汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)課件作者呂娜項(xiàng)目四.ppt

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1、項(xiàng)目四直流電動(dòng)機(jī)及其在汽車中的應(yīng)用任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)任務(wù)4.2車用起動(dòng)機(jī)返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)活動(dòng)4.1.1直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子(又稱電樞)兩部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖4一1所示。主要部件有主磁極、換向器、電樞等。(1)主磁極其作用是通入直流勵(lì)磁電流，產(chǎn)生主磁場。它由主磁極鐵芯和主磁極繞組組成，主磁極鐵芯靠近轉(zhuǎn)子一端的擴(kuò)大部分稱為極靴，它的作用是使產(chǎn)生氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場分布，并使主磁極繞組容易固定。主磁極繞組由絕緣銅線(鋁線)在專用設(shè)備上繞好后經(jīng)絕緣處理，借助主磁極框架套裝在主磁極鐵芯上，主磁極鐵芯用螺釘固定在機(jī)座上，如圖

2、4一2所示。下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)主磁極的個(gè)數(shù)一定是偶數(shù)，主磁極繞組的連接必須使得相鄰主磁極的極性按N,S交替出現(xiàn)。(2)電樞其作用是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，形成電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分。主要由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等組成，如圖4一3所示。(3)換向器直流電動(dòng)機(jī)的換向器是一個(gè)非常關(guān)鍵的部件，換向器運(yùn)行性能的好壞直接影響到電動(dòng)機(jī)的換向。上一頁下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)換向器的結(jié)構(gòu)如圖4-4所示，它由許多不規(guī)則換向銅片和將銅片隔開的云母片一片隔一片地疊成圓筒形，凸起的一端為升高片，用來與電樞繞組端頭相連，下面有兩個(gè)燕尾槽，利

3、用換向器套筒、V形壓圈及螺旋壓圈將換向銅片及云母片緊固成一個(gè)整體，在換向片與套筒、壓圈之間用V形云母環(huán)絕緣，最后將換向器壓在轉(zhuǎn)軸上。換向器采用直接套軸式結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)換向器的傳動(dòng)跟隨性，避免升高片的扭振?；顒?dòng)4.1.2直流電動(dòng)機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場內(nèi)受電磁力而運(yùn)動(dòng)的原理制造的。上一頁下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)如圖4一5所示的原理電路中，在磁極N和S之間，放置一個(gè)能繞軸00‘旋轉(zhuǎn)的線圈abed(稱為電樞繞組)，并借助換向片及電刷將外部直流電源加到線圈上，如圖4-5(a)所示電流由A電刷流入，由B電刷流出。線圈abcd中的電流方向如圖

4、中箭頭所示(b→a)，用右手定則判斷出線圈受力后將繞軸OO′以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖4一5(b)對應(yīng)的位置2時(shí)，電刷A和B被換向器直接短接，線圈中沒有電流，故線圈不受力的作用，但由于慣性的作用仍將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到圖4-5(c)的位置3時(shí)，由于換向器的作用，雖然線圈中的導(dǎo)體在磁極中所處的位置正好與圖4一5(a)圖時(shí)相反，但仍保持在N極下的導(dǎo)體中的電流方向不變(c→d)，從而使線圈的受力方向及旋轉(zhuǎn)方向不變，電動(dòng)機(jī)就能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。上一頁下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)圖4一5(d)位置4與圖4一5(b)位置2類似，只是線圈位置相反，它同樣不受力的作用，但由

5、于慣性的作用仍將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。由此得出直流電動(dòng)機(jī)的工作原理為:直流電動(dòng)機(jī)在外加直流電壓作用下，電樞繞組中的電流與磁場相互作用產(chǎn)生磁力使繞組旋轉(zhuǎn);當(dāng)繞組進(jìn)入異性磁極時(shí)，由于換向器的作用，繞組中的電流方向也相應(yīng)改變，以維持轉(zhuǎn)矩方向不變，從而使直流電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)，把直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出?；顒?dòng)4.1.3直流電動(dòng)機(jī)分類直流電動(dòng)機(jī)的主磁場一般有兩種產(chǎn)生方法:一種是利用永久磁鐵，一般在功率很小的電動(dòng)機(jī)中采用;另一種是利用給主磁極繞組通入直流電產(chǎn)生主磁場。上一頁下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)按主磁場繞組(又稱勵(lì)磁繞組)與電樞繞組接線方式的不同，直流電動(dòng)機(jī)可分為以下幾類

6、。(1)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組由獨(dú)立的勵(lì)磁電源供電，如圖4-6所示，它與電樞繞組互不相連，勵(lì)磁電流的大小由勵(lì)磁電源電壓UL及串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RP的大小決定，調(diào)節(jié)RP的大小可以調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小。(2)自勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組不需單獨(dú)的勵(lì)磁電源，按勵(lì)磁繞組與電樞連接方式的不同又可分為以下幾種。①并勵(lì)電動(dòng)機(jī)。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)繞組與電樞繞組并聯(lián)，如圖4一7所示，利用調(diào)節(jié)電阻的大小調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。上一頁下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線線徑細(xì)，勵(lì)磁電流只是電樞電流的一部分。②串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖4一8所示，勵(lì)磁繞組匝數(shù)少，導(dǎo)線線徑較粗，則在勵(lì)磁

7、繞組上的電壓降很低。③復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。它有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一組與電樞繞組并聯(lián)，另一組與電樞繞組串聯(lián)，如圖4-9所示。當(dāng)兩組繞組產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，稱為積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī);當(dāng)兩繞組產(chǎn)生的磁通方向相反時(shí)，稱為差復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)?；顒?dòng)4.1.4直流電動(dòng)機(jī)的控制1.直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)上一頁下一頁返回任務(wù)4.1直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)接到規(guī)定電源后，轉(zhuǎn)速從零上升到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過程稱為起動(dòng)過程。對直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求為起動(dòng)電流小;起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大;起動(dòng)設(shè)備要簡單可靠。在直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，電源電壓直接作用到電樞繞組上，產(chǎn)生的電流稱為起動(dòng)電流。因?yàn)殡姌欣@組電阻一般很小，故起動(dòng)電流很大，為電動(dòng)機(jī)

8、額定電流的10~20倍。這樣大的起動(dòng)電流將帶來以下不良影響:①使電動(dòng)機(jī)與換向器之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的火