1.直流电动机的形式。 依据磁场绕组和电枢绕组连接方式的不同,起动用直流电动机可分为并励、串励和复励三种形式,如图6-10所示。汽车起动机一般采用串励式,大功率起动机多采用复励式。
1.串励式电动机。
串励直流电动机的电流流向是:蓄电池正极→磁场绕组→电刷→换向器→电枢绕组→负电刷→搭铁(蓄电池负极)。这种方式允许流过磁场绕组的电流全部流过电枢绕组。
串励电动机开始起动时能发出最大转矩。其输出转矩随着电动机转速的升高而下降。转矩下降是由于反电动势作用的结果。
2.并励电动机。
并励电动机的磁场绕组与电枢绕组并联接线。并励电动机的输出转矩不随转速的升高而下降,因为电枢产生的反电动势不会削弱磁场绕组的磁场强度。由于并励电动机不能产生高转矩,故不能用它作为起动机。但刮水器电动机、电动升降门窗电动机、电动调整座椅电动机等用的都是并励电动机。
3.复励电动机。
复励电动机的一部分磁场绕组与电枢绕组串联连接,而另一部分磁场绕组与蓄电池和电枢绕组并联连接。这种配置使复励电动机能发挥好的起动转矩并保持恒定的运转转速。分路的磁场绕组用来限制起动机的转速。
2.串励式直流电动机的特性。
直流串激电动机的输出转矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律,称为直流串激电动机的工作特性。图6-11所示为串励式直流电动的工作特性曲线,其中曲线M、n和P分别代表转矩特性、转速特性、和功率特性。串励式直流电动机的特点是起动转矩大,机械特性软。
1.转矩特性。
对于串励直流电动机,其磁场电流与电枢电流相同,并且在磁通未饱和时,磁通与电枢电流成正比。所以,在磁极未饱和时,串励直流电动机的转矩与电枢电流的平方成正比。只有在磁场饱和后,串励直流电动机的转矩才与电流成正比。由直流电动机的转矩特性图可知,只有在磁场饱和后串励直流电动机的电磁转矩与电枢电流成正比。而当电枢电流相同时,串励电动机产生的电磁转矩要比并励电动机大得多。
2.转速特性。
由电动机的电压平衡方程式可知,起动机的转速为
由上式可知,串励直流电动机具有轻载转速高、重载转速低的特点。重载转速低,可以保证电动机在起动时(重载)不会超出允许功率而烧毁,使起动安全可靠。这是起动机采用串励直流电动机的又一原因。但由于其轻载或空载时转速很高,容易造成“飞散”事故,故对于功率较大的串励直流电动机,不允许轻载或空载下运行。
3.功率特性。
起动机功率P由电动机电枢转矩M和电枢的转速n来确定,即P=Mn/9550式中M——起动机输出转矩,N·m；
n——起动机转速,r/min。
由上式可知,在完全制动状态(m=0)和空载(M=0)时,起动机的输出功率等于零,电枢电流接近制动电流的一半时,电动机输出功率最大。由于起动机起动时间很短,起动机可以最大功率运转,因此将其最大功率作为额定功率。
起动机功率必须保证发动机能够迅速可靠起动,若功率不够将会增加起动次数,缩短蓄电池寿命。
一般汽油机最低起动转速是50~70r/min,柴油机是100~200r/min起动机所需功率一般为
3.影响起动机功率的使用因素。
1.接触电阻。
主要指蓄电池的极桩与起动机的电缆线、起动机的电缆线与搭铁、接触盘与主接线柱内侧的触头、起动机电刷与换向器片等的接触不良,导致起动机的主电路电阻增大,起动电流下降,使起动机的功率下降。另外,不要随意更改起动机电缆的截面尺寸和长度,最好使用与原车型配套的合格电缆,否则电缆过细、过长会引起电阻增大,起动机输出功率下降。
2.蓄电池的容量。
蓄电池的容量越小,内阻越大,使起动电流下降,起动机输出功率下降,故应使蓄电池经常保持充足电的状态。
3.温度。
温度降低会使蓄电池的内阻增加,容量下降,导致输出电流减小功率下降。
