环（粉末冶金）和塑料磁环（注射塑磁）。v主要检测项目：输出波形：含高低电平值、占空比。v环境试验：耐高温、耐低温、高低温冲击、湿热试验。v其它项目：磁环表面磁强、PG板焊点强度、端子强度等vPG板输入电压VCC=5V时，VH4V,VL0.4V ,0.5TH/TL2vPG板输入电压VCC=12V时，VH8V,VL0.4V ,0.5TH/TL2 3、 单相电容运转电机采用的标准单相电容运转电机采用的标准v(1) JB/T 4270-2002 房间空调器风扇电动机通用技术条件。v(2) GB12350-2000 小功率电动机的安全要求。 （3）塑封电机安全新增项目检验细则v1、工作制定额v单相电容电机的工作制定额是以连续工作制(S1)为基准的连续定额。v2、轴径向跳动v电动机的轴伸长度为50mm及以下时，在轴伸接合部中点的圆周面上其径向跳动不应超过30m。当轴伸长度大于50mm75mm时，径向跳动不应超过45 m，以每加长25mm分档，其径向跳动允许比之较短档增加15 m。v3、温度及温升限值v电动机温升试验应带负载进行。电动机装入空调器中温升试验，在最大运行工况下不应超过温升限值。v空气间接冷却绕组的温升限值：vA级60KvE级75KvB级80Kv轴承容许温升: (a)滑动轴承 80；(b) 滚动轴承95 。v轴承温度可用温度计法或埋置检温计法测量。v4、绝缘电阻v电动机绕组对机壳及绕组相互间的绝缘电阻，在热态下应不低于5M。在常态下不应低于20M。绝缘电阻用500V绝缘电阻表测量。v5、耐电压试验v电动机的定子绕组对机壳应能承受耐电压试验而无闪络、不击穿。试验电压(有效值)为1500V，试验时间历时1min。v如批量生产中产品检验，时间可以1s代替，但试验电压为上列规定值的1.2倍。耐电压试验设备的击穿动作电流整值为10mA.v6、匝间绝缘试验v电动机定子绕组应能承受匝间绝缘耐冲击电压试验而无击穿，试验电压(峰值)为1800V。允许以升高电压试验代替，在电动机空载时施加1.3倍的额定电压，持续时间为1min.v7、湿热试验v试验周期为二天(48h)。电动机经湿热试验后泄漏电流值不应超 过0.5mA。潮态绝缘电阻测量，电动机定子绕组与壳体之间的绝缘电阻不应小于2M。v经以上测量后，应立即经受历时1min的耐电压试验而不应被击穿，耐电压试验施加的电压值按第5条规定的85%。v8、起动：电动机起动试验施加的电压值为0.85倍额定电压。v9、堵转转矩v10、堵转电流v11、最大转矩v12、最小转矩v电动机起动过程中最小转矩，应在额定频率、额定电压下高速档接线时测定，不应低于堵转转矩(不应低于0.3倍额定转矩)。v13电容器端电压v14、电动机性能值的容差v电动机额定转速为同步转速的65%90%，其容差应为保证值的20%。如果额定转速低于同步转速的65%或超过其90%，该容差可另定协议。v15、电磁兼容性v具有电子控制装置的电动机应进行无线电干扰水平的考核。v16、外壳防护v仅用于户内空调器的，应符合IPX0等级；用于洗衣房空调器的，应符合IPX1等级；用于户外空调器的，应符合IPX4等级。v17、泄漏电流v电动机在负载运行温度达到热稳定状态下其泄漏电流不应超过0.35mA。v18、非正常工作v将电动机的转子堵住、将电动机的电容器电路短路或断路，选择较不利的情况进行试验，在这种条件下工作15天(360h)或到保护器持久地断开电路为止，两者取其时间较短者；当达到稳定状态时，如电动机绕组的温度不超过90，则可以结束试验。v在试验期间，外壳温度不应超过150 ，绕组的温度不应超过225 。试验3天(72h)后，电动机应按第5条规定通过耐电压试验。v试验结束时，在电动机上施加两倍的额定电压测量绕组和外壳间的泄漏电流，其值不应超过2mA.v电动机有以上试验中不应释放出有危险数量的、毒性的或可燃的气体，不应发出火焰或熔融金属，外壳不应发生不符合标准要求的变形。v19、爬电距离和电气间隙v爬电距离，在两导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。电气间隙，在两导电部件之间的最短直线距离。v带电部件和越过基本绝缘的其他金属部件之间:爬电距离2.0;电气间隙2.0.v20、振动限值v电动机在空载运转时测得的振动速度不应超过1.8mm/s。v21、噪声v分类(低噪声级)、类(优级)、类(普通级)。v分体式空调器，室内机可选用类或类，室外机可选用类或类。v22、出厂检验v(1) 绕组冷态直流电阻；v(2) 空载电流及损耗；v(3) 外观和机械检查；v(4) 绕组对机壳绝缘电阻；v(5) 耐电压试验；v(6) 匝间绝缘试验;v(7)堵转电流及损耗;v(8)接地措施;v(9)泄漏电流;v(10)标志.v23、型式检验v(1) 绕组冷态直流电阻；v(2) 空载电流及损耗；v(3) 转速；v(4) 外观和机械检查；v(5) 轴伸尺寸检查； (6) 轴径向跳动检查；v(7) 效率和功率因数；(8) 温度及温升限值；v(9) 轴承容许温度； (10) 绕组对机壳绝缘电阻；v(11) 耐电压试验； (12) 匝间绝缘试验；v(13) 湿热试验； (14) 起动；v(15) 堵转转矩； (16) 堵转电流及损耗；v(17) 最大转矩、最小转矩；v(18) 电容器端电压；v(19)电磁兼容性；v(20) 机械强度； (21) 结构；v(22) 内部布线； (23) 元件；v(24) 连接电源和元件的软线；v(25) 外接导线的接线端子；v(26) 接地措施； (27) 联接件；v(28) 耐热、耐热和耐漏起痕；v(29) 防锈； (30) 外壳防护；v(31) 泄漏电流； (32) 非正常工作；v(33) 爬电距离和电气间隙；(34) 振动、噪声、标志。v24、标志v如果制造厂提供文件资料表明与用户订有协议确认无须标志在铭牌上的，可以不单独附有耐久性铭牌。v电动机铭牌上应标明的项目如下：v(1) 制造厂名或标记；v(2) 造厂的产品编号或识别标记(出品年月或识别制造年份的信息)；(3) 造厂的电动机型号；v(4) 绝缘等级； (5) 额定功率；v(6) 额定电压； (7) 额定频率；v(8) 额定电流； (9) 额定转速或极数；v(10) 电容器电容量及额定电压。 v26、质量保证期 v制造厂应保证电动机在使用的一年内(但自制造厂起运的日期起不超过两年)能正常运行。 v27、包装、运输和贮存v电动机轴伸应加防锈保护措施；包装应避免在贮运中受潮或受损伤。4、单相异步电机设计需提供的参数、单相异步电机设计需提供的参数v外形图、额定电压、频率、电容、负载转速及输出功率v外形图、额定电压、频率、电容、负载转速及实际负载v外形图、额定电压、频率、电容、负载转速及参考样机v另外：一些特殊试验方法或要求（如温升要求、胶圈材料及老化要求）电机标准规定了某一类型的电动机的使用条件、额定数据、安装尺寸、性能指标及容差、试验方法、验收规则、铭牌、标记、包装、保管等详细内容。电机的额定数据一般包括：(1) 额定功率：电机额定运行时，轴上的有效输出功率；(2) 额定电压：电动机在额定运行时，电机的端电压；(3) 额定频率：电动机在额定运行时所接电网的频率；(4) 额定转速：电动机在额定运行时的转速。电机的主要性能的指标一般包括：(1) 额定点效率；(2) 额定点功率因素；(3) 起动转矩；(4) 起动电流；(5) 最大转矩；(6) 温升；(7) 噪音。5、电机验收标准、电机验收标准v电机结构按防护方式分：有开启式、防护式、封闭式、防爆式、潜水式、潜油式等数种。v电机外壳防护等级 表征字母“IP”及附加在后的两个表征数字组成。第一位数字表示防止人体触及或接近壳内带电部分和触及壳内转动部件(光滑的旋转轴和类似部件除外)，以及防止固体异物进入电机的防护等级;第二位数字表示防止由于电机进水而引起的有害影响。v 第一位表征数字 防护等级v 0 无防护电机v 1 防护大于50mm固体的电机v 2 防护大于12mm固体的电机v 3 防护大于2.5mm固体的电机v 4 防护大于1mm固体的电机v 5 防尘电机附一、电机防护方式附一、电机防护方式v第二位表征数字 防护等级v 0 无防护电机v 1 防滴电机v 2 15防滴电机v 3 防淋水电机v 4 防溅水电机v 5 防喷水电机v 6 防海浪电机v 7 防漫水电机v 8 潜水电机附二附二.塑封电机接线原理图塑封电机接线原理图