汽車電路分析4課件

汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)制作:第四章電動(dòng)機(jī)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。2.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。4.掌握直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)4.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第四章電動(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。4.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)第四章電動(dòng)機(jī)2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)構(gòu)造分成兩種，籠式和繞線式。

4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)4.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第四章電動(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。1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)AXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁

場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600動(dòng)畫0

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)p=2時(shí)0旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?n0又稱同步轉(zhuǎn)速2.轉(zhuǎn)動(dòng)原理3.轉(zhuǎn)差率4.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理第四章電動(dòng)機(jī)4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)4.2.1電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n1的關(guān)系曲線第四章電動(dòng)機(jī)4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1.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。2.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。3.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)瞬間時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為啟動(dòng)能力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)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)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：第四章電動(dòng)機(jī)4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.3.1起動(dòng)4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行第四章電動(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):（1）起動(dòng)電流不能太大。（2）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)。1.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，這種起動(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。2.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)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—三角形降壓起動(dòng)。4.3.1

起動(dòng)方法(1)直接起動(dòng)直接起動(dòng)適用于7.5千瓦以下，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)不頻繁且電網(wǎng)容量足夠大

。(2)降壓起動(dòng)：星形-三角形(Y－)

換接起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)定子繞組串電阻起動(dòng)（適用于籠型三相異步電動(dòng)機(jī)）設(shè)：電機(jī)每相阻抗為(1)Y－換接起動(dòng)

降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的+－

起動(dòng)U1U2V1V1W1W2+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W24.3.2制動(dòng)第四章電動(dòng)機(jī)制動(dòng)問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?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。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)做詳細(xì)闡述。1.能耗制動(dòng)2.反接制動(dòng)4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行三相異步電動(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)。4.3.3反轉(zhuǎn)第四章電動(dòng)機(jī)4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行4.3.4調(diào)速第四章電動(dòng)機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，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，這就是通常所說的調(diào)速。1.變頻調(diào)速變頻調(diào)速指通過改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)供電電源的頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。它主要由整流器﹑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。以此來實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速。2.變極調(diào)速變極調(diào)速就是通過改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。3.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速在三相異步電動(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)速變阻器的大小，就可平滑調(diào)速。4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行直流電動(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)磁方式第四章電動(dòng)機(jī)4.4直流電動(dòng)機(jī)車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要用來對(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。1.操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作過程結(jié)構(gòu)4.4.3車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)第四章電動(dòng)機(jī)4.4直流電動(dòng)機(jī)zz1.操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作過程工作原理（1）點(diǎn)火開關(guān)旋到起動(dòng)檔時(shí)，起動(dòng)機(jī)電磁開關(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)，齒輪與齒圈嚙合。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，單向離合器