TSH113I直流发电机的结构,飞机上使用的发电机在设计上彼此可能稍有不同,因为它们是由不同的厂家制造的。但是所有的发电机都具有相同的结构,并且工作情况基本相似。直流发电机主要由磁轭(框架)、励磁线圈、极心、极掌、电枢、磁轭.

磁轭是直流发电机的框架,它通常由铸钢(淬火钢)制成。磁轭有两个功用:第一,在两个磁极之间形成完整的磁路;第二,对发电机的其他部件起机械支撑作用,并为磁力线提供必要的气隙空间。在图4.2-2(a)中以横剖视图画出了一个两磁极发电机的磁轭,在图4.2-2(f)中画出了四磁极发电机的磁轭剖视图,励磁绕组.

励磁绕组用于产生磁场的N极和S极。通电后的励磁绕组形成电磁铁,在发电机内产生磁力线。励磁绕组从外部直流电源获取电流。一旦励磁线圈被激励,在磁轭、极心、极掌、气隙和电枢铁心中将产生磁力线。励磁绕组如图4.2-2(b)所示。

极心与极掌,极心上放置励磁绕组。极掌使电机内气隙中磁场强度的分布最为合适,并挡住励磁绕组。在励磁绕组和极心、极掌之间没有电的联系。如图4.2-2(b)所示。

大部分励磁绕组的接线方式是使各个极心产生交错排列的极性。在磁场中,每一个S极都对应一个N极,所以在任何―台发电机中极心总是偶数电枢.

电枢是电机中产生感应电动势的部件。电枢绕组绕在铁心上,铁心装在转轴上,并在励磁绕组产生的磁场中旋转。电枢铁心和磁轭的作用一样,用以构成磁路。电枢有两种基本形式:环形电枢和鼓形电枢。环形电枢很少使用,目前大部分发电机使用的是鼓形电枢。如图4.2-2(c)所示。

鼓形电枢的线圈放在电枢铁心的槽中,铁心和线圈之间没有电气联接,通过开槽的方法增加电枢的机械强度。各个线圈的首末端被引出接到整流子相对应的整流片上换向器.

换向器由大量的楔形铜片组成,它呈圆筒形。用“Ⅴ”环将这些楔形铜片固定在一起。如图4.2-2(d)所示。楔形铜片之间用云母片隔开,因为电刷位于换向器的外表面,为了使电刷与楔形片的接触良好,少产生火花和降低噪音,云母片一般稍低于换向器表面。为了防止楔形片之间产生火花,规定片之间的电压不得超过15V,电刷与电刷架.

电刷位于发电机换向器的末端,它将电流从换向器传送到外电路。电刷通常用碳和石墨的化合物制成。低压电机的电刷由石墨和金属粉末混合而成。这种合成材料能使换向器和电刷之间产生很小的摩擦,可以防止过度磨损,使电刷具有较长的寿命。电刷由弹簧压在换向片上,保证两者接触良好。电刷和电刷架用铜线联接起来,以此来保证电刷和电刷架之间为低阻通路工作原理.也就理解了发电机的工作原理。因此,我们将从最简单的电枢绕组开始讨论。

单线圈电枢,最简单的发电机就是一个单线圈在磁场中作旋转运动,由于线圈切割磁力线,在导体中就要产生感生电压,其大小取决于磁场的强度和线圈旋转的速度。为了将线圈中产生的感生电压引出到外电路上,就必须采用某种措施,把线圈与外电路联接起来。其联接方式是:把电枢线圈的头尾断开,将其两端分别与换向器相连,再将两个电刷压在换向器上,用电刷与外电路相连。这样就得到了一个最简单的直流发电机。如图4.2-3所示。电枢线圈黑色的一侧与黑换向片相连,线圈白色的一侧与白换向片相连,这两个换向片彼此绝缘。两个不动的电刷被放在换向器的两侧,彼此相对,当换向器与电枢线圈一起转动时,每一个电刷只与换向器的一片相接触。这样,从电刷输出到外电路的电流就变成直流了。

图4.2-3 具有换向器的单线圈发电机

磁极飞在磁场中旋转的线圈在各种位置所产生的直流电压的情况分析如下:在位置(a)时,线圈顺时针方向旋转,但线圈两边不切割磁力线,因而也不产生电动势。图中表明黑色电刷正开始与黑色换向片接触,而白色电刷正与白色换向片接触。在位置(b)时,线圈切割磁力线的根数最多(即磁通的变化率最大),因而感应电动势最大。这时,白色的电刷正与白色换向片接触,仪表指针向右偏转,指示出输出电压的极性。

在位置(c)时,线圈刚好转过180°,线圈不切割磁力线,输出电压再次为零。此时,应该注意电刷与换向器两个片的接触情况:在180°角的位置时,黑色电刷正与换向器一侧的黑、白两片同时接触,而白色电刷正与换向器另一侧的黑、白两片同时接触。在线圈稍稍滑环.

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