华东交通大学车辆电器装置客车分散式供电课件.ppt

复习：1.客车用蓄电池的作用2.酸性、碱性电池的优缺点3.我国客车供电方式 第四章 交-直流供电装置 第一节 交-直流供电装置基本组成车轴发电机供电采用车轴驱动的发电机与蓄电池组并联供电，如图 一、特点在客车车轴式交流发电机供电装置中，采用了感应子发电机。这种电机的转子上无绕组，只是一个实芯的（爪极式电机）或由硅钢片叠成的齿轮状圆柱体。转子旋转时齿和槽依次掠过定子齿面，由于齿和槽的交替变化引起气隙磁导的变化，而在定子工作绕组中产生感应电动势，故人们把转子称为感应子，发电机也就由此而得名。客车用感应子发电机按功率分有三种，即3kW（J3型）、5kW（J5型）、7kW（J7型） 二、J5感应子发电机的构造J5型感应子发电机的外形见图4-1，其结构见图3-3-2。它由机座、定子铁芯、转子铁芯、激磁绕组和电枢绕组、端盖、轴承及轴承盖等部 定子铁芯是压装在机座内腔的部分，如图所示。定子铁芯用以嵌放电枢绕组和激磁绕组，同时也是电机磁路的组成部分 。定子铁芯用400片0.5mm厚的D30型硅钢片冲片叠压而成，每一冲片单面涂有绝缘漆，可减少涡流损耗。定子冲片的形状见图，它的内圆周上有两个安放激磁绕组的大槽，22个安放电枢绕组的小槽，槽距的机械角为10。 转子如图所示，由转轴和套装在轴上铁芯组成。为减少涡流损耗，转子铁芯也采用0.5mm厚的D30型硅钢片冲片叠压而成，每一冲片单面涂绝缘漆。转子采用斜齿主要是为改善电机输出电势的波形，使之接近正弦波，同时也减少了电机的附加损耗和噪声。 J5型感应子发电机的定子铁芯上嵌有两种绕组，一种是通入直流电产生发电机工作主磁通的激磁绕组；一种是用以产生感应电势向机外输出电能的电枢绕组。激磁绕组由两个线圈串联组成，每个线圈用直径1.25mm的高强度漆包线两根并绕150匝。电枢绕组又称工作绕组，共用12个线圈组成，每四个线圈成一组，输出一相交流电，12个线圈输出三相交流电。激磁绕组的两个线圈放在定子铁芯的两个大槽内，嵌好后用铝板制的槽楔楔紧。电枢绕组的12个线圈嵌放在11个定子铁芯的小槽内（并占用两个大槽），用石蜡煮过的竹质槽楔楔紧。 第二节 J5型感应子发电机工作原理一、 J5型感应子发电机工作原理发电机工作时，转子不断旋转，转子各凸齿及凹槽所在的位置不断变化，嵌放在定子上的各电枢线圈有时和转子凸齿相对应，有时则和凹槽相对应。因此，对某一电枢绕圈来说，主磁通是不断变化的，当转子转过一个齿距时，磁通的大小经历了一个周期的变化。发电机在转子旋转时，由于通过电枢绕组的磁通量变生变化，或者说磁力线随着凸极的旋转运动被电枢导体切割而产生感应电势。转子旋转时，通过定子内圆周上任一点的磁通密度B的方向不变而数量变化，这一点正是一般的（单极、多极梳齿式）感应子发电机区别于其它发电机的一个特点。 二、J5型感应子发电机的工作特性（一）发电机工作时影响端电压变化的因素对发电机的要求是：在额定负载范围内发电机的端电压（指有效值，下同）应尽量保持恒定。对于一台运行中的发电机，下列因素变化时均将引起发电机电压的变化。1．发电机转速n当发电机转速变化时，单位时间内通过电枢绕组的磁通量也要变化，因而引起发电机电压变化。2．发电机的负载电流I当发电机的电枢绕组上有负载电流通过时，由于电枢反应，将使工作主磁通被削弱；另外，电枢绕组通过电流时由于内阻的存在，还会引起内部电压降，因此负载电流变化时会使发电机的端压变化。3．发电机的激磁电流I激如果在发电机运行时，调节激磁电流，则发电机的工作主磁通量就发生变化，因而使发电机端压变化。发电机的端压U与转速n、负载电流I、激磁电流I激间的相互变化关系被称为发电机的特性。这些变化关系如用一组曲线来表示，就得到发电机的特性曲线。 （二）感应子发电机的特性感应子发电机的特性实验分三种：即空负载特性、外特性和调节特性，实验线路见图3-3-10 。 1．空、负载特性2.外特性3.调节特性调节特性曲线表明为保持发电机电压不变，在一定的的负载电流的情况下，激磁电流与转速之间的变化关系。由此可得出结论，当发电机的负载和转速在较大范围内变化时，欲将发电机电压稳定在额定值，激磁电流也必须能在较大范围内进行调节。根据发电机的调节特性，在客车供电装置中，感应子发电机必须配备一套能自动调节激磁电流的装置，在发电机转速和负载发生变化而引起发电机电压变化时，这套装置应能在较大范围内自动调整激磁电流，保持发电机电压稳定。 第三节 KP-2A控制箱从上一节所学内容可知，客车感应子发电机发出的电压受负荷变化和车速改变以及激磁电流大小的影响而改变，要想保证车上用电器正常使用，就必须使感应子发电机输出电压基本恒定。由感应子发电机的调节特性可知：要维持给定值（输出电压）不变，必须使激磁电流随负载增减和转速的改变而作相应的改变，以达到自动控制发电机