汽车电工电子 课件 项目2任务4直流电机检测

项目2电磁原件、磁电元件及设备检测

任务四

直流电机检测汽车电工电子

中国工信出版集团·电子工业出版社职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》教材编写组知识目标：1．理解直流电机的工作原理；2．掌握直流电机的结构；3．掌握直流电机的分类、特性及应用；4．了解直流电机的常见故障。能力目标：1．能拆装直流电机并认识其内部定子、转子结构；2．会使用万用表熟练检测直流电机励磁线圈、电枢。素养目标：1．锻炼自我的人际交往技巧与语言沟通技巧；2．培养正确的世界观、人生观、价值观与创新精神。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标电路搭建巩固提升现有一台直流电机，在运转的过程中，时快时慢，转动不平稳，请你利用学到的知识及技能，检修此台直流电机，确保其平稳运转。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、直流电机的概念及应用直流电机是指能将直流电能转换成机械能或将机械能转换成直流电能的旋转电机。它能够实现直流电能和机械能的相互转换。当它作为电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作为发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。直流电机在汽车上广泛应用，尤其是直流电动机广泛应用于汽车的各个系统中。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升

二、直流电机的工作原理（一）直流发电机的工作原理如图是最简单的两极直流发电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对永久磁铁构成的主磁极N和S，旋转部分（转子）就是电枢。定子与转子之间存在一定的导磁气隙。在电枢铁芯上绕置了由ab和cd两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间由绝缘的云母片隔开，所有换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对由弹簧压紧且固定不动的电刷A和B，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通，直流发电机的组成如图所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升

二、直流电机的工作原理直流电动机的结构与直流发电机的结构基本相同，在使用时，需要把电刷与直流供电线连接，任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升三、直流电机的结构1．直流电机结构直流电机主要包括定子（固定部分）和电枢（旋转部分）两部分。直流电机定子包括机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等。电枢（转子）包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇和转轴等。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．直流电机的部件功能1）主磁极主磁极装在机座内壁上，小功率电机可以安装永久磁铁（见图2-91）作为主磁极；大功率电机的主磁极由1mm～1.5mm厚的薄钢片叠合成的铁芯及绕在其上的励磁绕组构成（见图2-92）。主磁极的作用是通入直流电源，产生主磁通。主磁极产生的气隙磁场，使电枢表面的气隙磁通密度按一定波形沿空间分布。励磁绕组用圆形或矩形纯铜绝缘漆包线制成。各磁极的励磁绕组串联连接成一路，以保证各磁极励磁绕组的电流相等。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2）换向极换向极的结构与主磁极类似，安装在两相邻磁极之间，如图2-92所示，其数目一般与磁极数相等。其主要作用是改善换向性能，阻碍电枢线圈换向时产生的感应电动势，防止电刷与换向器在换向时产生电火花，换向极绕组要与电枢绕组串联，小功率直流电机可不装换向极。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升3）机座直流电机的机座用来固定主磁极、换向极、端盖等，并借助底脚将电机固定在基础上。同时，直流电机的机座是磁极间的磁通路径（称为磁轭），所以用导磁性好、机械强度较高的铸钢或厚钢板制成。4）电刷装置电刷装置由电刷、刷握、刷座及弹簧等组成，如图2-93所示。电刷一般由石墨制成，放在刷握内，用弹簧将电刷压紧与换向器表面紧密接触，保证电枢转动时电刷与换向器表面有良好的接触。电刷装置与换向器配合将转动的电枢绕组和静止的外电路连通。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升5）电枢铁芯电枢铁芯是主磁路的一部分，用来通过磁通并嵌放电枢绕组。由于转子在定子主磁极产生的恒定磁场内旋转，因此电枢铁芯内的磁通是交变的，为减少涡流和磁滞损耗，通常用两面涂绝缘漆的0.5mm硅钢片叠压而成。硅钢片上有均匀分布的嵌放电枢绕组的槽和轴向通风孔，如图2-94所示。

6）电枢绕组电枢绕组是产生感应电动势和电磁转矩，实现电能与机械能转换的关键枢纽部件。容量较小的直流电机的电枢绕组用圆形绝缘导线绕制而成，而大多数直流电机的电枢绕组均用矩形绝缘导线绕制成定形线圈，然后嵌入电枢铁芯的槽中，线圈与铁芯之间以及上、下层线圈之间都必须妥善绝缘。为了防止电枢旋转时离心力的作用，绕组在槽内部分用绝缘槽楔固定，而伸到槽外的端接部分则用非磁性绝缘扎带扎紧在线圈支架上。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升

7）换向器换向器是直流电机特有的关键部件，将电枢绕组内部的交流电动势转换成电刷间的直流电动势。换向器的质量好坏将直接影响直流电机的运行可靠性。换向器由许多称为换向片的、彼此互相绝缘的铜片组合而成，有多种结构形式，换向器由V型套筒、换向片、云母片（换向片间的绝缘）和压紧圈等组成紧密整体。小型换向器用热固性环氧树脂热压成整体。电枢绕组端部嵌放在换向片端部槽内，并焊接在一起。8）气隙定子、转子之间的气隙是主磁路一部分，其大小直接影响运行性能。由于气隙磁场由直流励磁产生，因此直流电机的气隙可比异步电机大得多，小型直流电机为1～3mm，大型直流电机可达12mm，任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升

四、直流电机的分类及参数1．直流电机的分类直流电机按照励磁方式的不同，分为他励和自励两种类别，其中，自励又分为并励、串励和复励三种形式。它们的接线形式如图所示。他励电机的励磁电流由另外的直流电源供给，励磁绕组与电枢绕组在电路上没有任何联系。自励电机的励磁绕组与电枢绕组按照特定的方式连接在一起。并励电机的励磁绕组与电枢绕组并联；串励电机的励磁绕组与电枢绕组串联；复励电机的主磁极有两组励磁绕组，一组与电枢绕组并联，一组与电枢绕组串联。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升五、直流电机的工作特性1．串励式直流电机的工作特性串励式直流电机常用作汽车上的起动机，因励磁绕组与电枢绕组串联，所以，励磁电流与电枢电流相等，磁通与电枢电流成正比。1）起动转矩大2）轻载转速高，重载转速低3）短时输出功率最大六、直流电机的常见故障直流电机常见的故障有：直流发电机不发电或发电电压低；直流电动机不转动或转动不正常；电刷火花过大；电机过热及机壳漏电等。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、实施条件实训工位6个，直流电机6台，万用表6块，常用拆装工具6套，卡尺6个。二、实施计划1．使用常用的拆装工具，规范地拆装电机。2．使用常用的检测仪器及设备（万用表、游标卡尺）检修。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升学生学习情况评价表考核项目评分标准分值学生

自评

（20%）小组

互评（30%）教师

评价

（50%）小计知识目标直流电机的工作原理及结构能理解10

直流电机的分类、特性及应用能掌握15

直流电机的常见故障能叙述10

技能目标拆装直流电机会拆装15

直流电机定子、转子结构。能识别10

使用万用表检测直流电机励磁线圈、电枢会检测10

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1.简单的电阻混（1）电动机按照工作电源分类如图2-100所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升一、填空题1．直流电机的参数有_________________、________________、_________________、______________、_______________。2．直流电机是指能将直流电能转换成_______或将________转换成直流电能的旋转电机。它是能实现_______和_________互相转换的电机。当它作为电动机运行时是直流电动机，将___能转换为____能；作为发电机运行时是直流发电机，将____能转换为_____能。3．直流电机按照励磁方式的不同，分为____和_____两种类别，其中，自励又分为：________、_________、_________三种形式。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升三、简答题1．串励式直流电机的工作特性是什么？2．并励式直流电机的工作特性是什么？3．直流电机的结构组成有哪些？二、选择题1．应用于汽车起动机中的直流电机电枢