【正文】 于是蓄電池的大電流流經(jīng)起動(dòng)機(jī)的電樞和磁場(chǎng)繞組，產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)機(jī)正常起動(dòng) ， 帶 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)，松開(kāi)起動(dòng)開(kāi)關(guān)的瞬間， 保持線圈中的電流只能經(jīng)吸引線圈構(gòu)成回路。由上可見(jiàn)，減速型起動(dòng)機(jī)通過(guò)在電樞軸與傳動(dòng)軸之間增設(shè)一級(jí)減速機(jī)構(gòu)，使得電機(jī)在同等輸出功率的情況下可以將電樞轉(zhuǎn)速提高，將轉(zhuǎn)矩減小。起動(dòng)機(jī)可以被設(shè)計(jì)得精致而緊湊，同時(shí)還能使蓄電池的負(fù)擔(dān)減輕。 起動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成 ： ① 定子俗稱(chēng)“ 磁極 ” ，作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，分勵(lì)磁式和永磁式兩類(lèi)。 ② 轉(zhuǎn)子俗稱(chēng)“ 電樞 ” ，由 電樞軸、鐵心、電樞繞組和換向器等組成。③ 換向器由鋼片和云母疊壓而成，壓裝于電樞軸前端，鋼片間絕緣，銅片與軸之間也絕緣， 換向片與線頭采用錫焊連接。 ⑤ 驅(qū)動(dòng)端蓋上有撥叉座和驅(qū)動(dòng)齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉的軸銷(xiāo)孔。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件是單向離合器，它的作用是單方向傳遞轉(zhuǎn)矩。 5 控制裝置 控制裝置主要有啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、電磁開(kāi)關(guān)等組成。 電磁開(kāi)關(guān)，顧名思義就是用電磁鐵控制的開(kāi)關(guān)，也就是 電磁鐵 與開(kāi)關(guān)的結(jié)合體。電磁開(kāi)關(guān)在各行業(yè)有廣泛的應(yīng)用， 如果沒(méi)有特別說(shuō)明，電磁開(kāi)關(guān)是指汽車(chē)起動(dòng)機(jī)上的控制開(kāi)關(guān)， 其工作原理是 線圈通電后產(chǎn)生電磁吸力，使活動(dòng)鐵芯移動(dòng) ， 從而一方面拉動(dòng)傳動(dòng)嚙合機(jī)構(gòu)使起動(dòng)機(jī)小齒輪前移與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈嚙合，另一方面推動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接通，使直流電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。減速齒輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪接合而啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，采用單向 驅(qū)動(dòng)方式 。 6 3 起動(dòng)機(jī)的工作特性和激勵(lì)方式 起動(dòng)機(jī)的工作特性 ， 就是指起動(dòng)機(jī)在不同負(fù)載下運(yùn)行時(shí) ,起動(dòng)機(jī)的端電壓 U、電樞電流 I、起動(dòng)轉(zhuǎn)速 n和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 M對(duì)輸出功率 P的關(guān)系 ,這種關(guān)系通常用曲線來(lái)表示。通電的線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的線圈切割磁力線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（發(fā)電動(dòng)勢(shì)），電動(dòng)勢(shì)的方向和線圈電流方向相反，電動(dòng)勢(shì)的大小為： n Ce??反E （ ） 其中， Ce—— 電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)； φ —— 磁極磁通； n—— 電樞轉(zhuǎn)速。 可見(jiàn)，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)能通過(guò)轉(zhuǎn)速、電流和轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)變化來(lái)滿(mǎn)足負(fù)載的需要，使之能在新的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作。 起動(dòng)機(jī)的工作特性包括 ① 機(jī)械特性 —— 電樞轉(zhuǎn)速與電流的關(guān)系 : ??? ? CeRIUn b /)( （ ） 7 并勵(lì)式電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n與電樞電流 Ia 的關(guān)系式為 ： ??? Ce RIUn aab （ ） 電樞電阻很小，當(dāng)電樞電流增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降并不大，具有硬的機(jī)械特性。因此，電樞轉(zhuǎn)速 n隨 Is(M)的增大下降較快，故具有較軟的機(jī)械特性，見(jiàn)下圖。重載轉(zhuǎn)速低，可以保證電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)（重載）不會(huì)超出限定值而燒毀，使起動(dòng)安全可靠。但由于其輕載或空載時(shí)轉(zhuǎn)速很高，容易造 成“飛散”事故，故對(duì)于功率較大的串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，不允許在輕載或空載下運(yùn)行。 由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性 可知，只有在磁場(chǎng)飽和后，串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩才與電樞電流成正比。 由電樞電流 aeba R/nCUI ）（ ?? 得，在起動(dòng)瞬間，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力矩很大。 圖 轉(zhuǎn)矩特性 ③ 功率特性 —— 功率與電流的關(guān)系 IRIEP d ）（反 ???? bEI 起動(dòng)機(jī)功率由電動(dòng)機(jī)電樞轉(zhuǎn)矩 M和電樞的轉(zhuǎn)速 n來(lái)確定，即 : 9550MnP? （ ） 由轉(zhuǎn)矩特性、機(jī)械特性及上式可得到起動(dòng)機(jī)特性曲線，見(jiàn)下圖： 圖 起動(dòng)機(jī)特性曲線 I M 串激 并激 I n P M P M n 9 在完全制動(dòng)狀態(tài)（ n＝ 0）和空載（ M＝ 0）時(shí)，起動(dòng)機(jī)的功率等于零；電樞電流接近制動(dòng)電流的一半時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率最大。 起動(dòng)機(jī)功率必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)能夠迅速可靠地起動(dòng)。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所必須的功率，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最低 起動(dòng)轉(zhuǎn)速和起動(dòng)阻力 矩 ，即 ： 9550p nM? （ ） 式中， MQ—— 發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩，單位為 N 發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力短是指在最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力 矩 。而影響上述三種阻力短的因素主要有潤(rùn)滑油粘度、氣缸的工作容積、壓縮比、缸數(shù)、轉(zhuǎn)速、溫度及附件數(shù)等。 在實(shí)際使用中，影響起動(dòng)機(jī)功率的因素較多，必須對(duì)起動(dòng)機(jī)進(jìn)行正確保養(yǎng)。電劇與換向器接觸不良、電刷彈簧張力減弱以及導(dǎo)線與蓄電池接線柱連接不牢，都會(huì)使電阻增加；導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)以及導(dǎo)線截面積過(guò)小也會(huì)造成較大的電壓降。②蓄電池容量的影響。③溫度的影響。 10 4 直流電動(dòng)機(jī) 定子、轉(zhuǎn)子 設(shè)計(jì) 直流電 動(dòng) 機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能 的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)概述 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由 定子和轉(zhuǎn)子 兩大部分組成，其間有一定的氣隙。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱(chēng)為 轉(zhuǎn)子 ，其主要作用是產(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩 和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 。勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵心上。未經(jīng)磁化的鐵磁材料中，各磁疇自發(fā)磁化的取向是雜亂的，磁矩相互抵消，整個(gè)材料不顯示磁性。為使電動(dòng)機(jī)磁通能按設(shè)計(jì)要求分布，將鐵心制成 瓦片狀 ，并用埋頭螺釘緊固在機(jī)殼上。勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)，故稱(chēng)串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)。 圖 勵(lì)磁繞組線圈簡(jiǎn)化圖 當(dāng)定子線圈通入直流電后，線圈將產(chǎn)生 磁場(chǎng) ， 定子一般由四個(gè)定子線圈組成，而它們的連接方式串聯(lián)，且由于電流的相對(duì)方向相反，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也相反 ，所以定子線圈將產(chǎn)生 N、 S、 N、 S或 S、 N、 S、 N的固定磁場(chǎng)。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。由換向片 12 構(gòu)成的整體稱(chēng)為換向器，換向器固定在轉(zhuǎn)軸上。 圖 直流電機(jī)模型 如果將直流電壓直接加到線圈 AX 上，導(dǎo)體中的就有電流通過(guò)。然而在直流電動(dòng)機(jī)中，電流并非直接接入線圈，而是通過(guò)電刷 1B 和 2B 和換向器接入線圈，這樣情況就不同了。故當(dāng)導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)而交替地處于 N極和 S極下時(shí)，導(dǎo)體中的電流將隨所處磁極極性的改變而同時(shí)改變其方向，從而使電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終保持不變，并使電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。 從 電刷端點(diǎn)看，此時(shí)電樞繞組形成兩條并聯(lián)支路，每條支路由三 個(gè)線圈串聯(lián)而成，電刷 1B 、 2B 上的電動(dòng)勢(shì)為 三 個(gè)線圈電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之和。機(jī)座 的作用有兩個(gè)：一是用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋，并起整個(gè)電機(jī)的支撐和固定 作用；二是機(jī)座本身也是 磁路 的一部分，借以構(gòu)成磁極之間磁的通路， 磁通 通過(guò)的部分稱(chēng)為磁軛。 電刷裝置 電刷裝置是用來(lái)引入或引出直流電壓和 直流電流 的。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣。 轉(zhuǎn)子 （電樞總成） 起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子又名電樞， 電樞是直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，包括電樞軸、換向器、電樞鐵心、電樞繞組等部分。對(duì)于發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，它是產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的部件 。 元件數(shù) S，換向片數(shù) K，槽數(shù) Z，虛槽 Zu ； 它們的關(guān)系為： uZZKS ??? （ ） 圖 單 、雙匝元件 電樞繞組雖然有不同類(lèi)型，但在結(jié)構(gòu)上有其共同的特點(diǎn)：它們都是由結(jié)構(gòu)形狀相同的繞組元件 (簡(jiǎn)稱(chēng)元件 )按一定的規(guī)律聯(lián)結(jié)而成 。 元件可分為單匝元件和多匝元件，前者的元件邊只有一根導(dǎo)體，后者元件邊則有多根導(dǎo)體串聯(lián)繞制而成，元件匝數(shù)以 N表示 。第一節(jié)矩的大小通常用所的虛槽數(shù)計(jì)算。為單匝元件 元件邊 雙匝元件 元件邊 3 1 2 Y1 Y Y2 1 2 15 得到較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩， y1 最好等于或者接近于一個(gè)極距，即 ： 整數(shù)??? ?pZy u21 （ ） ε為使 y1 湊成整數(shù)的一個(gè)小數(shù)。 2．第二節(jié)距 y2 y2 為元件的下層邊與其相聯(lián)結(jié)的元件上層邊之間的距離，以虛槽數(shù)計(jì)。第二節(jié)距用 y2表示，也用虛槽數(shù)計(jì)算。換向器節(jié)距用 yk 表示，其大小用 換向片數(shù)計(jì)算．由于元件數(shù)等于換向片數(shù)，每連接一個(gè)元件時(shí)，元件邊在電樞表面前進(jìn)的距離，應(yīng)當(dāng)?shù)扔谄涑鼍€端在換向器表面所前進(jìn)的距離，所以換向器節(jié)距應(yīng)當(dāng)?shù)扔诤铣晒?jié)距，即 ： y?ky （ ） 規(guī)定 0yk? 為右行繞組， 0yk? 為左行繞組，左行繞組每一個(gè)元件接到換向片上的兩根端接線要相互交又，亦較長(zhǎng) (用銅較多 )，故較少采用。每繞一個(gè)元件便在電樞表面移過(guò)一個(gè)虛槽的疊繞組稱(chēng)為單疊繞組 1??? kyy 。 16 圖 單疊繞組元件的聯(lián)接情況 每一個(gè)元件有兩個(gè)放在槽中切割磁力線、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 有效邊，稱(chēng)為元件邊。與換向片相聯(lián)的一端為前端接，另一端叫后端接。 U＝ 2，即一個(gè)實(shí)槽包含兩個(gè)虛槽的情況。因?yàn)槊恳粋€(gè)元件有兩個(gè)元件邊，而每一片換向片同時(shí) 接有一個(gè)上元件邊和一個(gè)下元件邊，所以元件數(shù)S一定與換向片數(shù) K 相等；又由于每一個(gè)虛槽亦包含上、下層兩個(gè)元件邊，即虛槽數(shù)也與元件數(shù)相等，故有 ： KSZu ?? （ ） 1 2 Y1 Y Y2 5 Yk=1 Yk=+1 （ b）左行繞組 （ a）右行繞組 Y1 1 5 Y Y2 17 繞組聯(lián)接 如下 圖 ： 圖 繞組聯(lián)接示意圖 圖 中每根實(shí)斜線所連接的兩個(gè)元件邊構(gòu)成一個(gè)元件。從表可見(jiàn)，從第 1 元件出發(fā)，繞完 Zu 個(gè)元件后 ，又回到第 1 元件而形成閉合回路。 圖 單疊繞組的展開(kāi)圖 繞組展開(kāi)圖如圖所示，它 是假設(shè)把電樞從某一齒中心沿軸向切開(kāi)并展開(kāi)成一帶狀平面。 圖 中畫(huà)的磁極是在繞組的上面，因此 N極的磁力線指向紙面， S極的磁力線從1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5* 6* 7* 8* 9* 10* 11* 12* 13* 14* 15* 16* 1* 2* 3* 4* 下元件邊 上元件邊 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10