《直升機(jī)電氣系統(tǒng)》課件-04 直升機(jī)電氣系統(tǒng) -直流電源系統(tǒng)

直升機(jī)電氣系統(tǒng)04直流電源系統(tǒng)整流子式直流發(fā)電機(jī)1晶體管式直流發(fā)電機(jī)2直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)3課程小結(jié)4目錄PART01整流子式直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)的功用:將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能。是中、小型飛機(jī)的主電源。思考：每架直升機(jī)上要安裝多少臺(tái)直流發(fā)電機(jī)呢？對(duì)于以直流電為主電源的定翼機(jī)、直升機(jī)通常直流發(fā)電機(jī)的數(shù)量和其發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量相同。整流子式直流發(fā)電機(jī)組成：由定子、轉(zhuǎn)子、電刷組件等部分構(gòu)成。工作中“三想，四到”工作前想規(guī)定要求；工作中想方法步驟；工作后想有無(wú)遺漏；看到、摸到、聽到、嗅到培養(yǎng)優(yōu)良的維護(hù)作風(fēng)整流子式直流發(fā)電機(jī)定子：主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，并為磁力線提供回路。包括機(jī)殼、主磁極、換向極、前后端蓋、電刷裝置。電刷裝置：是用于換向器或滑環(huán)上，作為導(dǎo)入導(dǎo)出電流的滑動(dòng)接觸導(dǎo)體。包括電刷、刷握、彈簧等。轉(zhuǎn)子：又叫做電樞，是電機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)部分。它主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等部件組成。整流子式直流發(fā)電機(jī)定子主要部件主磁極：產(chǎn)生主磁通1—主磁極鐵心2—?jiǎng)?lì)磁繞組3—機(jī)座整流子式直流發(fā)電機(jī)主磁極鋼板沖片（0.5-1.5mm厚）主磁極由鋼板沖片疊壓而成勵(lì)磁繞組套在主磁極極身上極靴整流子式直流發(fā)電機(jī)空載氣隙磁場(chǎng)氣隙中主磁場(chǎng)磁密的分布在一個(gè)磁極的范圍內(nèi)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)大小一樣，若不計(jì)鐵磁材料中的磁壓降，氣隙磁密Bδ大小與氣隙長(zhǎng)度成反比在磁極軸線附近的氣隙較小，并且氣隙均勻，磁阻小，此位置的主磁場(chǎng)較強(qiáng)；在此位置以外，氣隙逐漸增大，主磁場(chǎng)也逐漸減弱；到兩極之間的幾何中性線處時(shí)，磁密等于零整流子式直流發(fā)電機(jī)換向極通常容量在1kW以上的直流電機(jī)，都安裝有換向極，它又稱間整流極或附加極。常由鋼片疊成或由整塊鋼制成，安裝在相鄰的兩個(gè)主磁極的幾何中性線上。整流子式直流發(fā)電機(jī)換向極的作用換向繞組與電樞繞組串聯(lián)，即流過電樞電流，并使換向極在主磁極幾何中性線附近建立與電樞磁場(chǎng)相反方向的磁場(chǎng)，以抵消或削弱幾何中性線附近電樞磁場(chǎng)的影響，維持幾何中性線附近磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。并在換向元件中感應(yīng)產(chǎn)生與自感電動(dòng)勢(shì)相反方向的電勢(shì)，以削弱或消除換向元件中的自感電動(dòng)勢(shì)，從根本上消除電刷下產(chǎn)生火花的電磁原因。

整流子式直流發(fā)電機(jī)機(jī)座：用來固定主磁極、換向極和端蓋；另外，又作為磁路的一部分。有磁通經(jīng)過的部分稱為磁軛。整流子式直流發(fā)電機(jī)1—刷握2—電刷3—壓緊彈簧電刷裝置：引入或引出直流電極端負(fù)責(zé)，精心維修電刷的檢查時(shí)機(jī)：每飛行150小時(shí)測(cè)量一次長(zhǎng)度、并清除碳粉。整流子式直流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分a)—電樞鐵心沖片b)—電樞鐵心電樞鐵心：主磁路的主要部分；嵌放電樞繞組整流子式直流發(fā)電機(jī)1—槽楔2—線圈絕緣3—導(dǎo)體4—層間絕緣5—槽絕緣6—槽底絕緣電樞槽內(nèi)的絕緣由許多按一定規(guī)律連接的線圈組成。電樞繞組：主要電路部分，通過電流和感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。整流子式直流發(fā)電機(jī)1—換向片2—連接片換向器用于電刷端直流電與繞組內(nèi)交流電之間的轉(zhuǎn)換。由許多換向片組成，其間用云母絕緣。整流子式直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸般用合金鋼鍛壓加工而成，其作用是支撐轉(zhuǎn)子和傳遞轉(zhuǎn)矩。為減少發(fā)電機(jī)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)引起的疲勞和破壞，直流發(fā)電機(jī)常采用復(fù)合軸，即電樞鐵心和換向器壓裝在空心軸上，空心軸內(nèi)裝有軟軸，用于傳遞扭矩和吸收扭轉(zhuǎn)振動(dòng)能量。風(fēng)扇直流發(fā)電機(jī)的工作的時(shí)候要產(chǎn)生熱量，其散熱方式主要有兩種：一是通過風(fēng)扇進(jìn)行散熱；二是通過沖壓冷空氣對(duì)流進(jìn)行散熱。整流子式直流發(fā)電機(jī)整流子式直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)串勵(lì)直流發(fā)電機(jī)復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)能發(fā)電的重要前提是發(fā)電機(jī)內(nèi)部有磁場(chǎng)。勵(lì)磁磁場(chǎng)：勵(lì)磁繞組通以直流電流建立的磁場(chǎng)，也稱為主磁場(chǎng)。勵(lì)磁方式：勵(lì)磁繞組的供電方式。直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式的分類整流子式直流發(fā)電機(jī)

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復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)+

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他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)串勵(lì)直流發(fā)電機(jī)整流子式直流發(fā)電機(jī)線圈切割磁力線產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)

利用整流子把交變電動(dòng)勢(shì)變?yōu)槊}動(dòng)電動(dòng)勢(shì)

增加線圈匝數(shù)和整流片片數(shù)，可得較大、較平穩(wěn)的直流電動(dòng)勢(shì)，E=KEΦn

電磁感應(yīng)定律，滿足右手定則：e=BLV整流子式直流發(fā)電機(jī)整流子式直流發(fā)電機(jī)利用直流電機(jī)的可逆原理，通常安裝在直升機(jī)上的發(fā)電機(jī)也叫做起動(dòng)發(fā)電機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)由地面電源（或機(jī)上蓄電池）供電，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，勵(lì)磁方式為復(fù)勵(lì)轉(zhuǎn)串勵(lì)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，勵(lì)磁改為并勵(lì)，電機(jī)轉(zhuǎn)入發(fā)電狀態(tài)，提供機(jī)上直流電能。整流子式直流發(fā)電機(jī)整流子式直流發(fā)電機(jī)整流子式直流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)一是能作為起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)用。二是改變勵(lì)磁方式可以做成不同特性的發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)。三是可以通過切斷激磁方式保護(hù)發(fā)電機(jī)。整流子式直流發(fā)電機(jī)的缺點(diǎn)一是高空時(shí)，由于濕度和空氣密度低，換向困難，電刷磨損嚴(yán)重；二是換向時(shí)產(chǎn)生火花，對(duì)機(jī)載電子設(shè)備產(chǎn)生干擾；三是換向器和電刷磨損大，維護(hù)工作量大；四是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大。PART02晶體管式直流發(fā)電機(jī)交流-直流發(fā)電機(jī)又稱為硅整流發(fā)電機(jī)，由旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機(jī)和二極管整流器組成。交流直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是磁場(chǎng)部分，其作用是產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由磁極、磁軛、轉(zhuǎn)子軸、滑環(huán)等部件組成。定子由勵(lì)磁繞組、殼體等部件組成。晶體管式直流發(fā)電機(jī)工作原理：當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子三相繞組切割磁力線，就可以發(fā)出三相交流電。三相交流電通過6只整流二極管全波整流成直流電后輸出。晶體管式直流發(fā)電機(jī)電刷為電流較小的勵(lì)磁電路供電，省去了整流子和電樞電路中的電刷，質(zhì)量大大減輕，可靠性大幅提高，因此在小型飛機(jī)和直升機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。晶體管式直流發(fā)電機(jī)交流-直流發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。無(wú)機(jī)械換向問題，高空性能較好，工作可靠，維護(hù)工作量小。交流-直流發(fā)電機(jī)缺點(diǎn)不能用作起動(dòng)發(fā)電機(jī)。過載能力較差。電機(jī)內(nèi)部短路保護(hù)時(shí)，永磁電機(jī)不能用滅磁的方法進(jìn)行保護(hù)。無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)的種類電磁式無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)永磁式無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)晶體管式直流發(fā)電機(jī)電磁式無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)主要由副勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、主發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器和輸出整流濾波器組成.交流勵(lì)磁機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，產(chǎn)生的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后供給主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，從而可不采用電刷和滑環(huán)。

電磁式無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)輸出電壓通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組的電流來實(shí)現(xiàn)。主發(fā)電機(jī)的電樞采用Y型繞組，可減小輸出電壓脈動(dòng)和降低電機(jī)損耗。晶體管式直流發(fā)電機(jī)永磁式無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)是永磁式交流發(fā)電機(jī)和整流裝置的組合轉(zhuǎn)子：永磁材料。電機(jī)內(nèi)部短路保護(hù)時(shí)，永磁電機(jī)不能用滅磁的方法，通常用脫扣機(jī)構(gòu)在內(nèi)部短路時(shí)將發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)脫開。定子部分：電樞繞組：雙Y繞組三相晶閘管整流橋：兩套整流電路，減少發(fā)電機(jī)輸出直流電壓的脈動(dòng)，減輕濾波電路的體積和重量。平衡電抗器和濾波電容：輸出平穩(wěn)直流電。晶體管式直流發(fā)電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后將在雙Y電樞繞組上感應(yīng)出三相交流電動(dòng)勢(shì)，后經(jīng)整流電路整流后濾波輸出平滑的直流電。

晶體管式直流發(fā)電機(jī)由于永磁發(fā)電機(jī)不能進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)(勵(lì)磁不可控)，三相電樞繞組輸出的電壓會(huì)隨著轉(zhuǎn)速變化而變化，因此需要采用功率變換器，才能實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。思考：整流子式直流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與晶體管整流式有刷直流發(fā)電機(jī)有什么不同？

整流子式晶體管式線圈在轉(zhuǎn)子上線圈在定子上磁極在定子上，通過勵(lì)磁產(chǎn)生磁場(chǎng)磁極在轉(zhuǎn)子上，通過勵(lì)磁產(chǎn)生磁場(chǎng)通過整流子改變電流方向通過二極管實(shí)現(xiàn)交流電變?yōu)橹绷麟娡ㄟ^碳刷導(dǎo)出直流電通過滑環(huán)和電刷將外部電源供給發(fā)電機(jī)晶體管式直流發(fā)電機(jī)PART03直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)外部檢查：目視外觀狀態(tài)完好、清潔，通風(fēng)口處不應(yīng)有金屬顆?；蜻^多碳粉；與發(fā)動(dòng)機(jī)的連接可靠、卡箍擰緊、傳動(dòng)軸處無(wú)滲油；檢查起動(dòng)發(fā)電機(jī)安裝固定，接線可靠；檢查通風(fēng)管無(wú)異物。簡(jiǎn)單工作重復(fù)做；重復(fù)工作認(rèn)真做；工作做到極致----工匠直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)換向裝置檢查：檢查碳刷尺寸；檢查方法刻度尺測(cè)量，長(zhǎng)度不低于17mm；目視觀察長(zhǎng)度不能超過紅色刻度線。①在檢查中，不要將電刷從刷握中取出來檢查；②炭刷受潮以后，可以在陽(yáng)光下晾曬。嚴(yán)禁用汽油等溶劑清洗。注意;幾組碳刷有一組不合格，必須同時(shí)更換所有碳刷。直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)換向整流子檢查：整流子表面應(yīng)清潔、光滑，并有微褐色金屬光澤，不應(yīng)有燒傷和機(jī)械損傷，整流子云母絕緣片必須低于整流片。注意:禁止用手指觸摸換向器整流子和在通電時(shí)擦洗整流子。直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)發(fā)電機(jī)絕緣電阻的測(cè)量發(fā)電機(jī)的絕緣電阻，是指其導(dǎo)線部分和殼體之間的電阻，測(cè)量絕緣電阻是為了判明絕緣材料的受潮情況和表面清潔情況。測(cè)量時(shí)要斷開起動(dòng)發(fā)電機(jī)的接地線，方可測(cè)量。直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)測(cè)量方法是將兆歐表的一支表筆接在起動(dòng)發(fā)電機(jī)的任意接線柱上，另一支接殼體上，搖動(dòng)兆歐表手柄，速度均勻轉(zhuǎn)動(dòng)一分鐘，表指示的數(shù)值即是起動(dòng)發(fā)的電阻，電阻值應(yīng)大于或等于20千歐姆。注意:測(cè)量的兆歐表必須是45伏以下的低壓兆歐表。直流發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)PART04課程小結(jié)主磁極換向磁極電刷裝置機(jī)座端蓋磁極鐵心勵(lì)磁繞組電刷刷握絕緣支架壓緊力調(diào)整裝置轉(zhuǎn)子定子整流直流發(fā)