汽車電路分析4

1、汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)制作:趙魯敬第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1. 理解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。理解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。2. 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性。掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性。3. 理解單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。理解單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。4. 掌握直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。掌握直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 4.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。 4.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電

2、動(dòng)機(jī)1. 定子定子 定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，主要由鐵芯和繞在鐵芯上的三相繞組構(gòu)成。定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，主要由鐵芯和繞在鐵芯上的三相繞組構(gòu)成。鐵芯一般由表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，其內(nèi)圓周均勻分布一定數(shù)量鐵芯一般由表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，其內(nèi)圓周均勻分布一定數(shù)量的槽孔，用以嵌置三相定子繞組。每相繞組分布在幾個(gè)槽內(nèi)，整個(gè)繞組和鐵的槽孔，用以嵌置三相定子繞組。每相繞組分布在幾個(gè)槽內(nèi)，整個(gè)繞組和鐵芯固定在機(jī)殼上芯固定在機(jī)殼上4.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)構(gòu)造分成兩種，籠式和繞線式。轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)構(gòu)造分成兩種，籠式和繞線式。 4.1.

3、2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 定子繞組接通三相交流電源后，在定子繞組內(nèi)形成三相對(duì)稱電流，在電定子繞組接通三相交流電源后，在定子繞組內(nèi)形成三相對(duì)稱電流，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并切割磁力線，使動(dòng)機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并切割磁力線，使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩者相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩者相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生2. 轉(zhuǎn)動(dòng)原理轉(zhuǎn)動(dòng)原理3. 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率4.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)4.2.1 電磁轉(zhuǎn)矩T與

4、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n1的關(guān)系曲線第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)1. 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩如圖所示曲線中的點(diǎn)是額額定轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩如圖所示曲線中的點(diǎn)是額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，稱為額定工作點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)若運(yùn)行在該點(diǎn)定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，稱為額定工作點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)若運(yùn)行在該點(diǎn)或附近，其效率及功率因數(shù)均較高?；蚋浇湫始肮β室驍?shù)均較高。2. 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩為三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩最大值。最大轉(zhuǎn)矩為三相異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩最大值。3. 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)瞬間時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)瞬間時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

5、4.2.2 轉(zhuǎn)矩與功率的關(guān)系 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)速與電磁力矩的關(guān)系有：載能力。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)速與電磁力矩的關(guān)系有： 自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其他動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如柴油機(jī)當(dāng)自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其他動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大節(jié)氣門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載）負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大節(jié)氣門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載）另外，由力學(xué)知識(shí)可以得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與功率關(guān)系式：另外，由力學(xué)知識(shí)可以得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與功率關(guān)系式：

6、第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，表示為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，表示為4.2.3 電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系 第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)4.3.1 起動(dòng) 4.3 第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求有以下幾點(diǎn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求有以下幾點(diǎn):（1）起動(dòng)電流不能太大。）起動(dòng)電流不能太大。（2）要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。）要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（3）起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，便于操作及維護(hù)。）起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，便于操作及維護(hù)。1. 直接起動(dòng)（全壓起動(dòng)）直接起動(dòng)（全壓起動(dòng)） 利用斷路器或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上

7、，這種起動(dòng)利用斷路器或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上，這種起動(dòng)方法稱為直接起動(dòng)。方法稱為直接起動(dòng)。 直接起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是起動(dòng)電流大。直接起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是起動(dòng)電流大。2. 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)結(jié)束時(shí)再恢復(fù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)結(jié)束時(shí)再恢復(fù)額定電壓運(yùn)行。由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩明顯減小所以降壓起動(dòng)適用于容量較大的籠型額定電壓運(yùn)行。由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩明顯減小所以降壓起動(dòng)適用于容量較大的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)及對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高的生產(chǎn)機(jī)械?；\型三相異步電動(dòng)機(jī)降三相異步電動(dòng)機(jī)及對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求

8、不高的生產(chǎn)機(jī)械?；\型三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的方法有定子繞組串電阻（或電抗）降壓起動(dòng)，自耦變壓器降壓起動(dòng)，壓起動(dòng)的方法有定子繞組串電阻（或電抗）降壓起動(dòng)，自耦變壓器降壓起動(dòng)，星形星形三角形降壓起動(dòng)。三角形降壓起動(dòng)。4.3.2 制動(dòng)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)問(wèn)題研究的是怎樣使穩(wěn)定運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)在斷電后，在最短的時(shí)間制動(dòng)問(wèn)題研究的是怎樣使穩(wěn)定運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)在斷電后，在最短的時(shí)間內(nèi)克服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分及其拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的慣性而迅速停車，以達(dá)到靜止內(nèi)克服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分及其拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的慣性而迅速停車，以達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)。對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確制動(dòng)不僅能保證工作安全，而且還能提高生產(chǎn)效率。狀態(tài)。對(duì)電動(dòng)

9、機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確制動(dòng)不僅能保證工作安全，而且還能提高生產(chǎn)效率。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。其中電氣制動(dòng)主要三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。其中電氣制動(dòng)主要有：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和發(fā)電反饋制動(dòng)等。本節(jié)就能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)做詳有：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和發(fā)電反饋制動(dòng)等。本節(jié)就能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)做詳細(xì)闡述。細(xì)闡述。1. 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 2. 反接制動(dòng)反接制動(dòng)4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子方向與定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子方向與定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于定子繞組通入的三相電流的方向，所以只要將三根電源線中的任的轉(zhuǎn)向

10、取決于定子繞組通入的三相電流的方向，所以只要將三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，通入定子繞組的電流相序改變，從而就可使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變意兩根對(duì)調(diào)，通入定子繞組的電流相序改變，從而就可使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。4.3.3 反轉(zhuǎn) 第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)4.3 4.3.4 調(diào)速 第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為滿足生產(chǎn)機(jī)械的需要，需要人為地改變電動(dòng)機(jī)的在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為滿足生產(chǎn)機(jī)械的需要，需要人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這就是通常所說(shuō)的調(diào)速。轉(zhuǎn)速，這就是通常所說(shuō)的調(diào)速。 1. 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 變頻調(diào)速指通過(guò)改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)供電電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。它主

11、變頻調(diào)速指通過(guò)改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)供電電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。它主要由整流器要由整流器逆變器逆變器控制電路三部分組成。整流器先將的交流電轉(zhuǎn)換成電控制電路三部分組成。整流器先將的交流電轉(zhuǎn)換成電壓可調(diào)的直流電，再由逆變器變換成頻率連續(xù)可調(diào)，電壓也可調(diào)的三相交流壓可調(diào)的直流電，再由逆變器變換成頻率連續(xù)可調(diào)，電壓也可調(diào)的三相交流電。以此來(lái)實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。電。以此來(lái)實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。2. 變極調(diào)速變極調(diào)速 變極調(diào)速就是通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)變極調(diào)速就是通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。速。3. 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 在三相異步

12、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)中，已提及繞線式轉(zhuǎn)子的三根引出線，通過(guò)滑環(huán)在三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)中，已提及繞線式轉(zhuǎn)子的三根引出線，通過(guò)滑環(huán)電刷等最終會(huì)接到起動(dòng)裝置或調(diào)速用的變阻器上。只要改變調(diào)速變阻器的電刷等最終會(huì)接到起動(dòng)裝置或調(diào)速用的變阻器上。只要改變調(diào)速變阻器的大小，就可平滑調(diào)速。大小，就可平滑調(diào)速。4.3 直流電動(dòng)機(jī)是依據(jù)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而旋轉(zhuǎn)的原理制造的，主要由定直流電動(dòng)機(jī)是依據(jù)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而旋轉(zhuǎn)的原理制造的，主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。通常將磁場(chǎng)固定不動(dòng)，而導(dǎo)體做成可以在磁場(chǎng)內(nèi)繞中子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。通常將磁場(chǎng)固定不動(dòng)，而導(dǎo)體做成可以在磁場(chǎng)內(nèi)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。心軸旋轉(zhuǎn)。4.4.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)

13、構(gòu)及轉(zhuǎn)動(dòng)原理4.4 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)定子磁極、的產(chǎn)生一般有兩種方法，一種方法是用永久磁鐵，另直流電動(dòng)機(jī)定子磁極、的產(chǎn)生一般有兩種方法，一種方法是用永久磁鐵，另一種方法是給定子鐵芯上的勵(lì)磁繞組通入直流電。按勵(lì)磁繞組與電樞繞組連接方一種方法是給定子鐵芯上的勵(lì)磁繞組通入直流電。按勵(lì)磁繞組與電樞繞組連接方式的不同，直流電動(dòng)機(jī)可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。式的不同，直流電動(dòng)機(jī)可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。 4.4.2 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)4.4 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要用來(lái)對(duì)靜態(tài)下的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)，包括直流串

14、勵(lì)式車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要用來(lái)對(duì)靜態(tài)下的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)，包括直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)、操縱機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分。電動(dòng)機(jī)、操縱機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分。1.操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)4.4.3 車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)4.4 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)zz1.操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程 工作原理工作原理（1）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)旋到起動(dòng)檔時(shí)，起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)電路接通，有吸拉線圈電路和保）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)旋到起動(dòng)檔時(shí)，起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)電路接通，有吸拉線圈電路和保持線圈電路；另外起動(dòng)機(jī)主電路接通，同時(shí)輔助接線柱也被接通。電樞旋轉(zhuǎn)，齒持線圈電路；另外起動(dòng)機(jī)主電路接通，同時(shí)輔

15、助接線柱也被接通。電樞旋轉(zhuǎn)，齒輪與齒圈嚙合。輪與齒圈嚙合。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，單向離合器使驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸脫開(kāi)，防止了起動(dòng)機(jī)超速。）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，單向離合器使驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸脫開(kāi)，防止了起動(dòng)機(jī)超速。（3）放松點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)電路斷路，瞬間，兩線圈上流過(guò)電流流）放松點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)電路斷路，瞬間，兩線圈上流過(guò)電流流向相反，鐵芯退磁回位，主電路斷開(kāi)，齒輪與齒圈脫開(kāi)嚙合。向相反，鐵芯退磁回位，主電路斷開(kāi)，齒輪與齒圈脫開(kāi)嚙合。4.4.3 車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)第四章第四章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)4.4 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主要由驅(qū)動(dòng)齒輪、單向離合器和撥叉組成。主要由驅(qū)動(dòng)齒輪、單向離合器和撥叉組成。 單向離合器單向離合器：將電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后自動(dòng)打滑，：將電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后自動(dòng)打滑