第二章 航空电机.

当负载电流I发生变化时，通过调节If来使端电压保持不变。
b) 速率调节特性： I=Cont. →If=f(n)
• •
Chap 2
第四节
直流电动机
课堂重点
一、直流电动机的特性
二、直流电动机的起动和调速
三、直流电动机的反转和制动
习题
一、直流电动机的运行特性
（一）转速特性——U不变时，n=f(Ia)
U=Ea+IaRa， Ea=Ceφn
I
导体ab处于N极下方时
2. 直流电机结构及工作原理
三、直流发电机的工作原理
c 当原动机驱动电机转子逆时针旋转 180度后，如左图。
d
a
b
导体ab在S极下，a点低电 位，b点高电位；导体cd在N极 下，c点低电位，d点高电位； 电刷A极性仍为正，电刷B极 性仍为负。 可见，和电刷A接触的导 体总是位于N极下，和电刷B 接触的导体总是位于S极下，
If I
Ia
Ea
自励过程
•电机的主磁极通常总有剩磁存在。 •原动机拖动转子旋转，电枢绕组切割剩磁场φr，产生一个 不大的剩磁感应电势Er。 •这一电势加到励磁绕组将产生一个不大的励磁电流If。 •该励磁电流产生的磁势φ1如果和剩磁φr同方向，将相互加 强，会建立起稳定电压。 •该励磁电流产生的磁势φ1如果和剩磁φr反方向，将相互减 弱，无法建立稳定电压。
2. 直流电机结构及工作原理
五、直流电机的换向
• 换向：旋转的电枢绕组元件从一条支路经 电刷短路，而进入另一条支路，元件里电流 改变方向的过程，称直流电机的换向问题。
•换向动画演示：
• 换向不良时带来的危害：
换向不良将在电刷、换向片之间产生火花，火 花大到一定程度时，可能损坏电刷和换向器表面。
2. 直流电机结构及工作原理
航空电机电子教案
第一节 概述 第二节 直流电机的基本结构和工作原理 第三节 直流发电机
第四节 直流电动机
第五节 三相异步电动机 第六节 两相和单相异步电动机 第七节 飞机同步发电机
航空电机电子教案
第一节
概 述
课堂重点
一、航空电机的分类
二、航空电机的工作条件
三、航空电机的主要特点
习题
（一）普通电机的分类
I
导体ab处于N极下方时
2. 直流电机结构及工作原理
四、直流电动机的工作原理
c 当原动机驱动电机转子逆时针旋转 180度后，如左图。
d
a
b
导体ab在S极下，a点低电 位，b点高电位；导体cd在N极 下，c点低电位，d点高电位； 电刷A极性仍为正，电刷B极 性仍为负。 可见，和电刷A接触的导 体总是位于N极下，和电刷B 接触的导体总是位于S极下，
二、直流电机的基本结构
•电刷装置 电刷是电枢电路的引出 （或引入）装置，由电 刷、刷握、刷杆和连线 等部分组成。当电枢旋 转时，电刷与换向器表 面形成滑动接触。 图5 电刷结构图
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
电枢铁芯： 电机主磁路的一部分。通常采 用0.5mm厚的低碳硅钢片冲压 叠装而成。 电枢绕组： 由一定数目的电枢线圈按 一定的规律连接组成。
导体cd处于N极下方时
2. 直流电机结构及工作原理
三、直流发电机的工作原理
因此电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的， 在电刷A、B两端可获得直流电动势。
实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。 线圈分布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律 连接起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、 S极交替旋转多对。 电枢电势 Ea=Ceφn 工作原理动画演示
U0
他励
并励
0
I
直流发电机的外特性
3. 调节特性
a) 负载调节特性：U=Cont. →If=f(I)
• • 并励：当I增大，则U下降，此时，若提高If ，则Ea增大， U增大，从而使U保持不变。故I↑，If↑ I不变，当n变化时，通过调节If来使端电压保持不变。 并励：当n增大，则U增大，此时，若减小If ，则Ea减小， U减小，从而使U保持不变。故n↑，If↓
Chap 2
第三节
直流发电机
课堂重点
一、直流电机的励磁方式
二、直流发电机的稳态运行方程式
三、并励直流发电机的自励 四、直流发电机的运行特性
习题
直流电机的励磁方式（励磁绕组的接线方式）
他励 自励——串励、并励、复励
接线图
他励
并励
串励
（一）发电机的电势平衡式
M1 n M0 M
1. 发电机——Ea、Ia同向 Ea=IaRa+U 2. 电动机——Ea、Ia反向 转子导体在磁场中受力产生转矩， 转子旋转，产生电势Ea，与电枢 电流Ia反向，故又称反电势。 U=IaRa+ Ea （2） （1）
2. 直流电机结构及工作原理
三、直流发电机的工作原理
直流发电机是将机械能转变成 电能的旋转机械。 当原动机驱动电机转子逆 时针旋转时同，线圈abcd将感 应电动势。 如右图，导体ab在N极下方： a点高电位，b点低电位；导体 cd在S极下，c点高电位，d点 低电位；电刷A极性为正，电 刷B极性为负。
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
换向器：
在直流发电机中，换向 器起整流作用；在直流 电动机中，起逆变作用。 通过连接片与电枢线圈 相连。
2. 直流电机结构及工作原理
三、直流发电机的工作原理
上图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极， abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁 圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接 到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子 线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的 电刷进行的。
PM
EaIa
(6)
（四）发电机的效率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱP2 P 1
由式（3）~（6）得 P1=P2+Pcua+P0=P2+ΣP, ΣP= Pcua+P0
P2 P2 P P2 P 1
P 1 P2 P
自励：
励磁绕组并接于电枢绕组两端，由发电机 本身端电压提供励磁，而发电机似的端电 压又必须在有了励磁电流后才能产生，所 以，并励发电机由初始的U=0到正常运行 时的U，有一个自己建立电压的过程（自 励）
二、航空电机的工作条件
航空电机工作环境的特殊性，决定了航空电机 在结构、性能上有别于地面电机。
1. 环境温度 -55~60℃ 2. 大气压力 H↑，P↓ 3. 湿度 在高温、高湿作用下，对电机的 电气性能和机械性能影响很大 4. 大气成分 5. 机械过载——高速旋转、冲击载荷
三、航空电机的主要特点
2. 外特性——If=Ife. n=ne →U=f(I)
• 他励： I↑U↓ U=Ea-IaRa=Ceφn - IRa, • 并励
a) 电阻Ra上的压降增大 ，导致端电压U下降； b) U下降，导致If 下降， φ下降，进一步降低U。
U
U=Ea-IaRa=Ceφn - （I+If )Ra; I增大，导致： • 外特性图
励 磁 绕 组 极靴
图3 主磁极结构图
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
换向极： 换向极是安装在两相邻主磁 极之间的一个小磁极。 其作用是改善直流电机的换 向情况，使电机运行时不产 生有害的火花。其结构与主 磁极相似，个数与主磁极极 数相等。
图4 换向极结构图
2. 直流电机结构及工作原理
1. 体积小，重量轻 2. 特定的电压和频率

电压——DC：28V AC：115/200V f： 400Hz， 三相 四线制
第二节 直流电机基本 结构和工作原理
一、直流电机概述 二、直流电机的基本结构
Chap 2
相关链接
三、直流发电机的工作原理
四、直流电动机的工作原理
五、直流电机的换向
习题
2. 直流电机结构及工作原理
发 电 机 1.按 能 量 转 化 分 电 动 机 直 流电 机 2.按电 流 性 质 分 机 交 流 电
发 电 机 电 动 机 3.按功 能分 控 制 电 机 变 压 器 、 变 频 机 等
（二）航空电机的分类——根据在飞机上的应用
1. 主电源发电机 2. 驱动电机 3. 控制电机 4. 变流机
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
• 直流电机的主要结构
主磁极 换向磁极 电刷装置 机座 端盖 电枢铁心 电枢绕组 换向器 转轴 轴承
定子
转子
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
图1 电机物理模型
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
图 2 电 机 结 构 剖 面 图
1
Ra U 1 1 C1 C 2 Ce k I a Ce k Ia
1—并励 2—串励 Ia
(二）转矩特性——U=Cont. , M=f(Ia)
并励电动机——φ=Cont.
M C MI a CI a
串励电动机——φ=kIa M 1
M C M I a C M kI a I a
2. 直流电机结构及工作原理
二、直流电机的基本结构
机座
主磁极：主磁极的作用是
建立主磁场。一般可以是永 久磁铁或通直流电的励磁绕 组建立磁场。主磁极个数一 般为偶数，励磁绕组的连接 必须使得相邻主磁极的极性 按N，S极交替出现。 机座：起导磁和机械支撑 作用。有整体式和叠片式两 种。
主 极 铁 芯
2. 直流电机结构及工作原理
四、直流电动机的工作原理
直流电动机是将电能转变成机 械能的旋转机械。