TSH113I直流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu),飛機(jī)上使用的發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)上彼此可能稍有不同,因?yàn)樗鼈兪怯刹煌膹S家制造的。但是所有的發(fā)電機(jī)都具有相同的結(jié)構(gòu),并且工作情況基本相似。直流發(fā)電機(jī)主要由磁軛(框架)、勵(lì)磁線圈、極心、極掌、電樞、磁軛.

磁軛是直流發(fā)電機(jī)的框架,它通常由鑄鋼(淬火鋼)制成。磁軛有兩個(gè)功用:第一,在兩個(gè)磁極之間形成完整的磁路;第二,對(duì)發(fā)電機(jī)的其他部件起機(jī)械支撐作用,并為磁力線提供必要的氣隙空間。在圖4.2-2(a)中以橫剖視圖畫出了一個(gè)兩磁極發(fā)電機(jī)的磁軛,在圖4.2-2(f)中畫出了四磁極發(fā)電機(jī)的磁軛剖視圖,勵(lì)磁繞組.

勵(lì)磁繞組用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的N極和S極。通電后的勵(lì)磁繞組形成電磁鐵,在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生磁力線。勵(lì)磁繞組從外部直流電源獲取電流。一旦勵(lì)磁線圈被激勵(lì),在磁軛、極心、極掌、氣隙和電樞鐵心中將產(chǎn)生磁力線。勵(lì)磁繞組如圖4.2-2(b)所示。

極心與極掌,極心上放置勵(lì)磁繞組。極掌使電機(jī)內(nèi)氣隙中磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布最為合適,并擋住勵(lì)磁繞組。在勵(lì)磁繞組和極心、極掌之間沒有電的聯(lián)系。如圖4.2-2(b)所示。

大部分勵(lì)磁繞組的接線方式是使各個(gè)極心產(chǎn)生交錯(cuò)排列的極性。在磁場(chǎng)中,每一個(gè)S極都對(duì)應(yīng)一個(gè)N極,所以在任何―臺(tái)發(fā)電機(jī)中極心總是偶數(shù)電樞.

電樞是電機(jī)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部件。電樞繞組繞在鐵心上,鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上,并在勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)。電樞鐵心和磁軛的作用一樣,用以構(gòu)成磁路。電樞有兩種基本形式:環(huán)形電樞和鼓形電樞。環(huán)形電樞很少使用,目前大部分發(fā)電機(jī)使用的是鼓形電樞。如圖4.2-2(c)所示。

鼓形電樞的線圈放在電樞鐵心的槽中,鐵心和線圈之間沒有電氣聯(lián)接,通過(guò)開槽的方法增加電樞的機(jī)械強(qiáng)度。各個(gè)線圈的首末端被引出接到整流子相對(duì)應(yīng)的整流片上換向器.

換向器由大量的楔形銅片組成,它呈圓筒形。用“Ⅴ”環(huán)將這些楔形銅片固定在一起。如圖4.2-2(d)所示。楔形銅片之間用云母片隔開,因?yàn)殡娝⑽挥趽Q向器的外表面,為了使電刷與楔形片的接觸良好,少產(chǎn)生火花和降低噪音,云母片一般稍低于換向器表面。為了防止楔形片之間產(chǎn)生火花,規(guī)定片之間的電壓不得超過(guò)15V,電刷與電刷架.

電刷位于發(fā)電機(jī)換向器的末端,它將電流從換向器傳送到外電路。電刷通常用碳和石墨的化合物制成。低壓電機(jī)的電刷由石墨和金屬粉末混合而成。這種合成材料能使換向器和電刷之間產(chǎn)生很小的摩擦,可以防止過(guò)度磨損,使電刷具有較長(zhǎng)的壽命。電刷由彈簧壓在換向片上,保證兩者接觸良好。電刷和電刷架用銅線聯(lián)接起來(lái),以此來(lái)保證電刷和電刷架之間為低阻通路工作原理.也就理解了發(fā)電機(jī)的工作原理。因此,我們將從最簡(jiǎn)單的電樞繞組開始討論。

單線圈電樞,最簡(jiǎn)單的發(fā)電機(jī)就是一個(gè)單線圈在磁場(chǎng)中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),由于線圈切割磁力線,在導(dǎo)體中就要產(chǎn)生感生電壓,其大小取決于磁場(chǎng)的強(qiáng)度和線圈旋轉(zhuǎn)的速度。為了將線圈中產(chǎn)生的感生電壓引出到外電路上,就必須采用某種措施,把線圈與外電路聯(lián)接起來(lái)。其聯(lián)接方式是:把電樞線圈的頭尾斷開,將其兩端分別與換向器相連,再將兩個(gè)電刷壓在換向器上,用電刷與外電路相連。這樣就得到了一個(gè)最簡(jiǎn)單的直流發(fā)電機(jī)。如圖4.2-3所示。電樞線圈黑色的一側(cè)與黑換向片相連,線圈白色的一側(cè)與白換向片相連,這兩個(gè)換向片彼此絕緣。兩個(gè)不動(dòng)的電刷被放在換向器的兩側(cè),彼此相對(duì),當(dāng)換向器與電樞線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),每一個(gè)電刷只與換向器的一片相接觸。這樣,從電刷輸出到外電路的電流就變成直流了。

圖4.2-3 具有換向器的單線圈發(fā)電機(jī)

磁極飛在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的線圈在各種位置所產(chǎn)生的直流電壓的情況分析如下:在位置(a)時(shí),線圈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),但線圈兩邊不切割磁力線,因而也不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。圖中表明黑色電刷正開始與黑色換向片接觸,而白色電刷正與白色換向片接觸。在位置(b)時(shí),線圈切割磁力線的根數(shù)最多(即磁通的變化率最大),因而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。這時(shí),白色的電刷正與白色換向片接觸,儀表指針向右偏轉(zhuǎn),指示出輸出電壓的極性。

在位置(c)時(shí),線圈剛好轉(zhuǎn)過(guò)180°,線圈不切割磁力線,輸出電壓再次為零。此時(shí),應(yīng)該注意電刷與換向器兩個(gè)片的接觸情況:在180°角的位置時(shí),黑色電刷正與換向器一側(cè)的黑、白兩片同時(shí)接觸,而白色電刷正與換向器另一側(cè)的黑、白兩片同時(shí)接觸。在線圈稍稍滑環(huán).

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