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第9章启动系统.ppt


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(1)直流电机的转矩
直流电动机是将直流电能转变为机械能并产生机械转矩的动力设备。它是根据带电导体在磁场中受到电磁力作用这一理论为基础而制成的。
由电磁理论可知,将直导体置于磁场中,使其通过一定方向的电流时,直导体就会受到定向电磁力作用而运动,目运动方向与导体中电流方向和磁场方向有一定关系,可用左手定则判断,如图9-15所示。
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如果将直导线做成一个线匝,并通上直流电时,则线匝两边在磁场中受到大小相等方向相反的电磁力偶作用而转动,形成电磁转矩,其方向仍按左手定则判断。
根据通电线匝在磁场中将产生电磁转矩的理论,就可以制成实用的直流电动机。其工作原理如图9-16所示。
将电动机的电刷与直流电源相接后,电流由正电刷流入,由负电刷流出。此时绕组中的电流方向如图9-16所示,根据左手定则,此时转矩方向为逆时针。当电枢转过半周时,正电刷接触换向片时,负电刷接触的是另一换向片,绕组中的电流方向虽改变,但因在N极和S极下导线中的电流方向仍保持不变,故电磁转矩方向也不改变,使电枢仍按原来的逆时针方向继续转动。
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由于一个线圈所产生的转矩太小,目转速不稳定,因此实际上,电动机的电枢上绕有很多线圈,换向片数也随线圈的增多而相应增加。
当直流电动机接上直流电源时,由于载流导体在磁场中受到电磁力的作用,产生电磁转矩使电枢旋转。
由安培定律可知,作用在电枢上每根导线上的平均电磁力F为
设电动机中有2P个磁极(P为磁极对数),每个磁极的磁通为φ,电枢的直径为D,则每一磁极下的电枢表面积为πDL/2P。每一磁极下的平均磁感应强度则有
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导体内的电流I为
将式(9-2)、式(9-3)代入式(9-1),则得作用在电枢上每根导线的平均电磁力F
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作用在电枢上的电磁转矩为
(2)直流电动机转矩自动调节原理
直流电动机接入直流电源后,产生电磁转矩,使电枢旋转,但是,当电枢旋转时,由于电枢绕组又切割磁力线,则其中又产生了感应电动势,其方向按右手定则判断,恰与电枢电流方向相反,故称为反电动势。其大小为
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这样外加于电枢上的电压,一部分消耗在电枢电阻上,另一部分则和来平衡电动机的反电动势。即
公式(9-8)是电动机运转时,必须满足的一个基本条件,称为电压平衡方程式。
由式(9-8)可知电枢电流I为:
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(1)滚柱式离合器的工作原理
滚柱式离合器的外壳与十字块之间的间隙为宽窄不同的楔形槽。这种离合器就是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现离合的。
发动机启动时,拨义动作,经拨环将离合器沿花键推出,驱动齿轮啮入发动机飞轮齿环。
此时电枢转动,十字块随电枢一起旋转,滚柱流入楔形槽窄的一侧而卡往,从而传递转矩,驱动曲轴旋转,如图9-17(a)所示。
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发动机启动后,飞轮齿环的转速高于驱动齿轮,滚柱流入楔形槽宽的一侧而打滑。如图9-17(b)所示。这样转矩就不能从驱动齿轮传给电枢,从而防止了电枢超速飞散的危险。
启动完毕,则由拨义回位弹簧作用,经拨环使离合器退回,驱动齿轮完全脱离飞轮齿环。
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(2)弹簧式离合器的工作原理
启动发动机时,由于拨义推动拨环使驱动小齿轮啮入飞轮齿环,启动机转轴只带动花键套简即主动套简旋转,使钮力弹簧顺向扭紧并箍死两个套简,于是就能传递扭矩。
发动机启动后,由于飞轮带着驱动齿轮的转速高于启动机轴,将钮力弹簧作反向放松,使驱动齿轮套简与主动套简松脱而打滑,从而防止了超速运转“飞散”的危险。
这种离合器具有结构简单、工艺简化、寿命长、成本低等优点,但因钮力弹簧所需圈数多,轴向尺寸较长,故适用于启动柴油机所需的大功率启动机,而不适宜在小型机上采用。
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  • 时间2022-12-01