3 电磁开关
电磁开关为起动机的控制装置,其主要作用是通过拨叉使驱动齿轮与飞轮齿圈能够快速啮合和退出,并通过动铁心使触点接合,此时电机接通主电路,电枢在磁场中旋转并起动发动机,其结构如图4所示。
电磁开关通电后,铁心吸合的能力称为吸力特性,主要由线圈匝数、线圈电流、铁心气隙以及磁通有效接触面积构成。电磁开关断电后,铁心复位的能力称为反力特性,主要由电磁开关的回位弹簧和触头弹簧等要素构成。起动机的工作性质和特点决定电磁开关需要能够频繁操作。吸力特性和反力特性良好配合,可以保证电磁开关的可靠工作,还能增加开关工作寿命。在设计中,应将吸力特性位于反力特性之上,为减小铁心的冲击,可将两者尽量靠近。两者关系如图5所示。
起动机起动发动机的瞬间,由于电流非常大,即使是小功率电机也接近四五百安培,若触点接触时间过长容易局部过热而烧蚀。此外,触片触点每次接通和断开的瞬间会产生电弧,亦可能造成局部高温引起触点烧蚀。为了延长电磁开关寿命,降低起动机故障率,需注意以下几点。
1)触片、触点尽量选取含钨或含银的复合材料,其耐电腐蚀、耐磨、耐冲击能力都优于铜。
2)优化电磁开关设计,改善电磁开关装配工艺,保证开关的压缩行程最优,降低触片、触点接合时颤振次数。
3)降低触片和触点间的电弧,在产生电弧处设置凹槽,以及在触片上压制波浪斜纹等。
4)保证触片、触点下作面无污溃、破损,触点无松动等。
4 永磁直流电机
电机是起动机的核心零部件,将电能转换为机械能的执行部件,为起动机提供足够的动力。永磁直流电动机包括定子、电枢和电刷,其工作特性包括转速特性、转矩特性和机械特性。
1)转速特性是指外加额定电压时,转速与电枢电流之间的关系。负载电流增大时转速下降,同时每极磁通随电枢电流增大而略有下降,而前者影响比后者大,故转速特性略微向下倾斜。
2)转矩特性是指外加额定电压时,电机的电磁转矩与电枢电流之间的关系。当电枢电流增加时,每极磁通φ略有减小,故电磁转矩的增加比电流增加略慢。
3)机械特性是指外加额定电压时,电机的转速与电磁转矩之间的关系。机械特性是一条下降的曲线,随着电磁转矩增大,电枢反应的去磁作用略微增强,其下端会略有抬高。综上可知道其符合起动机的工作特性。
4.1电机定子
电机定子主要由外壳机座、磁极组成。磁极主要是在定子、电枢之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下产生电磁转矩,起动机用电机一般采用3对磁极。机座主要用来固定磁极,另外也是电机磁路系统中的一部分。定子示意图如图6所示。