汽车电工电子技术4.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,汽车电工,电子技术,汽车电动机,项目四,任务一,直流电动机认知,一、,直流电动机的结构,直流电动机由,定子,和,转子,两部分组成，定子固定不动，转子可以旋转，在这两部分之间的间隙称为,空气隙,，其结构如图,4-1,所示。,图4-1 直流电动机的结构,汽车内的启动系统由直流电动机、单向传动机构和操纵机构三部分组成。其中，直流电动机可分为直接传动启动机、减速传动启动机和永磁减速式启动机等三种类型。如图,4-2,所示为直流电动机的装配示意图。,图4-2 直流电动机的装配示意图,（一）定子,定子是电动机不动的部分，主要由主磁极、换向磁极、电刷、机座、端盖和轴承等组成。如图,4-3,所示为直流电动机的定子实物图。,图4-3 直流电动机的定子实物图,如图,4-4,所示，电刷主要由安装有石墨导电块的电刷、加压弹簧和刷盒等组成。借助于加压弹簧的压力和选装的换向器保持滑动接触，使电枢绕组与外电路相通。,图4-4 电刷,（二）转子,直流电动机的转动部分称为转子，又称电枢。它由电枢铁芯、绕组、换向器等组成，如图,4-5,所示。,图4-5 直流电动机的转子,换向器由铜质换向片组成，外形为圆柱形，片与片之间用云母绝缘，外形如图,4-6,所示。,图4-6 直流电动机的换向器,二、,直流电动机的,工作原理,（一）转动原理,（,a,）,（,b,）,图4-7 直流电动机工作原理图,直流电动机的工作原理基于载流导体与磁场之间的相互作用。,（二）电磁转矩,直流电动机稳定运转情况下，电磁转矩,T,是由通过电枢电路的电流与电动机总磁通量相互作用而产生的。电动机产生的电磁转矩为,（,4-1,）,（,4-2,）,式（,4-2,）称为直流电动机的,转矩平衡方程式,。,（三）反电动势,电枢绕组一根导线的平均反电动势为,（,4-3,）,电刷间的反电动势,E,与每根导线中的平均反电动势,成正比，速度,v,与电枢的转速,n,成正比，所以反电动势常用以下公式表示，即,（,4-4,）,（,4-5,）,式（,4-5,）称为直流电动机的,电压平衡方程式,。,三、,直流电动机的铭牌参数,直流电动机,型 号,Z4-112/2-1,额定功率,2.2 kW,励磁方式,他励,额定电压,440 V,额定电流,15 A,效 率,81%,额定转速,3 000 r/min,温 升,80,定 额,连续,年,月,编号,电机厂,图4-8 直流电动机的铭牌,四、直流电动机的励磁方式,1,2,3,4,他励式,并励式,串励式,复励式,（一）他励式直流电动机,图4-9 他励式直流电动机,（二）并励式直流电动机,图4-10 并励式直流电动机,（三）串励式直流电动机,图4-11 串励式直流电动机,（四）复励式直流电动机,图4-12 复励式直流电动机,五、直流电动机的启动、制动、反转和调速,（一）直流电动机的启动,电动机的启动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。启动瞬间，启动转矩 和启动电流 分别为,（,4-6,）,（,4-7,）,对于并励、串励和复励电动机来讲，一般采用电枢回路串电阻的方法启动，这时的启动电流为,（,4-8,）,（二）直流电动机的制动,1,能耗制动,能耗制动是指在制动时让电枢绕组从电网中断开，并立即接到一个制动电阻上的制动方法，如图,4-13,所示。,图4-13 电动机的能耗制动电路图,2,反接制动,反接制动是指在电动机制动时，电枢电压反向接在电枢两端，使其与反电动势同向，在电枢中就会立即产生很大的反向电流与相反的制动转矩，从而使电动机迅速停车的制动方法，如图,4-14,所示。,图4-14 电动机的反接制动电路图,3,回馈制动,（三）直流电动机的反转,在实际使用中通常采用的方法是改变电枢电流的方向来达到反转的目的。,（四）直流电动机的调速,在生产过程中，往往需要根据实际情况调整直流电动机的运行速度。通过人为的方法改变电动机的速度，称为调速。,任务二 步进电动机认知,一、步进,电动机的结构,单段三相反应式步进电动机的定、转子为一段铁芯。由于各相绕组沿圆周方向均匀排列，所以又称径向分相式。它是步进电动机中使用最多的一种结构形式，如图,4-15,所示为电动机的径向截面图。,图4-15 单段三相反应式步进电动机的结构,每套绕组称为一相，三相绕组接成星形，所以定子磁极数通常为相数的两倍，即,（,4-9,）,二、步进电动机的工作原理,如图,4-16,所示是一台三相反应式步进电动机的工作原理图，定子铁芯为凸极式，共有三对磁极，每两个相对的磁极上绕有一相控制绕组。转子用软磁性材料制成，也是凸极结构，有四个齿。,（,a,）,（,b,）,（,c,）,图4-16 三相反应式步进电动机的工作原理图,（一）三相单三拍运行方式,（二）三相双三拍运行方式,（,a,）,（,b,）,图4-17 三相双三拍运行原理图,（三）三相单、双六拍运行方式,步距角的公式为,（,4-10,）,当步距角一定时，通电状态的切换频率（即脉冲频率）越高，步进电动机的转速也越高；当脉冲频率一定时，步距角越大，步进电动机的转速也就越高。因此可以分析得出步进电动机的转速为,（,4-11,）,三、步进电动机的特征,任务三 电动机在汽车上的典型应用,一、电动刮水器,电动刮水器又称雨刮器或挡风玻璃雨刷，它可用来刮除附着于车辆挡风玻璃上的雨点及灰尘，以改善驾驶人的能见度，增加行车安全，其外形如图,4-19,所示。,图4-19 电动刮水器的外形,电动刮水器主要由直流电动机、传动机构、控制装置、雨刮臂和雨刮片等组成，其结构如图,4-20,所示。,图4-20 电动刮水器的结构,直流电动机旋转时，通过蜗轮蜗杆减速机构使蜗轮上偏心相连的拉杆做往复运动（如图,4-21,所示），再通过拉杆和摆杆带动左右两刷架做往复摆动，实现清洁雨水、雪和灰尘的目的。,图,4-21,电动刮水器传动机构的结构,二、电动车窗,电动车窗主要由升降控制开关、电动机、升降器（如图,4-22,所示）、继电器等零部件组成。其中，电动机一般采用永磁式直流双向电动机，通过控制电流方向，使电动机正反向转动，达到车窗升降的目的。,图4-22 电动车窗升降器,如图,4-23,所示为美国福特公司采用的永磁式直流双向电动机的电动升降门窗电路图。,图4-23 福特公司永磁式电动机电动升降门窗电路图,三、空调鼓风机,空调鼓风机用于促使车内冷气、暖气、除霜和通风的气流流动。采用的电动机通常为永磁式直流单速电动机，其大多安装在暖风机总成内，如图,4-24,所示。鼓风机开关位于仪表板上，开关通过控制调速电阻来控制电动机转速，其电路如图,4-25,所示。,图4-24 空调鼓风机安装位置 图4-25 空调鼓风机工作原理,四、怠速控制阀,如图,4-26,所示，步进电动机式怠速控制阀由步进电动机、阀杆、控制阀和阀座等组成。,图4-26 怠速控制阀,任务四 电动机控制电器认知,一、刀开关,刀开关多用于操作不频繁的低压电路，用它来接通或切断电源，或将电路与电源隔离，有时也可用它控制小容量电动机的启动与停机，其结构和电气符号如图,4-27,所示。,（,a,）结构,（,b,）电气符号,图4-27 刀开关的结构示意图和电气符号,二、组合开关,组合开关的种类很多，常用的为,HZ10,系列组合开关，其结构和电气符号如图,4-28,所示。,（,a,）结构,（,b,）电气符号,图4-28 HZ10系列组合开关的结构和电气符号,三、按钮,如图,4-29,（,a,）所示为一种按钮的结构示意图。,只具有常闭触头或常开触头的按钮称为单按钮；既有常闭触头，也有常开触头的按钮称为复合按钮，它们的电气符号如图,4-29,（,b,）所示。,（,a,）结构,（,b,）电气符号,图4-29 按钮的结构及电气符号,四、熔断器,如图,4-30,所示为两种常用熔断器的结构及熔断器的电气符号。,（,a,）瓷插式熔断器,（,b,）螺旋式熔断器,（,c,）电气符号,图4-30 熔断器的结构及电气符号,为了便于检査和更换熔断器，常将汽车上各电路的熔断器集中安装在一起，形成熔断器盒，如图,4-31,所示。同时，在熔断器盒盖上注明各熔断器的名称、额定电流和位置，且用不同的颜色来加以区别。,图4-31 汽车熔断器盒,五、接触器,如图,4-32,所示为交流接触器的结构示意图及电气符号。交流接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧系统（图中未画出）等组成。,（,a,）结构示意图,（,b,）电气符号,图4-32 交流接触器的结构示意图及电气符号,六、行程开关,行程开关可分为按钮式和旋转式两种类型。其中，旋转式又可分为单轮旋转式和双轮旋转式两种类型，它们的外形和电气符号如图,4-33,所示。,（,a,）按钮式,（,b,）单轮旋转式,（,c,）双轮旋转式,（,d,）电气符号,图4-33 行程开关的外形和电气符号,七、低压断路器,如图,4-34,所示为低压断路器的工作原理图和电气符号。,（,a,）工作原理图,（,b,）电气符号,图4-34 低压断路器的工作原理图和电气符号,