汽车电工电子技术7

1、“十二五”职业教育国家规划教材经全国职业教育审定委员会审定汽车电工电子技术主讲人：主讲人：项目目录项目7 电动机任务7.1 三相异步交流电动机任务7.2 直流电动机 任务7.3 汽车典型的直流电动机 任务任务7.1 7.1 三相异步交流电动机三相异步交流电动机知识目标知识目标掌握三相异步交流电动机的结构和工作原理；了解三相异步交流电动机的机械特性；理解三相异步交流电动机的控制过程。任务7.1技能目标技能目标汽车交流发电机常见元器件的检测;三相异步交流电动机的控制电路分析。任务7.1任务任务7.1 7.1 三相异步交流电动机三相异步交流电动机7.1.1 电动机概述 电动机电动机是利用电磁感应原理

2、工作的机械，用于生产、传输、分配及应用电能。 电动机的分类方法主要有两种。一种是按照功能用途功能用途分类，可分为发电机、电动机、变压器和控制电动机4大类。另一种是按照用电用电性质性质分类，可分为直流电动机和交流电动机两大类。任务7.1 虽然电动机种类繁多，但是所有电动机都是由电路电路和磁路磁路两个基本部分组成。它们的工作原理都是建立在电与磁相互转化与相互作用的基础上，所依据的电磁定律都是电磁力定律和电磁感应定律。任务7.17.1.2 三相异步交流电动机的结构三相异步交流电动机的三相异步交流电动机的结构示意图结构示意图任务7.1任务7.1三相异步交流电动机的铭牌三相异步交流电动机的铭牌 每台电动

3、机的机座上都装有一块铭牌。铭牌上标注有该电动机的主要性能和技术数据。如下表所示。任务7.17.1.3 三相异步交流电动机工作原理1. 1.基本原理演示实验基本原理演示实验结论结论：欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。任务7.12. 2.旋转磁场旋转磁场(1)旋转磁场的产生任务7.1 旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通人定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变。(2)旋转磁场的方向3. 3.极数与转速极数与转速 三相异步交流电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关

4、。 极数P与绕组的始端之间的空间角的关系为任务7.1 三相异步交流电动机旋转磁场的转速转速n0与电动机磁极对数P有关，它们的关系是任务7.17.1.4 三相异步交流电动机机械特性1. 1.电磁转矩电磁转矩 电磁转矩(T)表达式为 电磁转矩与转差率之间的关系T =f（s）称为电动机的转矩特性。通过分析可以推得任务7.12. 2.机械特性机械特性 当电源电压(U1)和转子电路参数为定值时，转速(n)和电磁转矩(T)的关系n = f（T）称为三相异步交流电动机的机械特性机械特性。任务7.17.1.5 三相异步交流电动机的控制1. 1.常用低压电器常用低压电器任务7.1熔断器熔断器热继电器工作原热继电

5、器工作原理图理图任务7.12. 2.三相异步交流电动机的控制三相异步交流电动机的控制（1）直接启动控制电路任务7.1点动控制任务7.1（2）正反转控制简单的正反转控制任务7.1带电气互锁的正反转控制电路任务7.1同时具有电气互锁和机械互锁的正反转控制电路任务7.1（3）Y降压启动控制任务7.1（4）行程往返控制 任务任务7.2 7.2 直流电动机直流电动机知识目标知识目标熟悉直流电动机的结构和工作原理;理解直流电动机的励磁方式;掌握无刷直流电动机的结构和工作原理。任务7.2技能目标技能目标有刷直流电动机的原理分析;无刷直流电动机的原理分析;汽车启动机常见元器件的检测。任务7.2任务任务7.2

6、7.2 直流电动机直流电动机7.2.1 直流电动机的结构与工作原理1. 1.直流电动机的结构直流电动机的结构任务7.2小型直流电动机的结构小型直流电动机的结构任务7.2小型直流电动机的剖面图小型直流电动机的剖面图换向极结构换向极结构任务7.2电枢冲片和电枢铁芯装配图电枢冲片和电枢铁芯装配图任务7.2换向器结构换向器结构任务7.22. 2.直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理(1)电磁感应与右手定则任务7.2交流发电机原理模型交流发电机原理模型任务7.2(2)交流电动势到直流电动势的变换利用换向器获得直流电动势利用换向器获得直流电动势一匝线圈电刷两端电一匝线圈电刷两端电动势的波形动势的波形

7、直流发电机中线圈的感应电动势是交流的，借助于换向器和电刷配合作用，才把交流电动势“换向”成为直流电动势。故称这种发电机为换向器式直流电动机。 任务7.2(3)直流电动机的工作原理 直流电动机的工作原理是基于电磁力定律，若磁场与导体l互相垂直，且导体l中通以电流i，则作用于载流导体l上的电磁力为 式中，fx为电磁力的大小，N; Bx为每极磁通下的瞬时值，Wb/m2 ; i为导体中流过的电流，A;l为导体的有效长度，m。任务7.2直流电动机工作原理示意图直流电动机工作原理示意图任务7.21. 1.他励直流电动机他励直流电动机7.2.2 直流电动机的励磁方式他励直流电动机的等效电路图他励直流电动机的

8、等效电路图励磁电流励磁电流任务7.22. 2.并励直流电动机并励直流电动机并励直流电动机的等效电路图并励直流电动机的等效电路图输出电流输出电流任务7.2并励直流电动机的机械特性曲线及方程式并励直流电动机的机械特性曲线及方程式任务7.23. 3.串励直流电动机串励直流电动机串励直流电动机的等效电路图串励直流电动机的等效电路图励磁电流励磁电流任务7.2串励直流电动机的机械特性曲线及方程式串励直流电动机的机械特性曲线及方程式任务7.24. 4.复励直流电动机复励直流电动机任务7.2 无刷直流电动机按照其工作特性，基本上可以分为两大类。 1.具有直流电动机特性的无刷直流电动机 2.具有交流电动机特性的

9、无刷直流电动机 无刷直流电动机的组成包括电动机本电动机本体体、位置传感器位置传感器和电子换向线路电子换向线路。7.2.3 无刷直流电动机任务7.21. 1.电动机本体电动机本体任务7.2典型无刷直流电动机本体基本结构典型无刷直流电动机本体基本结构任务7.2任务7.23. 3.电子转换线路电子转换线路无刷直流电动机电子换向线路用来控制电动机定子上各相绕组通电的顺序和时间，主要由功率逻辑开关单元功率逻辑开关单元和位置传感器信号处位置传感器信号处理单元理单元两个部分组成。 电子换向线路的任务是将位置传感器的输出信号进行解调和功率预放大，去触发末级功率晶体管，使电枢绕组按一定的逻辑程序馈电，保证电动机

10、的可靠运行。 任务任务7.3 7.3 汽车典型的直流电动机汽车典型的直流电动机知识目标知识目标掌握汽车启动机的结构和工作原理；掌握汽车雨刮电动机的结构和工作原理；掌握汽车车窗电动机的结构和工作原理；掌握汽车座椅电动机的结构和工作原理。任务7.3技能目标技能目标汽车启动机元器件检测；汽车雨刮电动机元器件检测；汽车车窗电动机元器件检测；汽车座椅电动机元器件检测。任务7.3任务任务7.3 7.3 汽车典型的直流电动机汽车典型的直流电动机7.3.1 汽车启动机 现代汽车都是依靠启动机带动发动机旋转进行启动的，而启动机的主要部件就是直流电动机。启动机正是依靠蓄电池向直流电动机供电，而带动曲轴旋转，启动发

11、动机。 汽车启动机使用的直流电动机由磁极磁极、电枢电枢、换向器换向器等组成，如图所示，它的电枢绕组与磁场绕组串联，所以它属于串励式直流电动机。任务7.3直流电动机的组成直流电动机的组成任务7.31. 1.机壳与磁场绕组机壳与磁场绕组磁场绕组与机壳的组装磁场绕组与机壳的组装磁场绕组磁场绕组任务7.32. 2.电枢（转子总成）电枢（转子总成） 电枢主要由电枢轴、电枢绕组、铁芯和换向器组成，如图所示，它的作用是产生电磁转矩。任务7.31. 1.电动刮水器的结构电动刮水器的结构7.3.2 汽车雨刮电动机电动刮水器的组成电动刮水器的组成任务7.32. 2.电动刮水器的变速原理电动刮水器的变速原理 刮水器

12、的变速是利用直流电动机的变速原理来实现的，由直流电动机电压平衡方程式可得转速公式： 式中，U为电动机端电压，V;I为通过电枢绕组中的电流，A;R为电枢绕组的电阻,;K为常数;Z为正、负电刷间串联的导体数;为磁极磁通，Wb。任务7.3变速方式绕线式直流电控刮水电动机的工作原理任务7.3电动车窗部件在车电动车窗部件在车上的布置上的布置任务7.32. 2.电动车窗的控制电路及工作原理电动车窗的控制电路及工作原理四车门电动车窗的控制开关四车门电动车窗的控制开关任务7.3四车门电动车窗的控制电路四车门电动车窗的控制电路任务7.37.3.4 汽车电动座椅 电动座椅可以通过控制电动机的正反方向旋转来调节座椅的空间位置，改变驾驶员或乘员的坐姿，尽可能减小驾驶员及乘员长时间坐车的疲劳，提高乘坐的舒适性。电动座椅前后方向的调节量一般为100160 mm，上下方向的调节量一般为3050 mm，全程调节量所需的时间为810s。任务7.31. 1.普通电