航空电机概论
合集下载
第五章-航空感应电机资料
转子的旋转速度称为电动机的转速，用n表示。
5.1.2 感应电动机的转差率和运行状态（鼠笼式电机为例）
n1
N
f
1、三相定子绕组接三相交流电，气隙中产生 旋转磁场。
60 f1 逆时针同步转速；n1 p
nM
2、相对转子，有旋转的磁极； 3、转子导体中将产生感应电势和感生电流； 4、导体中的电流受力，产生转矩，使转子按 旋转磁场的方向旋转；
由许多线圈按一定规律连接而成，单层或双层形式
11
• 机座：固定和支撑定子铁心。
2、转子
•
•
异步电机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组 成。 转子铁心：也是异步电机主磁通磁路的一部分。
12
• 转子绕组：分为鼠笼型和绕线型两种结构。
1）鼠笼型绕组 • 由于异步电机不需外电源对转子绕组供电，故绕组可自行 闭合，绕组的相数亦不必限定为三相。鼠笼型转子绕组由 插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环构成，如果去 掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。 • 由于异步电机转差率在5%以下，故导条中的感应电动势 不大，无需对导条和铁心绝缘。因此，笼型绕组可由插入 每个转子槽中的导条和两端的环形端环组成。 • 特点：笼型转子既无集电环，又无绝缘。
S
5、转子转速能否达到同步转速？
6、转差率： 同步转速
Байду номын сангаас
n n，转子转速 ， 1
n n1 n 转差率 s n / n 1
转差
7、转差率的含义：
s 一一对应。 n 当同步转速 n1 是确定的时候， 与
起动瞬间，n = 0，S = 1 理想空载运行时：n = n1，S = 0 作为电动机运行时，S的范围在0~1之间。 额定状态下，S在 0.05以下，故nN与n1很接近。
航空电机学
航空电机学航空电机学，作为电机工程的一个重要领域，涉及到飞机上各种电动装置的设计、制造、维护和修理。
在现代航空工业中，电机作为驱动系统中不可或缺的组成部分，为飞机的正常运行和各类功能提供了动力支持。
航空电机的特点之一是高可靠性。
在飞行过程中，电机是飞机各个系统的关键组件，其可靠性直接影响到整个飞机的飞行安全性。
因此，航空电机的设计和制造必须经过严格的测试和验证，以确保其能够在严苛的工作环境下工作。
航空电机的另一个特点是高功率密度。
由于飞机空间有限，无法容纳大型电机，因此航空电机需要具备较小的体积和较高的功率输出。
为了实现高功率密度，航空电机通常采用先进的材料和结构设计，如高性能磁铁、高效率绕组和先进的冷却技术。
航空电机还需要具备较高的效率和低的噪音水平。
效率的提高可以减少能量损耗，从而提高飞机的续航能力。
同时，低噪音的要求可以降低飞机在起降和巡航过程中对环境和乘客的影响。
为了实现这些要求，航空电机的设计和制造需要考虑到电机的结构优化、减振和隔音等方面的问题。
在航空电机学中，还存在一些研究热点和挑战。
例如，随着电动飞机的发展，如何设计高效、轻量化和可靠的电机成为了一个重要的研究方向。
同时，如何利用智能控制和传感器技术，提高电机的运行效果和故障检测能力也是电机学研究的重要内容。
总之，航空电机学在现代航空工业中具有重要的意义。
通过对航空电机的研究和应用，可以提高飞机的性能和可靠性，推动航空工业的发展。
在未来的研究中，需要继续关注航空电机的功率密度、效率和可靠性等方面的问题，以满足飞机对电动装置的不断增长的需求。
同时，还需要关注新材料、智能控制和传感器技术的应用，为航空电机的发展开辟新的前景。
飞机电器基础 第三章 第二节 航空交流电机
第三章 航空电机
第二节 交流电机
.
主要内容
一、同步发电机 1 基本结构及分类 2 技术指标 3 工作特性
二、三相异步电动机 1基本结构 2工作原理 3 功率方程和电磁转矩 4 调速和制动
三、单相异步电动机 1 工作原理 2 起动方法
四、交流伺服电动机/两相异步电动机 1 工作原理 2 控制方法
.
同步发电机基本结构及分类
一、基本结构 定子+气隙+转子：定子和转子中，一个是电枢；另一个是磁
极。 电枢：电枢铁心+电枢绕组（发出三相交流电） 磁极：磁极铁心+励磁绕组（固定直流励磁，产生恒定磁场）
二、分类 1 按磁极结构特点分
①凸极式：明显的磁极外形，航空同步发电机多采用 ②隐极式：无明显的极形，用于大型和高速汽轮发电机 2 按旋转部件不同 ①旋转电枢式：电枢绕组在转子上，磁极是定子，发出的交流
交流电形成n。=60f/p 旋转磁场，开 始转子静止，转子绕组与旋转磁场有 相对运动，感应电势（右手定则）， 感应电流，电磁力和电磁转矩（左手 定则），电磁转矩大于轴上的阻转矩， 转子与旋转磁场同方向旋转输出机械 能，转速为n 二、改变旋转方向 转子与旋转磁场同方向旋转，改变旋转 磁场的方向，改变定子电流相序，电 源三相线中任意二相对调。 三、n<n。 n=n。，转子与旋转磁场无相对运动
.
三相异步电动机的基本结构
一、定子部分 1 定子铁心 2 机壳 3 定子绕组：Y形带中线
二、气隙 三、转子部分 1 转子铁心 2 转子绕组 ①鼠笼式：转子绕组参数不可改变 ②绕线式：转子绕组参数可改变 3 转轴 4 风扇
.
三相异步电动机的工作原理
一、工作原理 三相对称绕组（互差1200）通入对称三相
第二节 交流电机
.
主要内容
一、同步发电机 1 基本结构及分类 2 技术指标 3 工作特性
二、三相异步电动机 1基本结构 2工作原理 3 功率方程和电磁转矩 4 调速和制动
三、单相异步电动机 1 工作原理 2 起动方法
四、交流伺服电动机/两相异步电动机 1 工作原理 2 控制方法
.
同步发电机基本结构及分类
一、基本结构 定子+气隙+转子：定子和转子中，一个是电枢；另一个是磁
极。 电枢：电枢铁心+电枢绕组（发出三相交流电） 磁极：磁极铁心+励磁绕组（固定直流励磁，产生恒定磁场）
二、分类 1 按磁极结构特点分
①凸极式：明显的磁极外形，航空同步发电机多采用 ②隐极式：无明显的极形，用于大型和高速汽轮发电机 2 按旋转部件不同 ①旋转电枢式：电枢绕组在转子上，磁极是定子，发出的交流
交流电形成n。=60f/p 旋转磁场，开 始转子静止，转子绕组与旋转磁场有 相对运动，感应电势（右手定则）， 感应电流，电磁力和电磁转矩（左手 定则），电磁转矩大于轴上的阻转矩， 转子与旋转磁场同方向旋转输出机械 能，转速为n 二、改变旋转方向 转子与旋转磁场同方向旋转，改变旋转 磁场的方向，改变定子电流相序，电 源三相线中任意二相对调。 三、n<n。 n=n。，转子与旋转磁场无相对运动
.
三相异步电动机的基本结构
一、定子部分 1 定子铁心 2 机壳 3 定子绕组：Y形带中线
二、气隙 三、转子部分 1 转子铁心 2 转子绕组 ①鼠笼式：转子绕组参数不可改变 ②绕线式：转子绕组参数可改变 3 转轴 4 风扇
.
三相异步电动机的工作原理
一、工作原理 三相对称绕组（互差1200）通入对称三相
航空电机说明材料
• 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
第四节 直流电动机
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
课堂重点
习题
一、直流电动机的运行特性
M1=M+M0
(4)
式（4）两端同乘电机角
速度Ω，得：
P2
PCua
P2——负载有效功率 PCua——电枢回路总铜耗
EaIa
M1 Ω=M Ω+M0 Ω (5)
P1 PM P0
P1——原动机输入机械功率 PM——电磁功率 P0 ——空载损耗功率
PM
(6)
（四）发电机的效率
P2
P1
由式（3）~（6）得 P1=P2+Pcua+P0=P2+ΣP, ΣP= Pcua+P0
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。
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。
图4 换向极结构图
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。
2. 直流电机结构及工作原理
U减小，从而使U保持不变。故n↑，If↓
Chap 2
第四节 直流电动机
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
课堂重点
习题
一、直流电动机的运行特性
M1=M+M0
(4)
式（4）两端同乘电机角
速度Ω，得：
P2
PCua
P2——负载有效功率 PCua——电枢回路总铜耗
EaIa
M1 Ω=M Ω+M0 Ω (5)
P1 PM P0
P1——原动机输入机械功率 PM——电磁功率 P0 ——空载损耗功率
PM
(6)
（四）发电机的效率
P2
P1
由式（3）~（6）得 P1=P2+Pcua+P0=P2+ΣP, ΣP= Pcua+P0
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。
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。
图4 换向极结构图
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。
2. 直流电机结构及工作原理
第二章-航空电机PPT课件
（一）发电机的电势平衡式
M1 n
M M0
• 发电机——Ea、Ia同向
•
Ea=IaRa+U
（1）
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）
•29
（二）功率平衡式
（三）转矩平衡式
将式（1）两端同乘Ia，得：
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
•21
2. 直流电机结构及工作原理
四、直流电动机的工作原理
I 导体ab处于N极下方时
（一）转速特性——U不变时，n=f(Ia)
U=Ea+IaRa， Ea=Ceφn ▪转速特性
n U IaRa
Ce
a) 并励——If=U/Rf，→ If 、φ为常数
nC U eIC aeR a C1C2Ia
n
b) 串励——If=Ia，→φ=kIa
n U IaRa UIaRa
Ce
CekIa
C1 1
2
一、直流电机概述
•直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机 既可作为发电机使用，也可作为电动机使用。
• 直流电机的用途
• 直流电机的优缺点
✓作电源用：发电机 ✓作动力用：电动机 ✓信号的传递：:测速发电 机，伺服电动机
✓ 直流电动机的调速范围宽广，调 速特性平滑。
✓直流电动机过载能力较强，起动 和制动转矩较大。 ✓ 存在换向器
航空电机概论
感谢您的观看
机械加工
对于需要高精度配合的部件，应采用 机械加工工艺制造，以确保部件的加 工精度和互换性。
03
航空电机的性能与测试
航空电机的性能参数
效率
航空电机在运行过程中的能量转换效率，是 衡量其性能的重要参数。
温升
航空电机在运行过程中内部温度升高的程度， 对电机的寿命和可靠性有重要影响。
功率密度
航空电机单位体积所能输出的功率，是衡量 其紧凑性和功率输出的重要指标。
航空电机概论
contents
目录
• 航空电机概述 • 航空电机的设计与制造 • 航空电机的性能与测试 • 航空电机的应用案例 • 未来航空电机的发展方向
01
航空电机概述
航空电机的定义与分类
总结词
航空电机是一种特殊类型的电机，专为航空航天应用而设计 。
详细描述
航空电机是专门为航空航天环境设计的电机，具有高可靠性 、高效率和轻量化的特点。根据不同的工作原理和应用需求 ，航空电机可分为直流电机、交流电机、步进电机等多种类 型。
详细描述
随着航空工业的发展，对电机的需求也在不断变化。新型航空电机的研究与开发需要探索新的电机原 理和结构，以满足航空工业的特殊需求。例如，采用磁悬浮技术、无刷直流电机、开关磁阻电机等新 型电机技术，可以进一步提高电机的性能和可靠性，为航空工业的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
航空电机作为传感器驱动装置，如陀螺仪、加速度计等，能够精确控制和监测航 空电子设备的运动和位置。
天线驱动
在雷达、通信等航空电子设备中，航空电机作为天线的驱动装置，能够实现天线 的快速、精确转动，确保信号的稳定传输和接收。
05
未来航空电机的发展方 向
机械加工
对于需要高精度配合的部件，应采用 机械加工工艺制造，以确保部件的加 工精度和互换性。
03
航空电机的性能与测试
航空电机的性能参数
效率
航空电机在运行过程中的能量转换效率，是 衡量其性能的重要参数。
温升
航空电机在运行过程中内部温度升高的程度， 对电机的寿命和可靠性有重要影响。
功率密度
航空电机单位体积所能输出的功率，是衡量 其紧凑性和功率输出的重要指标。
航空电机概论
contents
目录
• 航空电机概述 • 航空电机的设计与制造 • 航空电机的性能与测试 • 航空电机的应用案例 • 未来航空电机的发展方向
01
航空电机概述
航空电机的定义与分类
总结词
航空电机是一种特殊类型的电机，专为航空航天应用而设计 。
详细描述
航空电机是专门为航空航天环境设计的电机，具有高可靠性 、高效率和轻量化的特点。根据不同的工作原理和应用需求 ，航空电机可分为直流电机、交流电机、步进电机等多种类 型。
详细描述
随着航空工业的发展，对电机的需求也在不断变化。新型航空电机的研究与开发需要探索新的电机原 理和结构，以满足航空工业的特殊需求。例如，采用磁悬浮技术、无刷直流电机、开关磁阻电机等新 型电机技术，可以进一步提高电机的性能和可靠性，为航空工业的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
航空电机作为传感器驱动装置，如陀螺仪、加速度计等，能够精确控制和监测航 空电子设备的运动和位置。
天线驱动
在雷达、通信等航空电子设备中，航空电机作为天线的驱动装置，能够实现天线 的快速、精确转动，确保信号的稳定传输和接收。
05
未来航空电机的发展方 向
第六章-航空同步电机
F
26
励磁磁势和电枢磁势的区别
基波 波形 励磁磁 势 电枢反 应磁势
大小
位置 由转子位 置决定 由电流瞬 时值决定
转速 由原动机的 转速决定 由电流的f和 p决定
正弦 恒定，由励磁 波 电流决定 正弦 恒定，由电枢 波 电流决定
27
1.电枢பைடு நூலகம்应定义：
• 空载时Ff1 ＋ Fa →F改变→E、U改变。
2、转子：包括转子铁心、励磁绕组、护环、风扇等。
1)、转子铁心：一般用整块的导磁性好的高强度合金 钢锻成，转子表面约2/3部分铣有轴向凹槽，用于嵌放 励磁绕组，不铣槽的约1/3部分形成大齿，即磁极。 2)、励磁绕组：用扁铜线绕成同心式线圈，嵌放在大 齿两侧的转子槽中，并用非磁性硬铝槽楔压紧。 3)、护环：为使励磁绕组可靠地固定在转子上，绕组 端部还要套上用高强度非磁性钢锻成的护环。
6.2.1 同步发电机空载运行及特性
空载运行：同步发电机被原动机拖动以同步转速旋转，励磁绕组通入 直流励磁电流，电枢绕组开路或电枢电流为零的情况。
B
紫色为流入 红色为流出 ns 设转子 顺时针旋转 N
A
0
C
f
S
主极磁通
主磁通 主极漏磁通
f ( 0.1 ~ 0.2) 0
主磁路包括气隙、电枢齿、电枢轭、磁极极身和转子轭 五部分。
6.1.1 航空同步发电机基本结构
一、同步电机分类： 旋转电枢式（内枢式）：电枢旋转，主极固 定，因电枢功率不易由滑动部分送出，只适 于较小容量发电机，实用少。
同步电机
旋转磁极式（内极式）：磁极旋转，电枢 固定，电枢功率由静止部分送出，可传送 较大功率，实用广，是同步发电机的基本 结构型式。
航空电机0概论PPT教案
相对湿度（40C时95%）
使用期限（100—3000小时） 机械强度（振动，冲击）
过载（交 流电机 200% ，5s） 热态 绕组绝 缘 （< 2M欧 ）
过速（历 时2~3min）
功 率因数 转速 （0.75 滞后）
电压（发 120/20 8电动 115/2 00） 冷 却（强 迫通风 循油 喷油）
第8页/共9页
感谢您的观看。
第9页/共9页
第4页/共9页
第5页/共9页
年
哈尔
滨电 机厂
1万千 瓦
第6页/共9页
官厅
航空电机的特点
工作条件复杂：温差，湿度，盐雾，砂尘，振动
重量轻：
30kvA，地360Kg 空28Kg ， 12.8倍
高电磁负荷：电流密度-电负荷， 磁感应强度-磁负荷
高转速：
地50Hz 空400Hz ，单位体积所转换的功率大
3 控制电机 （直流、交流） 信号变换
4 变压器 （交流）
变换交流电压等级
5 变流机
直流电转变为交流电
概论
第2页/共9页
三峡工程创造的 “世
高３.５米，直径１８米多，象一座小 型的圆 形剧场 。转子 就有200多平 米的房 子那么 大
界之最”
第3页/共9页
世界最小超声马达在清华诞生
2001年12月4日，清华大学物理系声学 研究室 周铁英 。 微电机的直径为1毫米，未来还会更小 。 圆柱体上面连接着4根电线，打开电源 ，这个 小超声 马达转 得飞快 。
航空电机0概论
会计学
1
课程特点
专业基础课：为后续课打下基础 理论性强：数学、物理、概念 实用性强：描述实际设备 机电结合：实际电机是一个机电设备 电磁结合：电路和磁路缺一不可
《航空概论》复习提纲
飞机电源系统（3）
9 图示是两种结构的同步发电机，画图说明采用 两者如何构成一台“无刷”的交流发电机？
飞机电源系统（4）
10 图示是采用直流励磁机励磁的交流发电机， 这种方式是自励还是他励？有什么优缺点？如 何调节发电机的输出电压？
飞机电源系统（5）
11、 对直流发电机和交流发电机：
1）画出各自的电枢电路图，写出每种发电机的 感应电动势和输出电压表达式； 2）分析两种发电机电压变化的原因；
3）当发电机带阻感性负载时，画出其电枢回路 相量图；调节发电机的励磁时，相量图如何变 化？
飞机电源系统（6）
12、分析图பைடு நூலகம்调压器的构成，说明圆圈中各部 分的作用；画出A、B、C、D 点的波形。
飞机电源系统（7）
13、图示为OV保护电路，推导出运放A1输出电 压表达式，画出A、B点波形（设OV为阶跃信 号）
飞机电源系统（2）
4 航空蓄电池的主要参数有哪些？影响BAT容量 的因素有哪些？ 5 分析BAT恒压充电、恒流充电的优缺点; 6 直流发电机有两种，分别说明两者的结构；两 种发电机都有电刷，哪种发电机有换向问题？ 7 两种发电机的输出电压都是脉动的直流电，分 析其原因； 8 当直流发电机与BAT并联时，哪种情况下会发 生反流故障？有什么危害？
《航空电气概论》复习提纲
飞机电源系统 飞机空调系统
飞机电源系统（1）
1 简述ATA100 规范的概念、作用、章节编码规 则等；飞机上共有多少个系统？章节分布如何？ 2 根据电能的来源和用途、应用场合等，说明飞 机电源系统的组成； 3 飞机上的用电设备有哪些种类？若采用变频交 流电源供电，对哪些负载的影响大？试分别就 电子类、电磁类（如变压器、电动机等）、电 阻类等负载，分析变频交流电的影响；
第2章 航空电机
Tem CT I a
3、直流电机的可逆性
Ea Ce n
机 械 能
发电机
电动机
电 能
Tem CT Ia
2.3
直流电机的电枢反应
直流电机负载时的负载磁场
直流电机带上负载后，电枢绕组 中有电流，电枢电流产生的磁动势称 为电枢磁动势。电枢磁动势的出现使 电机的磁场发生变化。 右图为一台电刷放在几何中性 线的两极直流电机的电枢磁场分布 情况。
o 600
iA
900
iB iC
ωt
iC
iB
60
A
Y A
A
90
Z
N
Z
Y
Y
N
C
Z C
S
X
N
B
C X
S
t 0
S
X B
B
t 60
t 90
当电流变化一个周期，磁场恰好旋转一圈
2、旋转磁场的极对数
iA
A
Y A
N
Z
iC C
iB
Z X Y
B
C X
S
B
p1
iA
A X A' Z' X' C' Y' Y B' Z B
三相交流电机内部定子电流产生的磁场 是一个旋转磁场
60 f1 n0 p
三相同步电机： 电机的转子转速与旋转
磁场的同步转速相等
三相异步电机
一、三相同步发电机的结构原理
e A Em sin t
eB Em sin( t 120 )
0
eC Em sin( t 120 ) e eA eB eC em
航模电机原理
航模电机原理
航模电机原理是指航空模型中使用的电机的工作原理。
航模电机通常采用直流无刷电机，其基本工作原理是利用电磁感应产生动力。
直流无刷电机由一个定子和一个转子组成。
定子是由一组恒定的磁块构成，它们沿着电机的轴线排列。
转子是由一组绕在铁芯上的线圈组成，并固定在电机的轴上。
线圈中通过电流，产生了一个与定子磁场相互作用的磁场。
当电流通过转子线圈时，磁场会引起线圈周围的永久磁体受到磁力。
根据电流的方向，磁力将使转子线圈相对于定子旋转。
这个循环运动将持续进行，产生一个旋转的力矩，推动转子和整个电机的运转。
为了保持转子线圈的运动，需要通过外部电源对电机供电。
电源会提供一个恒定的电流，以保持线圈的运转。
此外，电机还需要一种控制机制，以改变电流的方向和大小，从而控制电机的转速和推力。
航模电机原理的了解对于航模飞行的性能和操作有很大的影响。
通过了解电机的工作原理，玩家可以操作电机水平和垂直推力的控制，实现航模的起飞、飞行和降落等动作。
同时，也可以根据电机的工作原理进行适当的维护保养，延长电机的使用寿命。
飞机电器基础第三章第二节航空交流电机
应用领域及重要性
应用领域
航空交流电机广泛应用于飞机电力系统、环境控制系统、飞 行控制系统等多个领域，为飞机各系统提供稳定、可靠的动 力支持。
重要性
航空交流电机作为飞机电力系统的核心部件之一，其性能和 质量直接关系到飞机的安全性和可靠性。随着航空技术的不 断发展，对航空交流电机的要求也越来越高，其在航空领域 的重要性也日益凸显。
05 航空交流电机选型与安装 注意事项
选型依据及步骤梳理
依据飞机电源系统类型选择
依据负载特性选择
根据飞机电源系统的类型（如恒速恒频、 变速恒频等）选择适合的交流电机。
根据负载的功率、电流、电压等特性选择 合适的交流电机。
依据环境条件选择
选型步骤
考虑飞机工作环境（如温度、湿度、振动 等）对电机性能的影响，选择具有适应性 的交流电机。频调速技术的要求也越来越 高，未来需要进一步提高变频 器的效率和可靠性，满足航空 领域对高性能交流电机的需求 。
04 航空交流电机性能参数与 评价指标
额定功率和效率指标
额定功率
指航空交流电机在额定工作条件下能 够持续输出的功率，是电机设计和选 型的重要依据。
明确负载需求→确定电源系统类型→比较不 同电机的性能参数→选择最适合的交流电机 。
安装前准备工作提示
01
02
03
04
检查电机及附件
检查电机及其附件是否完好无 损，如有损坏应及时更换。
准备安装工具
准备好所需的安装工具，如螺 丝刀、扳手、万用表等。
确认安装位置
根据飞机设计图纸确认电机的 安装位置，确保安装空间足够
转轴
用于支撑转子并传递机械 能。
冷却系统与轴承装置
冷却系统
包括风扇、散热片等部件，用于对电 机进行冷却，防止温度过高。
航空电机学
航空电机学航空电机是航空领域中不可或缺的一项核心技术。
它广泛应用于航空飞行器中的各个系统和部件，如飞行控制系统、飞机发动机、辅助发电机和辅助动力装置等。
航空电机的性能和可靠性直接影响着航空器的飞行安全性和使用寿命。
本文将从航空电机的特点、分类、设计和应用等方面展开，对航空电机进行一一介绍。
一、航空电机的特点1.高速运转：航空电机的转速经常超过10,000转/分，甚至达到50,000转/分以上。
这要求电机具有优良的机械稳定性和强大的耐受能力，以保证电机运转的可靠性和安全性。
2.高温环境：航空电机在工作时常常处于恶劣的高温环境下，要求电机具有良好的耐热性能，以防止机械失效和绝缘老化等现象。
3.全气候运行：航空电机要求能在各种极端气候条件下稳定运转，以确保航空器的飞行安全。
4.小体积、轻重量：航空电机要求在保证性能的前提下，尽量减小体积和重量，以达到轻量化的目的。
5.长寿命：航空电机在使用过程中，停机时间非常昂贵，要求电机具有长时间的可靠性和稳定性，以满足飞行器的长期使用需求。
二、航空电机的分类1.永磁直流电机：永磁直流电机的特点是具有较高的启动转矩，能够实现无刷化的设计和低转速直接驱动，体积小、重量轻，因此广泛应用于飞机发电机和辅助动力装置等。
2.异步电机：异步电机是一种三相感应电动机，具有启动转矩大、速度范围宽、重载能力强等特点，适用于飞机的起落架传动和辅助设备驱动等。
3.同步电机：同步电机与异步电机相比，具有速度调节范围更广，可靠性更高的优点，广泛应用于航空飞行器的飞行控制系统、稳定系统和导弹制导系统等。
4.永磁同步电机：永磁同步电机是一种高效的电机，具有启动转矩大、体积小、重量轻等优点，适用于飞行控制系统、直升机液压泵驱动、防冰风扇等。
5.磁悬浮电机：磁悬浮电机是一种新型的电机，具有高转速、零摩擦、低噪音等特点，适用于推进器、压气机和发电机等高速部件。
三、航空电机的设计航空电机的设计过程是一个复杂的系统工程，需要考虑多种因素：1.电机的性能指标：包括输出功率、额定电压、额定电流、效率等。
第五章航空直流发电机
结论：电压调整率要比 他励的大(≈25%）。
② 第二段：I 解释：
U Ea I a ra
r a
临界电流值Ic后，不再增加 RL=0,U=0, If=0
U Ea I I f ra
IRL IRL Ea I rf RF
Ea U I RL RL R r r L a r R a f F
Ia I I f
U U f
当发电机旋转以后，有一个自己建立电 压的过程，称为自励过程。这是并励发电 机的一个特殊问题。 也是考试中经常出现的问题！！
1、自励过程及自励条件
I 0
I a I f 3% I N
U 0 和 I f 应同时满足：
电枢电路 U0 f ( I f ) （空载特性、曲线1） 励磁电路 U0 I f (rf Rf ) （场阻线、曲线2） 斜率为
(1) 电压平衡关系式 电枢回路 dia u ea ia ra La 瞬态: dt 稳态:
ra
U Ea I a ra
各绕组电阻 （电枢、换向极、补偿、串励）
2U s 电刷与换向器的接触电阻(接触压降)
励磁回路 dif u f i f rf L f 瞬态: dt
稳态:
（8-12）额定电流
(3) 调节特性
并励电机的励磁电流比电机的额定电流小得多， 它流过电枢绕组引起的电枢反应和电阻压降都可以忽 略不计。并励发电机与他励发电机的调节特性无多大 差别。
高速小负载时的 “下凹”现象 换向极可能引起的 增磁作用
五、串励和复励直流发电机
1、串励直流发电机
I I a I f 励磁磁势随负载增加而自动加大
进一步减小负载电阻，励磁电流被分流而减小，这时的磁路 退出饱和，Ea下降较大。 尽管RL减小，但U下降更多，使得I=U/RL在减小，直至出现 短路点。
② 第二段：I 解释：
U Ea I a ra
r a
临界电流值Ic后，不再增加 RL=0,U=0, If=0
U Ea I I f ra
IRL IRL Ea I rf RF
Ea U I RL RL R r r L a r R a f F
Ia I I f
U U f
当发电机旋转以后，有一个自己建立电 压的过程，称为自励过程。这是并励发电 机的一个特殊问题。 也是考试中经常出现的问题！！
1、自励过程及自励条件
I 0
I a I f 3% I N
U 0 和 I f 应同时满足：
电枢电路 U0 f ( I f ) （空载特性、曲线1） 励磁电路 U0 I f (rf Rf ) （场阻线、曲线2） 斜率为
(1) 电压平衡关系式 电枢回路 dia u ea ia ra La 瞬态: dt 稳态:
ra
U Ea I a ra
各绕组电阻 （电枢、换向极、补偿、串励）
2U s 电刷与换向器的接触电阻(接触压降)
励磁回路 dif u f i f rf L f 瞬态: dt
稳态:
（8-12）额定电流
(3) 调节特性
并励电机的励磁电流比电机的额定电流小得多， 它流过电枢绕组引起的电枢反应和电阻压降都可以忽 略不计。并励发电机与他励发电机的调节特性无多大 差别。
高速小负载时的 “下凹”现象 换向极可能引起的 增磁作用
五、串励和复励直流发电机
1、串励直流发电机
I I a I f 励磁磁势随负载增加而自动加大
进一步减小负载电阻，励磁电流被分流而减小，这时的磁路 退出饱和，Ea下降较大。 尽管RL减小，但U下降更多，使得I=U/RL在减小，直至出现 短路点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、湿度条件
指飞机所处地域，空域环境中空气含 有水蒸气量的多少。
一般高温、高湿度的气候环境，会极大的影 响电机设备的电气性能和机械性能。高湿度下， 绝缘电阻和击穿电压将大大下降，严重时，吸 水后会造成产品变形和机械故障；会电子元件 漏电而影响电子线路正常工作；会使金属材料 在水气作用下产生腐蚀。
四、大气成分条件
第一节 航空电机的分类
按能量转换观点分
按飞机上的应用分
①主电源发电机②变压器③驱动电动机④变流机⑤控制电机
具体应用：
1、主电源发电机：包括直流发电机和 交流发电机，功能是向飞机的主电源 网络供电，也向相应设备用和专用的 交流、直流电源转换装置（二次电源） 供电。随着飞机用电量的增加，现代 大，中型飞机都采用交流无刷同步发 电机作为主电源，单台容量已达到 135(A380)。
电机的发明至今不到200年的历史。 1. 直流电机的产生和形成时期 1821年，法拉第(Faraday)发现了载流导
体在磁场内受力的现象,它的试验模型是 现代直流电动机的雏型。 1831年，法拉第又发现了电磁感应定律, 两年后皮克西(Pixii)制成了一台旋转磁 极式直流发电机,这就是现代直流发电机 的雏型。
如：导电材料电阻率变化，绝缘材料开裂、 弯曲和分层；润滑油脂粘滞，摩擦力增大； 导磁材料的导磁能力变差；有机物质制品 变脆而断裂；组合件由于线膨胀系数不同 而产生应力。 2、高温
绝缘材料加速老化；过载能力变差；使材料 强度降低和弹性降低；电子元件受温度影响 非常显著，将直接影响电机的性能或产生机 械故障。
第二节 航空电机的工作条件
一、温度
航空电机正常工作温度范围为：-55~+60°C。 空中的温度随高度上升而降低，其关系可表示为
t (15 6.5h)C
t ——无扰动空气的温度； h ——高度，单位：千米(km)；
15 —— 760mmHg压力下的原始温度值。
温度变化主要对电机的各种材料的影响： 1、低温
2、变压器: 一般属于静止式的电机。 目的是转换主电源交流电压给用电 设备所需。当配备了整流设备，则 可组合成变压整流器，提供恰当的 直流电。特殊的变压器可作为传递 电信号的测量装置，又称作互感器。
3、驱动电机：提供机械动力的电机 装置，也分为直流电动机和交流电 动机。用于飞机的各种电动活门， 通风或冷却通风用，操纵系统舵面 机构动力等。
概述
电机是利用电磁感应原理原理、 能在航空器内实现机械能与电能、 或电能与电能之间能量转换的电 磁机械装置。
《航空电机》课程是以电机在民 用客机中应用最广泛的电机为重 点，从使用的角度介绍交、直流 电机、变压器等的基本结构、工 作原理、主要工作特性以及运行 特性等
由于民用飞机上电机类的电气设备种类 很多，它们有的作为系统的主要设备， 反应系统的主要功能，如电源系统的发 电机、变压器。以及在较多机械系统中 的作动机构：电动机。
如今，在战斗机和民用飞机上采用 的电传操纵系统，对电源、电动机及变 流设备的性能提出了更多、更高的要求， 进一步研制和应用新的高性能的航空电 机，是学习和从事航空电机事业的人们 应承担的光荣职责。
航空电机工作原理所适用的基本定律
回路定律（全电流定律）：导体通电后 产生磁场的分布规律。
电磁感应定律（法拉第定律） 磁路的电路定律 电磁力定律 能量守恒定律
4、控制电机：包括交、直流伺服电 动机，直流、异步测速发电机等。用 在飞机控制、导航、航空仪表等系统 设备及解算装置中，还可作为伺服控 制动力或转换传递系统信号的用途。
5 、旋转变流机:将直流电变换为交流 电，在以支流供电为主的飞机上,是 提供交流电源的二次电源设备,为雷 达,陀螺仪表及其他系统的交流设备 供电。应用现代变流技术的静止变 流器已经取代了这旋转变流机成为 飞机上将直流电转化成交流电的重 要设备。
温度的急剧变化可能造成密封接 缝开裂，嵌件松动，零件间配合不 正常等情况发生。
二、大气压力条件 变化的大气压力条件，会导致绝缘体
性能变坏；空气介电强度下降，易引起 击穿造成电弧放电，在绝缘距离不够的 情况下，甚至引起电晕现象；稀薄的空 气散热困难，加快绝缘体材料老化，尤 其对电机的电刷磨损、换向情况，火花 的抑制更为不利。
主要指空气中的臭氧，沙尘含量以及霉 菌，盐雾的程度。 臭氧含量会对电接触产生影响；盐雾会破 坏材料的绝缘性能，加速金属腐蚀；沙尘中 的微粒附着在绝缘材料上，会使材料绝缘性 能降低，引起漏电。
统图。在图中寻找以下电机设备： （1）交流电机：IDG1、IDG2 、APU 、
GEN； （2）变压整流器：TRU、TRU2、 TRU3；
（3）变流器：STATIC INVERTER；
（4）电动机：APU START（在本图中没有 画出，但标有TO APU START CIRCUIT）。
航空电机的发展过程
在机载电子系统设备中的特殊用途的电 机。
航空电机与其他行业使用的电机基本工 作原理没有本质的区别，但由于飞行过 程中地域环境状态的不同，其特点与其 他行业有其不同。
航空电机的特点：
更适应空中飞行环境，安全可靠性高，兼 配严谨维护技术要求，地面保障快捷高效， 体积小，重量轻，经济性能好。 航空电机的用途： 供电用的电源设备；为机械提供执行控制的 动力设备；状态检测、信号转换、信号传递 等
1833年，楞茨已经证明了电机的可逆 原理。
1834~1870年，在发电机上出现了 三个重大发明和改进。
2. 交流电机的形成和发展时期
3. 电机理论、设计和制造工艺 逐步达到完善时期
发展到今天，没有恒速传动装置的变 速恒频电源系统、无刷直流电动机、永 磁电机等都已经在飞机上得到了广泛的 应用。
由上可见，不论在飞机上应用的各 种航空电机结构形式、功能等方面 各有不同，但他们都是应用电磁感 应原理，能在航空器内实现机械能 与电能、电能与电能之间能量转换 的电磁机械装置。
航空电机在民航飞机上的应用 实践
◆实践目的 了ห้องสมุดไป่ตู้航空电机在民航飞机上的应用。 ◆实践内容 图1-1-2是波音737NG型飞机的电源分配系