TSH113I直流發電機的結構,飛機上使用的發電機在設計上彼此可能稍有不同,因為它們是由不同的廠家制造的。但是所有的發電機都具有相同的結構,并且工作情況基本相似。直流發電機主要由磁軛(框架)、勵磁線圈、極心、極掌、電樞、磁軛.

磁軛是直流發電機的框架,它通常由鑄鋼(淬火鋼)制成。磁軛有兩個功用:第一,在兩個磁極之間形成完整的磁路;第二,對發電機的其他部件起機械支撐作用,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兩磁極發電機的磁軛,在圖4.2-2(f)中畫出了四磁極發電機的磁軛剖視圖,勵磁繞組.

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

極心與極掌,極心上放置勵磁繞組。極掌使電機內氣隙中磁場強度的分布最為合適,并擋住勵磁繞組。在勵磁繞組和極心、極掌之間沒有電的聯系。如圖4.2-2(b)所示。

大部分勵磁繞組的接線方式是使各個極心產生交錯排列的極性。在磁場中,每一個S極都對應一個N極,所以在任何―臺發電機中極心總是偶數電樞.

電樞是電機中產生感應電動勢的部件。電樞繞組繞在鐵心上,鐵心裝在轉軸上,并在勵磁繞組產生的磁場中旋轉。電樞鐵心和磁軛的作用一樣,用以構成磁路。電樞有兩種基本形式:環形電樞和鼓形電樞。環形電樞很少使用,目前大部分發電機使用的是鼓形電樞。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接,通過開槽的方法增加電樞的機械強度。各個線圈的首末端被引出接到整流子相對應的整流片上換向器.

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,因為電刷位于換向器的外表面,為了使電刷與楔形片的接觸良好,少產生火花和降低噪音,云母片一般稍低于換向器表面。為了防止楔形片之間產生火花,規定片之間的電壓不得超過15V,電刷與電刷架.

電刷位于發電機換向器的末端,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生很小的摩擦,可以防止過度磨損,使電刷具有較長的壽命。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接起來,以此來保證電刷和電刷架之間為低阻通路工作原理.也就理解了發電機的工作原理。因此,我們將從最簡單的電樞繞組開始討論。

單線圈電樞,最簡單的發電機就是一個單線圈在磁場中作旋轉運動,由于線圈切割磁力線,在導體中就要產生感生電壓,其大小取決于磁場的強度和線圈旋轉的速度。為了將線圈中產生的感生電壓引出到外電路上,就必須采用某種措施,把線圈與外電路聯接起來。其聯接方式是: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。這樣就得到了一個最簡單的直流發電機。如圖4.2-3所示。電樞線圈黑色的一側與黑換向片相連,線圈白色的一側與白換向片相連,這兩個換向片彼此絕緣。兩個不動的電刷被放在換向器的兩側,彼此相對,當換向器與電樞線圈一起轉動時,每一個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電機

磁極飛在磁場中旋轉的線圈在各種位置所產生的直流電壓的情況分析如下:在位置(a)時,線圈順時針方向旋轉,但線圈兩邊不切割磁力線,因而也不產生電動勢。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,線圈切割磁力線的根數最多(即磁通的變化率最大),因而感應電動勢最大。這時,白色的電刷正與白色換向片接觸,儀表指針向右偏轉,指示出輸出電壓的極性。

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

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