常规起动机的组成结构和工作原理VIP免费

1.2常规起动机的组成、结构和工作原理常规起动机一般由直流串励式电动机、传动机构和控制装置（也称电磁开关）三部分组成。如图2－1所示是其和发动机飞轮的啮合关系，图2－2所示是起动机的组成。由图可以看出，把点火开关旋至起动档时，电动机产生转矩开始转动，同时电磁开关把传动机构中的小齿轮推出，使其与发动机的飞轮齿圈啮合，这样就把电动机的转矩通过传动机构传递给飞轮，使发动机起动。图2-1起动机和发动机的啮合关系图2－2常规起动机的组成1.2.1直流串励式电动机直流电动机的作用是产生力矩。一般均采用直流串励式电动机。“串励”是指电枢绕组与磁场绕组串联。1.2.1.1直流电动机的结构直流电动机由磁极、电枢、换向器和外壳等组成如图2－3所示，图2-3直流电动机(1)磁极磁极的作用是产生电枢转动时所需要的磁场，它由固定在机壳上的磁极铁心和磁场绕组组成，见图2－4。如图2－5所示为励磁绕组的内部电路连接方法，励磁绕组一端接在外壳的绝缘接线柱上，另一端与两个非搭铁电刷相图2－4磁极图2-5励磁绕组的接法a)四个绕组相互串联；b）两个绕组串联后再并联(2)电枢如图2－6所示为电枢总成，由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成，磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。图2-6电枢总成换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成。换向片嵌装在轴套上，各换向片之间均用云母绝缘。(3)电刷电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力以保持配合，如图2-7所示。图2-7电刷及电刷架的组合以四磁极电动机为例，其中两个电刷与机壳绝缘，电流通过这两个电刷进入电枢绕组，另外两个为搭铁电刷，通过电枢绕组的电流通过这两个电刷搭铁。(4)机壳是电动机的磁极和电枢的安装机体，其中一端有四个检查窗口，便于进行电刷和换向器的维护，同时起动机的电磁开关也安装在机壳上，其上有一绝缘接线端，是电动机电流的引入线。1.2.1.2直流电动机的工作原理直流电动机的基本工作原理是通电的导体在磁场中会受电磁力作用，电磁力的方向遵循左手定则。图2-8直流电动机的原理图如图2-8所示，两片换向片分别与环状线圈的两端连接，电刷一端与两换向器片相接触,另一端分别接蓄电池的正极和负极。在环状线圈中电流的方向交替变化，用左手定则判断可知,环状线圈在电磁力矩作用下按顺时针方向连续转动。这样在电源连续对电动机供电时，其线圈就不停地按同一方向转动。为了增大输出力矩并使运转均匀，实际的电动机中电枢采用多匝线圈，随线圈匝数的增多换向片的数量也要增多。1.2.1.3直流电动机的工作特性直流电动机工作时有如下的特点：?电动机中电流越大，电动机产生的扭矩越大。?电动机的转速越高，电枢线圈中产生的反电动势就越大，电流也随之下降。起动机在初始起动期间和起动期间各项指标的比较见表2－1。表2－1阶段项目初始起动期间正常起动期间电动机速度较低较高电动机电流较大较小电动机产生的扭矩较大较小电枢中的反向电动势较小较大直流串励式电动机的力矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律，称为直流串励式电动机的特性。图2－9所示为直流串励式电动机的特性曲线，其中曲线M、n和P分别代表力矩特性、转速特性和功率特性。图2－9直流串励式电动机的特性结合表2－1和图2－9可知，在起动机起动的瞬间，电枢转速为零，电枢电流达到最大值，力矩也相应达到最大值。使发动机的起动变得很容易。这就是汽车起动机采用串励式电动机的主要原因。串励式电动机在输出力矩大时，电枢电流也大，电动机转速随电流的增加而急剧下降；反之，在输出力矩较小时，电动机转速又随电枢电流的减小而很快上升。串励式电动机具有轻载转速高，重载转速低的特性，对保证起动安全可靠是非常有利的，是汽车上采用串励式电动机的一个重要原因。串励式电动机的功率P可用下式表示：P=Mn/9550式中：M——电枢轴上的力矩（Nm）；n——电枢转速（r／min）。电动机完全制动时，转速和输出功率为零，力矩达到最大值。空载时电流最小，转速最大，输出功率也为零。当电枢电流接近制动电...