汽車電工電子基礎(chǔ)(第二版)-3.2電動(dòng)門窗電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)

3.2電動(dòng)門窗電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)項(xiàng)目三:電的磁效應(yīng)及應(yīng)用門窗升降器的作用電動(dòng)機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)電動(dòng)門窗系統(tǒng)的組成與功能電動(dòng)門窗開關(guān)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)1234實(shí)施項(xiàng)目51.門窗升降器的作用

門窗升降器是一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是執(zhí)行駕駛員或乘員的指令使門窗升降，它主要是由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置等組成。我們這里重點(diǎn)研究電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置在電器課程會(huì)具體介紹。

電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。在汽車上電動(dòng)機(jī)可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域，比如啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用的起動(dòng)馬達(dá)，升降車窗玻璃的電機(jī)等。2.電動(dòng)機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)當(dāng)電路接通時(shí)，如圖3-5a所示，線圈abcd的電流方向是：蓄電池正極→勵(lì)磁繞組→電刷→換向片A→線圈（a→d）→換向片B→電刷→搭鐵，此時(shí)勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生電磁場，磁場磁極如圖中所示，根據(jù)左手定則可知，線圈中的有效邊ab與cd所受磁場力F的方向如圖中所示，此時(shí)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向?yàn)槟鏁r(shí)針。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過半周后，如圖3-5b所示，線圈abcd中的電流方向發(fā)生改變，電流方向是：蓄電池正極→勵(lì)磁繞組→電刷→換向片B→線圈（d→a）→換向片A→電刷→搭鐵，此時(shí)線圈中的電流方向雖改變?yōu)閐→a，但線圈中的有效邊ab與cd所受的磁場力F的方向同時(shí)改變，故線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向不變，仍為逆時(shí)針方向。圖3-5直流電動(dòng)機(jī)的工作原理3.電動(dòng)門窗系統(tǒng)的組成與功能電動(dòng)車窗主要由車窗玻璃、車窗玻璃升降器、電動(dòng)機(jī)和控制開關(guān)等組成。電動(dòng)車窗主要由車窗升降器、電動(dòng)機(jī)、繼電器、開關(guān)等組成，如圖3-13所示。a控制開關(guān)b電動(dòng)車窗升降器圖3-13電動(dòng)門窗及控制開關(guān)電動(dòng)門窗的功能設(shè)計(jì)師這樣的：駕駛員操作時(shí)，可以使四個(gè)車窗中的任意一個(gè)上升或下降，乘員只能使所在某一個(gè)門上車窗玻璃上升或下降。也就是說電動(dòng)門的窗控制開關(guān)有兩套，一套裝在駕駛員側(cè)車門扶手上，為總開關(guān)，可控制每個(gè)車窗的升降。另一套分別裝在每個(gè)乘客門上，為分開關(guān)，可單獨(dú)控制一個(gè)車窗。所有車窗電動(dòng)機(jī)都要通過總開關(guān)搭鐵，如果總開關(guān)斷開，分開關(guān)就不能起作用了。另外，電動(dòng)門窗通常使用雙向永磁或繞線(雙繞組串聯(lián))式電動(dòng)機(jī)，各門窗都獨(dú)立安裝一電機(jī)，經(jīng)開關(guān)控制其電流方向，實(shí)現(xiàn)門窗的升降。當(dāng)電動(dòng)門窗下降時(shí)，連接在扇形齒輪上的螺旋彈簧卷起，儲(chǔ)存一定能量，門窗升高時(shí)，彈簧將其儲(chǔ)存的能量釋放，協(xié)助電機(jī)升高門窗。螺旋彈簧使門窗玻璃升降時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)承受相等的負(fù)荷。4.電動(dòng)門窗開關(guān)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)門窗升降電動(dòng)機(jī)采用可以雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，其核心控制原理就是通過改變電流方向?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)從而控制門窗的升或降?，F(xiàn)在的問題是我們需要設(shè)計(jì)一套4個(gè)門窗升降的總系統(tǒng)，要求每個(gè)門上的門窗電機(jī)都可由2個(gè)開關(guān)（駕駛員主控開關(guān)、對應(yīng)門上的分控開關(guān)）分別控制，而且要控制電流的正反向從而實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的目的。我們可以先研究某一個(gè)門窗（非駕駛位）升降系統(tǒng)的電路，其核心也就是2個(gè)開關(guān)的雙控電路。圖3-14為駕駛員主控開關(guān)控制左后車窗上升時(shí)電流方向（箭頭標(biāo)示），+12V蓄電池電流——>保險(xiǎn)——>駕駛員側(cè)車窗總開關(guān)——>電機(jī)M——>返回總開關(guān)后搭鐵。工作圖3-14駕駛員主控開關(guān)控制左后車窗上升時(shí)電流方向圖3-15為左后乘客門使用獨(dú)立操作開關(guān)控制左后車窗下降時(shí)電流方向。圖3-15獨(dú)立操作開關(guān)控制左后車窗下降時(shí)電流方向工作

5.項(xiàng)目實(shí)施1）模擬汽車電動(dòng)車窗升降電路。2）根據(jù)維修手冊連線電動(dòng)車窗電路并分析排故方案。（1）任務(wù)布置積木連線實(shí)訓(xùn)板連接導(dǎo)線可調(diào)鋰電池模塊開關(guān)熔絲板開關(guān)熔絲板負(fù)載積木板（2）任務(wù)準(zhǔn)備

需要準(zhǔn)備以下器材。步驟圖示工作頁1讀識原理圖，說明電路控制原理。實(shí)訓(xùn)電路通過兩個(gè)選擇開關(guān)模擬雙聯(lián)開關(guān)，通過開關(guān)的組合改變電動(dòng)機(jī)電流的流向，從而實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。2用連接導(dǎo)線按照積木連接示意圖連接成完整電路，注意連接前先關(guān)閉電源開關(guān)。3檢查無誤后接通電源，用手同時(shí)撥動(dòng)兩個(gè)開關(guān)的方向，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。1）模擬汽車電動(dòng)車窗升降電路（3）任務(wù)步驟步驟圖示工作頁4當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都在左端時(shí)，電動(dòng)機(jī)______，請分析電流流向：___________________________________________________________________________________。5當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都在右端時(shí)，電動(dòng)機(jī)_______，請分析電流流向：______________________。若是開關(guān)一左一右，電動(dòng)機(jī)__________，原因是_______________。提示：實(shí)際上汽車上用的開關(guān)是雙聯(lián)開關(guān)，汽車電動(dòng)門窗升降和電動(dòng)后視鏡電路用的都是直流電機(jī)，改變電動(dòng)機(jī)電流方向即可實(shí)現(xiàn)門窗的升和降和后視鏡方向的調(diào)整。2）根據(jù)維修手冊連線電動(dòng)車窗電路并寫出排故方案。根據(jù)下圖3-6請同學(xué)們應(yīng)用電流通路分析其工作原理，并寫出部分車窗不能升降或只能向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)故障的排故方案。圖3-16一種汽車電動(dòng)門窗控制電