汽车电工电子技术 第2版 课件 项目三汽车常用电磁器件原理分析与检测

项目三汽车常用电磁器件的原理分析与检测项目三

汽车常用电磁器件的原理分析与检测

任务1

汽车用继电器的分析与检测

任务2汽车用变压器的原理分析与检测任务1汽车用继电器的分析与检测一、磁场的产生二、电和磁的关系

三、磁路四、铁磁性材料五、霍尔元件及在汽车中的应用六、电磁铁及其在汽车上的应用七、继电器及其在汽车上的应用汽车喇叭继电器出现故障，如何进行检测、故障排除？

任务一汽车喇叭继电器故障检测一、磁场的产生物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫磁体。2.磁体的性质（1）磁体两端磁性最强。（2）同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引，磁极之间存在相互作用力。（3）原来没有磁性的铁磁物质，放在磁铁旁边会获得磁性，称为磁化。被磁化的铁磁物质远离磁铁后仍保留一定的磁性，称为剩磁。1.磁体3.磁场

磁场具有力和能的性质，磁场是磁体周围空间的一种特殊物质。磁场具有强弱和方向，而且在磁场的不同位置上其强弱和方向一般情况下也是不同的。通常用磁力线直观形象地表示出磁场在空间各点的强弱和方向。图3.1条形磁铁磁场（a）直线电流的磁场（b）右手螺旋定则（c）通电线圈的磁场（d）右手螺旋定则二、电和磁的关系图3.2电流的磁场磁通集中通过的闭合路径称为磁路。图3.3电工设备中常见的磁路三、磁路（1）高导磁性图3.4磁性材料的B-H曲线

在无外磁场作用时，对外不显示磁性。在外磁场作用下，开始时由于外磁场较小，磁畴转向外磁场方向的较少，故显示的磁性不大，如图所示中oa段。当外磁场继续增大时，便产生了一个很强的与外磁场同方向的磁化磁场，而使磁性材料内的磁感应强度大大增加，如图所示中ab段。

磁性材料磁化所产生的磁场不会随外磁场的增强而无限增强。当外磁场增大到一定值时，全部磁畴的磁场方向都转到与外磁场方向一致，这时磁性材料内的磁感应强度将达到饱和值，如图所示中bc段。四、铁磁性材料（2）磁饱和性1.铁磁性材料的磁性能（3）磁滞性

所谓磁滞，就是在外磁场H值作正负变化（如线圈中通以交变电流）的反复磁化过程中，磁性材料中磁感应强度B的变化总是落后于外磁场的变化。当外磁场被去除后，即H=0时，磁性材料将产生剩磁，如图中Br点所示。但有时又需去掉剩磁，如当工件在平面磨床上加工完毕后，由于电磁吸盘有剩磁，还将工件吸住，为此，应加反方向的外磁场，即通入反向去磁电流，去掉剩磁，才能将工件取下。铁磁性材料按其磁滞回线形状不同，可分成三类：一类是软磁材料，另一类是硬磁材料，第三类是矩磁材料。图3.5磁滞回线

（1）软磁材料。软磁材料的特点是磁导率很大，容易磁化，也容易去磁。如汽车上的发电机转子、起动机用的转子、高压线圈内的铁芯以及各种继电器用的铁芯等均为软磁材料。

（2）硬磁材料。硬磁材料的特点是不易磁化，也不易去磁。常用来制造永久磁铁，用于磁电系仪表和各种扬声器中，如汽车上常用的电磁式仪表、电压表、机油压力表、燃油表等均采用永磁式转子。

（3）矩磁材料。矩磁材料的特点是在很小的外磁场作用下，就能磁化并达到饱和；外磁场去掉后，磁性不变。主要用来制造计算机中存储元件的环形磁心。2.铁磁性材料的分类五、霍尔元件及在汽车中的应用

1.霍尔效应和霍尔元件

将左手伸开，让磁感应线穿过掌心，四指指向控制电流的方向，大拇指所指的方向就是霍尔电压UH的正极。

图3.6霍尔效应

霍尔效应传感器如图所示，在转子表面靠近边缘的地方固定一小块磁铁，将霍尔元件设置在转子边上靠近转子的地方，正面对着磁铁。当磁铁转到霍尔元件正面时，霍尔元件输出电压；磁铁转过后，输出电压为零。因此，转子每旋转一周，霍尔元件就输出一个脉冲，这些脉冲接入频率计或计数器即可测出转子转速。因为转子与曲轴连接在一起，因此这里测出的转速就是汽车发动机的转速。

图3.7霍尔效应传感器六、电磁铁及在汽车上的应用衔铁铁心铁心线圈线圈衔铁结构：线圈、铁心、衔铁利用电磁力实现某一机械发生动作的电磁元件。1.电磁铁图3.8电磁铁的结构图3.9盆形电喇叭结构图2.电喇叭汽车盆形电喇叭由铁芯、线圈、衔铁、膜片、触点、共鸣板组成。

汽车电控燃油喷射系统中的喷油器如图所示，其中，电磁铁中的衔铁与针阀是一体的。喷油器就是采用电磁铁的电磁吸力来打开或关闭燃油计柱塞，从而控制喷油器的喷油量的。当发动机ECU发出喷油信号，电磁线圈通电后产生电磁吸力，吸引衔铁沿着轴向向右移动，并带动针阀克服弹簧弹力离开阀座，燃油即开始喷射。当发动机ECU发出停止喷油指令时，喷油器电磁线圈的搭铁回路被切断，电磁吸力消失，在弹簧弹力作用下针阀关闭，喷油停止。3.汽车电控燃油喷射系统中的喷油器图3.10汽车电控燃油喷射系统中的喷油器（1）电磁式继电器

电磁式继电器的结构和工作原理与接触器基本相同，它由电磁机构和触头系统组成。按吸引线圈电流分类：直流电磁式继电器和交流电磁式继电器1－底座2－反作用弹簧3－调节螺钉4－非磁性垫片5－衔铁6－铁心7－极靴8－线圈9－触头七、继电器及其在汽车上的应用1.两种典型继电器图3.11电磁式继电器控制电路工作电路S1MS2S

电磁继电器是一种用控制电路中的小电流或低电压去控制大电流或高电压的自动开关电器。图3.12电磁继电器工作原理（2）干簧继电器

当线圈通入电流时，在线圈的轴向产生了磁场，该磁场使密封管内的两干簧片磁化，于是在两干簧片触点产生极性相反的两种磁极，它们就相互吸引而闭合。当线圈断电时，磁场消失，两干簧片也失去磁性，依靠其自身的弹性而恢复原位，使触点断开。图3-13干簧管继电器a）接通电流时

b）切断电流时（3）汽车电喇叭继电器

利用开关控制继电器的吸合与断开，而利用继电器的触点控制电气部件的通断，这样就可以避免开关或按键无法承受汽车电气部件的大电流而烧毁。

图3.14电喇叭继电器电路

任务2汽车用变压器的原理分析与检测一、变压器的基本结构和工作原理二、变压器的特性

三、特殊变压器四、汽车上使用的变压器铁心

绕组

铁心

绕组

一、变压器的基本结构和工作原理任务二汽车用变压器铁心:硅钢片叠压而成。绕组:高压绕组和低压绕组同心地套在铁心上。

其他部件:油箱、冷却装置、保护装置等。图3.19心式变压器图3.20壳式变压器＋u2－e1e2＋u1－ZLi2i1ΦΦ

1Φ

2一次绕组二次绕组变压器符号AXax图3.21变压器原理图一、变压器的基本结构和工作原理1.电压变换U1U20—–=–—=KN1N2—变比2.电流变换3.阻抗变换'ZL=K2ZL'|ZL|=K2|ZL|I1I2—–=–—=—

N2N11K—–=–—=—

N2N1二、变压器特性U1•N1N2ZL•U21.自耦变压器：二次绕组是一次绕组的一部分

三、特殊变压器

•U1

•N1N2

•U2ZLI1

•I2

•I手柄绕组接触臂图3.22自耦变压器2.仪用互感器注意:(1)测量时二次绕组电路不允许短路！(2)电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电电路上，低压绕组则与电压表相连三、特殊变压器（1）电压互感器图3.23电压互感器2.仪用互感器N1N2负载A~i1i2注意:(1)测量时二次绕组电路不允许开路！(2)一次绕组工作电压较高时，二次绕组与铁心必须接地。

三、特殊变压器（2）电流互感器图3.24电流互感器2.仪用互感器三、特殊变压器

利用电流互感器原理可以制作便携式钳形电流表，它的闭合铁心可以张开，将被测载流导线穿入铁心窗口内，这根导线相当于匝数为1的电流互感器一次绕组，铁心上绕有二次绕组，与测量仪表连接，可直接读出被测电流的数值。使用钳形电流表测量电流时不用断开电路，使用非常方便。图3.25钳形电流表五、汽车上使用的变压器

在汽车上应用最典型的自耦变压器就是点火线圈，它能将汽车电源系统提供的低压变为高达几千伏甚至上万伏的高压，用于点燃发动机内的汽油混合气。

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