【文章內(nèi)容簡介】 不變。以適當?shù)碾娏鏖g隔作測點，記錄對應(yīng)的轉(zhuǎn)速， 一般不小于 7點。據(jù)此繪制出交流發(fā)電機的輸出特性曲線，如圖 411 所示。 從交流發(fā)電機的輸出特性曲線 I=f(n)可以看出： ①發(fā)電機的轉(zhuǎn)速甚低時，其端電壓低于額定電壓，此時發(fā)電機 不能向外供電；當轉(zhuǎn)速達到空載轉(zhuǎn)速 n1時，電壓達到額定值；當轉(zhuǎn) 速高于空載轉(zhuǎn)速 n1時，發(fā)電機才有能力在額定電壓下向外供電。所 以空載轉(zhuǎn)速 n1常被用作選擇發(fā)電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)速比的主要依據(jù)。 ②當轉(zhuǎn)速超過 n1時，發(fā)電機輸出電流 I將隨著轉(zhuǎn)速 n的升高和電 阻 R的減小而增大；當轉(zhuǎn)速等于 n2時，發(fā)電機輸出額定功率 (即額定 電流與額定電壓之積 )，故將轉(zhuǎn)速 n2稱為滿載轉(zhuǎn)速。 空載轉(zhuǎn)速和滿載轉(zhuǎn)速是交流發(fā)電機的主要性能指標，在產(chǎn)品說 明書中均有規(guī)定。在使用中，應(yīng)定期測量這兩個數(shù)據(jù)，與規(guī)定值相 比較，就可判斷發(fā)電機性能是否良好。 ③當發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到一定值時，發(fā)電機的輸出電流就不再隨轉(zhuǎn) 速的升高和負載電阻 R的減小而增大。這時的電流值稱為發(fā)電機的最 大輸出電流或限流值。這個性能表明，交流發(fā)電機具有自動限制電 流的自我保護能力。交流發(fā)電機的最大輸出電流約為額定電流的 倍。 (2)空載特性 發(fā)電機空載時，發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，稱為空載特性。 即 I=0時， U=f(n)的函數(shù)關(guān)系，如圖 412所示。 從曲線可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的升高，端電壓上升較快，由他勵 轉(zhuǎn)入自勵時，即能向蓄電池進行補充充電，進一步證實了低速充電 性能好的優(yōu)點。空載特性是判斷硅整流發(fā)電機性能是否良好的重要 依據(jù)。 (3)外特性 外特性是指轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關(guān)系。 即 n=常數(shù)時， U=?(I)的曲線，如圖 413所示。 從外特性曲線可看出，隨著負載即輸出電流的增加，發(fā)電機的 端電壓會很快下降，且轉(zhuǎn)速越高，下降的斜率越大。 第二節(jié) 直流電動機 學(xué)習(xí)目標 1．了解直流電動機的基本工作原理 2．掌握汽車起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu) 3．了解汽車常用直流電動機 學(xué)習(xí)要求 應(yīng)知： 直流電動機的基本工作原理；起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)； 汽車常用直流永磁電動機應(yīng)用場合。 應(yīng)會： 起動機用直流電動機的結(jié)構(gòu)拆解 一、直流電動機的基本工作原理 直流電動機利用磁場的相互作用將電能轉(zhuǎn)化成機械能，在磁場 內(nèi)通電導(dǎo)線受到磁場力的作用而產(chǎn)生移動的傾向。如圖 414所示為 直流電動機工作原理示意圖。 直流電動機的原理如圖 414所示，在磁場中放置一個線圈，線 圈的兩點分別與兩片換向片連接，兩只電刷分別與兩片換向片接 觸，并與蓄電池的正極或負極接通。電流方向為：蓄電池正極 → 勵 磁繞組 → 正電刷 → 換向片 → 電樞繞組 → 負電刷 → 蓄電池負極。按照 電樞繞組中的電流方向，由左手定則可以確定電樞左邊受向上的作 用力，右邊受向下的作用力，整個電樞線圈受到順時針方向的轉(zhuǎn)矩 作用而轉(zhuǎn)動。當電樞轉(zhuǎn)過半周后，換向片與正負電刷接觸位置正好 換位，電樞繞組因受轉(zhuǎn)矩作用仍按順時針方向轉(zhuǎn)動。這樣在電源連 續(xù)對電動機供電時，其線圈就不停地按同一方向轉(zhuǎn)動。 實際電動機的電樞采用多匝線圈，換向片的數(shù)量也隨繞組匝數(shù) 的增多而增多。 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 M取決于磁通 Ф ，電樞電流 Ia。的乘積，可用 下式表示： M=CmФ Ia 式中， Cm是電機結(jié)構(gòu)常數(shù)。 二、直流電動機轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)過程 當電動機接入直流電源時，載流導(dǎo)體產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電樞旋 轉(zhuǎn)。而電樞旋轉(zhuǎn)時，線圈又會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向 可用右手定則來判斷。因其電動勢的方向恰與電樞線圈電流方向相 反，故稱反電動勢 ER。其大小與電機結(jié)構(gòu)常數(shù) Cm，電樞轉(zhuǎn)速 n及磁極 磁通 Ф 成正比，即 ER=CmФ n 因為反電動勢方向與電源電壓方向相反，因而在電動機工作時，其 電壓平衡方程式是 U= ERIaRa 式中， U為電源電壓， Ra是電樞電路的電阻，由此可得電樞電流為 Ia =UER/Ra 可見，當電源電壓 U和電樞電阻 Ra一定時，電樞電流將隨反電動 勢的變化而做相反的變化，促使電磁轉(zhuǎn)矩也發(fā)生變化。 三、汽車起動機用直流電動機的基本構(gòu)造 汽車起動機用直流電動機由磁極、電樞、換向器等組成，如圖 415所示，電樞繞組與勵磁繞組串聯(lián)的直流電動機又稱為串勵式直 流電動機。 1．機殼 起動機機殼的一端有 4個檢查窗口，中部只有一個電流輸入接線 柱，并在內(nèi)部與勵磁繞組的一端相連。端蓋分前、后兩個，前端蓋 由鋼板壓制而成，后端蓋由灰鑄鐵澆制而成，呈缺口杯狀。它們的 中心均壓裝著青銅石墨軸承套或鐵基含油軸承套，外圍有 2個或 4個 組裝螺孔。電刷裝在前端蓋內(nèi)，后端蓋上有撥又座，蓋口有凸緣和 安裝螺孔，還有擰緊中間軸承板的螺釘孔。 2．勵磁繞組 勵磁繞組是由繞在極靴上的線圈構(gòu)成的電磁鐵 (圖 416)。勵磁 繞組固定到起動機外殼里面 (圖 417)。用鑄鋼制造的極靴和起動機 外殼連接在一起，可增加勵磁繞組的磁場強度 (圖 418)。 當電流流過勵磁繞 組時，便建立強大的、 靜止的電磁場，磁場根 據(jù)繞組圍繞在極靴的方 向，分為 S極和 N極。勵 磁繞組的極性對調(diào)，便 產(chǎn)生相反的磁場。 勵磁繞組與電樞繞 組的接法有兩種：串聯(lián) 和既有串聯(lián)也有并聯(lián)的 復(fù)式接法 (如圖 419所 示 )， 復(fù)式接法可以在繞 組銅條截面尺寸相同的 情況下增大起動電流， 從而增大轉(zhuǎn)矩。 大多數(shù)起動機采用 4個勵磁繞組。功率大于 kw的起動機有 采用 6個勵磁繞組的。 3．電樞 電樞由若干薄的、外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵心和電樞繞組組 成。鐵心的疊片結(jié)構(gòu)可以減小渦流電流。電樞繞組安裝在疊片外徑 邊緣的槽內(nèi)，繞組線匝分別接到換向器銅片，電樞安裝在電樞軸 上。圖 420所示為電樞總成。 電樞繞組有兩種繞法：疊繞法和波繞法。疊繞法，繞組的兩端 線頭分別接相鄰的兩個換向器銅片 (如圖 421所示 )。此種繞法，在 一對正負電刷之間的導(dǎo)線電流方向一致。波繞法，繞組一端線頭接 的換向器銅片與另一端線頭接的換向器銅片相隔 900或 1800（如圖 4 22所示）。此種繞法，電樞轉(zhuǎn)到某一位置時，因為某些繞組兩端線 頭接到同極性電刷上，會造成一些繞組沒有電流。由于波繞法的繞 組電阻較低，所以常用。 4．換向器及電刷 換向器由許多換向片組成，換向片的內(nèi)側(cè)制成燕尾形，嵌裝在 軸套上，其外圓車成圓形。換向片與換向片之間均用云母絕緣。電 刷架一般為框式結(jié)構(gòu)，其中正極刷架與端蓋絕緣安裝，負極刷架直 接搭鐵。刷架上裝有彈性較好的盤形彈簧。電刷由銅粉與石墨粉壓 制而成，呈棕紅色，裝在端蓋上的電刷架中，通過電刷彈簧保持與 換向片之間具有適當?shù)膲毫?。電刷與刷架的組合如