汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 教學(xué)課件 作者 萬捷 第4章.ppt

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1、第4章電動機(jī)與發(fā)電機(jī)4.1直流電動機(jī)4.2汽車交流發(fā)電機(jī)4.3伺服電動機(jī)4.4步進(jìn)電動機(jī)第4章電動機(jī)與發(fā)電機(jī)理解并掌握各種電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理；了解直流電動機(jī)的分類、機(jī)械特性和反轉(zhuǎn)、調(diào)速的方法；了解汽車交流發(fā)電機(jī)的勵磁方式；掌握汽車交流發(fā)電機(jī)的型號命名方法；了解永磁電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)在汽車上的典型應(yīng)用。本章要求:4.1直流電動機(jī)4.1.1直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由磁極、電樞和換向器部分構(gòu)成。1.磁極用來在電機(jī)中產(chǎn)生磁場。分成鐵心和勵磁繞組。勵磁式：鐵心纏上繞組構(gòu)成永磁式：由永久磁鐵組成總目錄上頁章目錄下頁返回2.電樞也包括鐵心和繞組（線圈）兩大部分。是電機(jī)中產(chǎn)

2、生感應(yīng)電動勢的部分。鐵心呈圓柱狀，用硅鋼片疊成，表面沖有槽，放電樞繞組（線圈）。總目錄上頁章目錄下頁返回3.換向器換向器是直流電機(jī)的特殊裝置，用來改變電流的方向。換向器由換向片組成，各片之間用云母絕緣。換向片在套筒外表面圍成一圈，用壓圈固定。總目錄上頁章目錄下頁返回?fù)Q向器裝在轉(zhuǎn)軸上。電樞繞組的導(dǎo)線按一定規(guī)則與換向片相連接。換向器的凸起部分是焊接電樞繞組的。轉(zhuǎn)軸換向器的表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動的電樞繞組得以同外電路連接起來?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?.1.2直流電動機(jī)的工作原理1.轉(zhuǎn)動原理電流和磁場相互作用的原理。電樞線圈通入直流電以后，在磁極的磁場

3、中受力，形成轉(zhuǎn)矩，在其推動下轉(zhuǎn)動。SbNacd電刷換向片U–+IITnFF在直流電機(jī)轉(zhuǎn)動時，換向器起著非常重要作用，通過它可以改變電樞線圈電流方向，保證了電樞能一直旋轉(zhuǎn)下去?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷?.1.2直流電動機(jī)的工作原理1.轉(zhuǎn)動原理電流和磁場相互作用的原理。電樞線圈通入直流電以后，在磁極的磁場中受力，形成轉(zhuǎn)矩，在其推動下轉(zhuǎn)動。SdNcab電刷換向片U–+IITnFF在直流電機(jī)轉(zhuǎn)動時，換向器起著非常重要作用，通過它可以改變電樞線圈電流方向，保證了電樞能一直旋轉(zhuǎn)下去。總目錄上頁章目錄下頁返回U–+EETnSbNdFFacII換向片電刷2.反電動勢和電磁

4、轉(zhuǎn)矩（1）反電動勢線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由右手定則，感應(yīng)電動勢的方向與電流的方向相反，故稱反電動勢?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷谻E:與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n:電動機(jī)轉(zhuǎn)速?：磁通E=CE?n電樞線圈的總的反電動勢E與電樞轉(zhuǎn)速n及每極磁通Φ成正比：式中：U—外加電壓Ra—繞組電阻–RaIaE+–+UM反電動勢因方向與電流相反，具有阻礙電流通過的性質(zhì)，電樞中的電阻也具有同樣的性質(zhì)。因此，為了維持電流的不變，外加電壓要對他們加以平衡，于是得到電樞回路電壓平衡方程：總目錄上頁章目錄下頁返回CT:與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，稱為轉(zhuǎn)矩常數(shù)；?:電機(jī)每極的磁通

5、；Ia：電樞繞組中的電流。直流電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由電樞繞組中的電流在磁場中受力形成的，因此電磁轉(zhuǎn)矩T與電樞電流Ia以及每極磁通Φ有關(guān)，常用以下公式表示：T=CT?Ia單位:?(Wb)，Ia(A)，T(N?m)（2）電磁轉(zhuǎn)矩由式可知，電磁轉(zhuǎn)矩T與每極磁通Φ和電樞電流Ia成正比。總目錄上頁章目錄下頁返回T=CT?Ia電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩的方向由Φ和Ia的方向決定，只要改變其中一個量的方向，電磁轉(zhuǎn)矩的方向也隨之改變，從而電動機(jī)的轉(zhuǎn)向也就改變。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,它使電樞轉(zhuǎn)動。在電機(jī)運(yùn)行時，電磁轉(zhuǎn)矩必須和機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩及空載損耗轉(zhuǎn)矩相平衡，即TL:機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩

6、T0:空載轉(zhuǎn)矩上式稱為轉(zhuǎn)矩平衡方程總目錄上頁章目錄下頁返回當(dāng)電動機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時，通過電動機(jī)轉(zhuǎn)速、電動勢、電樞電流的變化，電磁轉(zhuǎn)矩將自動調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。轉(zhuǎn)矩平衡過程例：設(shè)外加電樞電壓U一定，T=TL(平衡)，此時，若TL突然增加，則調(diào)整過程為達(dá)到新的平衡點(diǎn)(Ia?、P入?)。TL?n?Ia?T?E?總目錄上頁章目錄下頁返回4.1.3直流電動機(jī)的分類與機(jī)械特性1.分類（1）他勵電動機(jī)直流電機(jī)按照勵磁方式可分為他勵電動機(jī)、并勵電動機(jī)、串勵電動機(jī)和復(fù)勵電動機(jī)UaUfIaM+_+_If勵磁繞組和電樞繞組相互獨(dú)立，分別由兩個直流電源供

7、電，因此勵磁電流If僅取決于勵磁電源的電壓Uf和勵磁回路的總電阻，而不受電樞端電壓Ua的影響。在電路圖中，線圈代表勵磁繞組，圓圈表示電樞（繞組）?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷兀?）并勵電動機(jī)IaUM+_If+_IE勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個直流電源供電。因此勵磁電流If不僅與勵磁回路的電阻有關(guān)，而且還受電樞電壓U的影響。UIf+_IaM（3）串勵電動機(jī)勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)接到同一電源上。由于通過勵磁繞組的電流就是電樞電流，其值大，為了減小電樞電壓降和銅損，勵磁繞組應(yīng)具有較小的電阻，因此勵磁繞組匝少導(dǎo)粗?？偰夸浬享撜履夸浵马摲祷兀?）復(fù)勵電動機(jī)U+_IMI

8、a勵磁繞組分成兩部分，與電樞繞組并聯(lián)的部分，稱為并勵繞組；與電樞繞