項(xiàng)目六 汽車(chē)電動(dòng)門(mén)窗升降機(jī)

汽車(chē)電工電子教材項(xiàng)目六汽車(chē)電動(dòng)門(mén)窗升降機(jī)項(xiàng)目六汽車(chē)電動(dòng)門(mén)窗升降機(jī)項(xiàng)目描述

為了提高汽車(chē)的舒適性、方便性、安全性，現(xiàn)代汽車(chē)普遍采用了電動(dòng)車(chē)窗系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)窗的電動(dòng)升降。本項(xiàng)目我們學(xué)習(xí)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本機(jī)構(gòu)和工作原理，汽車(chē)電動(dòng)門(mén)窗升降機(jī)的制作，讀者通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能夠初步理解電動(dòng)門(mén)窗升降功能實(shí)現(xiàn)的控制原理，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。11月302學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解電動(dòng)車(chē)窗系統(tǒng)的組成、工作原理2.了解直流電動(dòng)機(jī)定子組件、轉(zhuǎn)子組件結(jié)構(gòu)及作用3.理解直流電動(dòng)機(jī)的工作原理、勵(lì)磁方式4.理解直流電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的含義技能目標(biāo)1.掌握永磁直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

2.掌握永磁直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速素質(zhì)目標(biāo)1.規(guī)范課堂6S管理2.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的好習(xí)慣3.養(yǎng)成獨(dú)立思考問(wèn)題的好習(xí)慣11月303學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入現(xiàn)代汽車(chē)在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)鑰匙處于接通的情況下，車(chē)內(nèi)駕駛員或成員只要坐在座椅上就可以輕松的通過(guò)操縱車(chē)窗旁的控制按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)窗玻璃的上升和下降。你一定知道車(chē)窗玻璃的運(yùn)動(dòng)需要某種動(dòng)力，但是你知道動(dòng)力是如何產(chǎn)生的么？11月304學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)引導(dǎo)問(wèn)題1：如何通過(guò)操作電動(dòng)車(chē)窗按鈕在實(shí)車(chē)上實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)窗的升降？

電動(dòng)車(chē)窗系統(tǒng)主要由車(chē)窗玻璃、車(chē)窗玻璃升降器、電動(dòng)機(jī)和控制開(kāi)關(guān)等組成。車(chē)窗的動(dòng)作原理是操作控制開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出，輸出的的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)車(chē)窗玻璃升降器驅(qū)動(dòng)車(chē)窗沿著導(dǎo)軌上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因電機(jī)是雙向的，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制其電流方向，使其正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以達(dá)到車(chē)窗玻璃上升和下降的目的。

11月305學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)門(mén)窗系統(tǒng)新功能電動(dòng)車(chē)窗的防夾功能：當(dāng)車(chē)窗在上升過(guò)程中，當(dāng)任意位置有物體被夾時(shí)，車(chē)窗會(huì)自動(dòng)停止上升返回到下死點(diǎn)，以釋放被夾物，保護(hù)司乘人員的安全。

電動(dòng)車(chē)窗的防盜功能：當(dāng)車(chē)窗未關(guān)閉時(shí)，駕駛員就離開(kāi)汽車(chē)，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)或啟動(dòng)門(mén)窗升降器自動(dòng)關(guān)閉門(mén)窗。此外，還有駕駛員在車(chē)外可以通過(guò)遙控鑰匙遠(yuǎn)程控制電動(dòng)門(mén)窗的升降器自動(dòng)閉合或打開(kāi)車(chē)窗等等。新功能的不斷出現(xiàn)，以求汽車(chē)的更安全、更舒適、更便利。11月306學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)車(chē)窗主控制開(kāi)關(guān)和分控制開(kāi)關(guān)11月307學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)車(chē)窗玻璃升降機(jī)控制按鈕11月308學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)車(chē)窗玻璃升降器有繩輪式和交臂式兩種。

繩輪式升降器

交臂式升降器

11月309學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是將直流電轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置，通過(guò)改變其電樞電流的方向來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使車(chē)窗玻璃上升或下降

車(chē)窗驅(qū)動(dòng)電機(jī)11月3010學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)車(chē)窗一般采用玻璃材料，隨著時(shí)代變遷，車(chē)窗玻璃也日新月異。11月3011學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題2：直流電動(dòng)機(jī)是如何將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，進(jìn)而控制車(chē)窗的運(yùn)動(dòng)？1、電磁力定律直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于電磁力定律，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力，在導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直的的情況下，若導(dǎo)體中的電流為i,導(dǎo)體的長(zhǎng)度為l，導(dǎo)體所在的磁通密度為B，則電磁力為：式中：f為電磁力，單位為N；B為磁場(chǎng)強(qiáng)度,單位T；i為導(dǎo)體中通過(guò)的電流；單位A；l為導(dǎo)體的長(zhǎng)度,單位為m。11月3012學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理11月3013學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程11月3014學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)包括產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子，定子靜止不動(dòng)，轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。按勵(lì)磁方式不同，直流電動(dòng)機(jī)分永磁式直流電動(dòng)機(jī)和電磁式直流電動(dòng)機(jī)，永磁式直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)由磁性材料提供，電磁式直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)由定子勵(lì)磁線圈通電所形成的勵(lì)磁磁場(chǎng)提供。

引導(dǎo)問(wèn)題3：如何制作直流電動(dòng)機(jī)？11月3015學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)在汽車(chē)上主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身及附件中起驅(qū)動(dòng)作用，發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的應(yīng)用主要是在汽車(chē)起動(dòng)機(jī)、電噴控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)水箱散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、廢氣循環(huán)及發(fā)動(dòng)機(jī)中；汽車(chē)底盤(pán)車(chē)架上的應(yīng)用主要是在電子懸架控制系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置、汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、汽車(chē)巡航控制系統(tǒng)、防抱死控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)動(dòng)力控制系統(tǒng)中；汽車(chē)車(chē)身部件上的應(yīng)用主要是在中央門(mén)鎖裝置、電動(dòng)后視鏡、電動(dòng)升降天線、自動(dòng)前燈、電動(dòng)汽車(chē)座椅調(diào)節(jié)器等當(dāng)中；汽車(chē)附件上的應(yīng)用包括吸塵器、氣泵、電動(dòng)座椅按摩器等。直流電動(dòng)機(jī)在汽車(chē)上的分布11月3016學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)1、永磁式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)車(chē)窗多采用帶減速器的永磁兩極直流電動(dòng)機(jī)，它包括定子組件、電樞（轉(zhuǎn)子）組件、碳刷端蓋組件、減速箱體組件等幾大部件。高檔的車(chē)窗電機(jī)還加上了由霍爾傳感器、磁環(huán)、溫度傳感器、微處理器以及相關(guān)線路組成的電子模塊系統(tǒng)。

1-定子；2-電樞；3-碳刷組件；4-接線柱；5-減速箱體；6-動(dòng)密封圈7-渦輪；8-輸出軸；9-透氣膜；10-霍爾元件；11-磁環(huán)11月3017學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)永磁直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

11月3018學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)（1）定子組件定子外殼：主要起支撐作用，外殼成扁平，細(xì)長(zhǎng)狀，且一端又起軸承蓋作用，不僅簡(jiǎn)化了裝配，又提高了電機(jī)的密封性。外殼一般用1-2mm厚薄鋼板經(jīng)多次拉伸而成。外殼內(nèi)壁要安裝磁體，后端要安裝含油軸承組件，前端要連接碳刷、端蓋組件。11月3019學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)磁體：產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)，對(duì)處在其中的通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用。類(lèi)型主要包括鐵氧體材料、稀土釹鐵硼磁鐵，釹鐵硼是目前最好的永磁體材料，磁力非常強(qiáng)大，性能好的電機(jī)多選用它作為磁極。為保證磁體裝配的牢固、可靠、不致脫落，除采用合適的黏膠工藝外，還在結(jié)構(gòu)上采用“U”形的彈簧卡子，把兩磁體強(qiáng)行支撐。

11月3020學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)（2）轉(zhuǎn)子組件永磁直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱(chēng)為電樞，它由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸等構(gòu)成。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

11月3021學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯：是主磁路的一部分，同時(shí)對(duì)放置在其上電樞繞組起支撐作用。轉(zhuǎn)子鐵芯多用冷軋硅鋼片或經(jīng)氧化膜處理的熱軋片疊壓而成。轉(zhuǎn)子繞組：是直流電機(jī)的電路重要組成部分，作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。它由絕緣的漆包線在轉(zhuǎn)子鐵芯上有規(guī)律繞制而成。換向器：作用是當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組旋轉(zhuǎn)過(guò)電流平衡位置時(shí)，能自動(dòng)改變線圈中電流的方向，保證電機(jī)能順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。換向器由換向片和絕緣部分組成。碳刷（電刷）：用于電機(jī)的換向器或滑環(huán)上，作為電流導(dǎo)入導(dǎo)出的滑動(dòng)接觸體。碳刷是由貴金屬（金、銀）或石墨做成。轉(zhuǎn)軸：向外輸出機(jī)械能，起支撐換向器、轉(zhuǎn)子鐵芯、端蓋、軸承等部件作用，并進(jìn)行能量傳遞。一般由優(yōu)質(zhì)鋼材加工而成。11月3022學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)2、電磁式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是由定子部分和轉(zhuǎn)子部分組成定子部分主要包括主磁極、機(jī)座、換向磁極、碳刷裝置和端蓋，轉(zhuǎn)子部分主要包括電樞鐵芯、勵(lì)磁繞組、換向器、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸和軸承等部分。

1-軸承；2-軸；3-電樞繞組；4-換向繞組；5-電樞鐵心；6-后端蓋；7-刷桿座；8-換向器；9-電刷；10-主磁極；11-機(jī)座；12-勵(lì)磁繞組；13-風(fēng)扇；14-前端蓋11月3023學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)

電磁式直流電動(dòng)機(jī)的主磁極由主磁極鐵芯和繞組構(gòu)成，為了減少渦流損耗，主磁極鐵芯一般用0.5mm～1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成。主磁極上的繞組是用來(lái)產(chǎn)生主磁通的，稱(chēng)為勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁繞組用絕緣銅線繞制而成，套在主磁極鐵芯上，整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上。當(dāng)給勵(lì)磁繞組通入直流電時(shí)，各主磁極均被磁化為一定極性，依據(jù)主磁極個(gè)數(shù)的不同，形成具有一定數(shù)量的Ｎ、Ｓ磁極對(duì)。

注：換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成，換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上，換向極的數(shù)目與主磁極相等。11月3024學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)3、直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式是指對(duì)勵(lì)磁繞組如何供電，如何建立主磁場(chǎng)的問(wèn)題。直流電動(dòng)機(jī)按其勵(lì)磁繞組和電樞繞組連接方式的不同，可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四類(lèi)。

11月3025學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī):勵(lì)磁繞組與電樞繞組無(wú)聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電的直流電動(dòng)機(jī)稱(chēng)為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)也可看他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián),共用同一電源。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源。這種直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。復(fù)勵(lì)直流電機(jī)：復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組。若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢(shì)方向相同稱(chēng)為積復(fù)勵(lì)。若兩個(gè)磁通勢(shì)方向相反，則稱(chēng)為差復(fù)勵(lì)。11月3026學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)

引導(dǎo)問(wèn)題4：如何識(shí)讀直流電動(dòng)機(jī)銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)？表6-1-1直流電動(dòng)機(jī)銘牌11月3027學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)：型號(hào)包含電機(jī)的系列、機(jī)座號(hào)、鐵心長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)次數(shù)、極數(shù)等。以Z2—92為例，Z表示一般用途直流電動(dòng)機(jī)；2表示設(shè)計(jì)序號(hào)，第二次改型設(shè)計(jì)；9表示機(jī)座序號(hào)；2電樞鐵心長(zhǎng)度代號(hào)。額定功率：是指直流電動(dòng)機(jī)在正常使用時(shí)，軸上允許輸出的額定機(jī)械功率，一般用KW表示單位。額定電壓：是指直流電動(dòng)機(jī)在額定條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從電刷兩端輸入給電動(dòng)機(jī)的電壓，單位用V表示。額定電流：是指直流電動(dòng)機(jī)在額定電壓下輸出額定功率時(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)允許輸入的工作電流，單位用A表示。11月3028學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速：是指直流電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓、電流，輸出額定功率時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位用r/min(轉(zhuǎn)/分)表示。直流電動(dòng)機(jī)銘牌通常標(biāo)有高、低兩種轉(zhuǎn)速，低轉(zhuǎn)速是基本轉(zhuǎn)速，高轉(zhuǎn)速是電動(dòng)機(jī)輸出的極限轉(zhuǎn)速。勵(lì)磁方式：分他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。勵(lì)磁電壓：是指勵(lì)磁繞組的供電電壓，單位用V表示。勵(lì)磁電流：是指在勵(lì)磁電壓的條件下，勵(lì)磁繞組的輸入電流，單位用A表示。定額：是指直流電動(dòng)機(jī)的工作方式，一般分連續(xù)制、斷續(xù)制。絕緣等級(jí)：是指直流電動(dòng)機(jī)制造時(shí)所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，一般分B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)。溫升：指直流電動(dòng)機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)所允許的工作溫度減去繞組環(huán)境溫度的數(shù)值，單位用K表示。11月3029學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題5：永磁直流電動(dòng)機(jī)如何反轉(zhuǎn)、調(diào)速？

1、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法1：保持電樞繞組兩端電壓極性恒定不變，改變勵(lì)磁繞組電流方向，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。方法2：保持勵(lì)磁繞組電流方向不變，改變電樞繞組電流方向,使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。注：實(shí)際應(yīng)用中多采用方法2.但對(duì)反轉(zhuǎn)速度變化要求不高的大容量的電動(dòng)機(jī)，為了減小控制電器的容量，可采用方法1實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)的反轉(zhuǎn)。11月3030學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)2、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法1：降低電樞電壓的降壓調(diào)速法。降壓調(diào)速11月3031學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)方法2：保持電源電壓和主磁極磁場(chǎng)不變，通過(guò)在電樞回路中串入電阻使電動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速的電樞電阻調(diào)速法。電樞電阻調(diào)速11月3032學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)方法3：保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組電壓、電樞回路電阻不變，通過(guò)減少直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁磁通，提高轉(zhuǎn)速的弱磁調(diào)速法。弱磁調(diào)速11月3033學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題6：怎樣設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和速度調(diào)節(jié)？●各小組成員制定實(shí)施本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)的具體步驟、操作方法，預(yù)期效果。步驟內(nèi)容123411月3034學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)2.了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)3.理解三相磁阻式步進(jìn)電動(dòng)的工作原理4.理解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)技能目標(biāo)1.掌握簡(jiǎn)單微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速控制素質(zhì)目標(biāo)1.規(guī)范課堂6S管理2.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的好習(xí)慣3.養(yǎng)成獨(dú)立思考問(wèn)題的好習(xí)慣11月3035學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種特殊的電機(jī)，由于它的運(yùn)動(dòng)形式是步進(jìn)式的，所以稱(chēng)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展迅速，尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣闊，涉及冶金、電力、紡織、電子、化工、醫(yī)療、印刷以及航空航天、船舶、汽車(chē)等。目前，在汽車(chē)上的應(yīng)用主要有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)全數(shù)字儀表、電動(dòng)車(chē)窗、電動(dòng)車(chē)電子油門(mén)控制、汽車(chē)制動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、汽車(chē)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型怠速控制閥等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在我們的生活中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用，因此要用好步進(jìn)電動(dòng)機(jī)并非易事。11月3036學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)內(nèi)容引導(dǎo)引導(dǎo)問(wèn)題1：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的，它的優(yōu)勢(shì)是什么？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的外形構(gòu)造

11月3037學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電機(jī)輸入脈沖電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或直線位移的機(jī)電執(zhí)行元件。每當(dāng)脈沖信號(hào)施加于電機(jī)時(shí)，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度，如果脈沖連續(xù)，電機(jī)則一步一步連續(xù)旋轉(zhuǎn)，其角位移或線位移量與輸入信號(hào)的脈沖數(shù)成正比，而轉(zhuǎn)速或線速度也正比于輸入信號(hào)脈沖的頻率，所以通過(guò)改變脈沖信號(hào)的輸入就能方便的控制它的工作狀態(tài)。同時(shí)，有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)還有自鎖能力,當(dāng)控制脈沖信號(hào)停止輸入,而讓最后一個(gè)脈沖控制的繞組繼續(xù)通直流電時(shí),則電動(dòng)機(jī)可以保持在最后一個(gè)脈沖控制的角位移的終點(diǎn)位置上,能夠?qū)崿F(xiàn)停車(chē)時(shí)轉(zhuǎn)子定位。11月3038學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)其一是在負(fù)載能力范圍內(nèi)，電壓、電流、負(fù)載及溫度等因素變化并不能影響到電動(dòng)機(jī)的步距值。其二是其步距誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累。

其三是控制性能好，起動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、調(diào)速等運(yùn)行方式的改變都可以在少數(shù)脈沖內(nèi)完成。

其四是有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有自鎖功能。

主要缺點(diǎn)是效率較低并且需要專(zhuān)用電源供給電脈沖信號(hào)，帶負(fù)載慣量的能力不強(qiáng)，在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)共振和振蕩問(wèn)題。

11月3039學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題2：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，它是基于什么原理工作的？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，按結(jié)構(gòu)分電磁式、永磁式、混合式、磁阻式、印刷繞組式、直線式、滾切式、機(jī)械諧波式、章動(dòng)傳動(dòng)式、交流感應(yīng)式等。目前，磁阻式也稱(chēng)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較普遍。但是，隨著市場(chǎng)的變化，近幾年直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需求量明顯呈上升趨勢(shì)。由于磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。11月3040學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1、磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與其他普通電動(dòng)機(jī)一樣也分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分，結(jié)構(gòu)如圖所示，它是由磁性轉(zhuǎn)子鐵通過(guò)與由定子產(chǎn)生的脈沖電磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)。磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，按定轉(zhuǎn)子鐵芯的段數(shù)分為單段式和多段式兩種。定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)11月3041學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（1）單段式單段式是定轉(zhuǎn)子為一段鐵芯，由于各相繞組沿圓周方向均勻排列，所以又稱(chēng)為徑向分相式。它是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，下圖所示為三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的徑向截面圖。

三相磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

11月3042學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼片疊壓而成，定子磁極為凸極式，磁極的極面上開(kāi)有小齒。定子上有三套控制繞組，每一套有兩個(gè)串聯(lián)的集中控制繞組分別繞在徑向相對(duì)的兩個(gè)磁極上。每套繞組叫一相，三相繞組接成星形，所以定子磁極數(shù)通常為相數(shù)的兩倍，即p=2m(p為磁極數(shù)，m為相數(shù))。轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，沿圓周也有均勻的小齒，其齒距和定子磁極上小齒的齒距必須相等，而且轉(zhuǎn)子的齒數(shù)有一定的限制

11月3043學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（2）多段式多段式是定轉(zhuǎn)子鐵芯沿電機(jī)軸向按相數(shù)分成m段，下圖表示一個(gè)三相多段式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。

多段式軸向磁路反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

11月3044學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)這種結(jié)構(gòu)中每相都有自己獨(dú)立的一套定子和轉(zhuǎn)子，沿著轉(zhuǎn)軸的方向裝配在一起。每相定轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周上都有齒形相近和齒距相同的均勻小齒。定子上的各相繞組的連接使得相鄰兩磁極極性相反，當(dāng)繞組通電時(shí)，所有的轉(zhuǎn)子齒均與定子齒一一相對(duì)。多段式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子空間利用率較好，環(huán)形控制繞組制作方便。轉(zhuǎn)子可做成細(xì)長(zhǎng)型以減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。步距角可做得較小。

11月3045學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2、磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理下圖是一臺(tái)三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理圖。定子鐵芯為凸極式，共有六個(gè)磁極，兩個(gè)相對(duì)的磁極上繞有一相控制繞組。轉(zhuǎn)子用軟磁性材料制成，也是凸極結(jié)構(gòu)，只有兩個(gè)轉(zhuǎn)子齒。

三相磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理圖

11月3046學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)當(dāng)A相繞組通電，其余兩相均不通電時(shí)，根據(jù)電磁學(xué)原理，便會(huì)在AA方向產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)電磁力的作用下，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的齒與定子AA磁極上的齒對(duì)齊，如圖6.20（a）所示。如A相斷電，B相通電，這時(shí)新的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力又吸引轉(zhuǎn)子齒與定子BB磁極上的齒對(duì)齊，如圖6.20（b）所示，轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)60°，步距角等于60°。如果控制線路不停的按照A→B→C→A→的順序控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的繞組通斷電，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子便不停的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；若通電順序改為A→C→B→A→，同理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子便不停的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。11月30（1）三相單三拍通電方式47學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(2)三相雙三拍通電方式三相雙三拍繞組的通電方式為AB→BC→CA→AB（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)）或AB→CA→BC→AB（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。每拍同時(shí)有兩相繞組通電，三拍為一個(gè)循環(huán)。

三相雙三拍原理圖

11月3048學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)當(dāng)AB兩相繞組同時(shí)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子齒的位置應(yīng)同時(shí)考慮到兩對(duì)定子極的作用，只有A相極和B相極對(duì)轉(zhuǎn)子齒所產(chǎn)生的磁拉力相平衡才是轉(zhuǎn)子的平衡位置，如圖6-1-21（a）所示。若下一拍為BC兩相同時(shí)通電時(shí)則轉(zhuǎn)子按順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°到達(dá)新的平衡位置如圖6-1-21（b）所式，可見(jiàn)雙三拍運(yùn)行時(shí)的步距角仍是60°，但雙三拍運(yùn)行時(shí)每一拍總有一相繞組持續(xù)通電，例如由AB兩相通電變?yōu)锽C兩相通電時(shí)B相保持持續(xù)通電狀態(tài)。11月3049學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(3)三相單、雙六拍通電方式三相單、雙六拍繞組的通電方式為A→AB→B→BC→C→CA→A（順時(shí)針）或A→AC→C→CB→B→BA→A（逆時(shí)針）即一相通電和兩相通電間隔地輪流進(jìn)行。

三相單、雙六拍原理圖

11月3050學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)當(dāng)由A相通電轉(zhuǎn)變成A和B同時(shí)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子的磁極將同時(shí)受A相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)和B相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的合磁場(chǎng)共同吸引，轉(zhuǎn)子的磁極只好停在A和B兩相磁極之間，如圖6-1-22（b）所示，這時(shí)它的步距角等于30°。當(dāng)由A相和B相同時(shí)通電轉(zhuǎn)變成6-1-22（c）所示的只有B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°，其余以此類(lèi)推，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)順序循環(huán)下去。

11月3051學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題3：如何識(shí)讀步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)？步距角：是每給一個(gè)脈沖信號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)角度，常見(jiàn)的有0.75°、1.5°、1.8°、3°、3.6°等，如對(duì)于步距角為0.75°步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)一圈所用的脈沖數(shù)為n=360/0.75=480個(gè)脈沖。精度：是指最大步距誤差。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈的累積誤差是零,所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本上一般不給出精度指標(biāo)。定位轉(zhuǎn)矩：是指繞組不通電時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩的最大值,或轉(zhuǎn)角不超過(guò)一定值時(shí)的轉(zhuǎn)矩。通常反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定位轉(zhuǎn)矩為零,除非具有特殊的產(chǎn)生定位轉(zhuǎn)矩的裝置?；旌鲜讲竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)具有一定的定位轉(zhuǎn)矩。11月3052學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)靜轉(zhuǎn)矩：是指不改變控制繞組通電狀態(tài),即轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)情況下的電磁轉(zhuǎn)矩。它是繞組內(nèi)的電流及失調(diào)角的函數(shù)。對(duì)應(yīng)于某一失調(diào)角時(shí),靜轉(zhuǎn)矩值最大,稱(chēng)為最大靜轉(zhuǎn)矩,它的值取決于通電狀態(tài)及繞組內(nèi)電流的值。動(dòng)轉(zhuǎn)矩：是指轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)情況下的最大輸出轉(zhuǎn)矩值,它與運(yùn)行頻率有關(guān)。當(dāng)然,對(duì)于在一定頻率情況下,最大靜轉(zhuǎn)矩越大其動(dòng)轉(zhuǎn)矩也就越大。起動(dòng)頻率：是指電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)和停止均無(wú)失步的最高頻率，又稱(chēng)最高起動(dòng)頻率或空載起動(dòng)頻率。運(yùn)行頻率：是指頻率連續(xù)上升時(shí),電動(dòng)機(jī)不失步運(yùn)行的最高頻率，又稱(chēng)連續(xù)頻率。11月3053學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題4：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的控制方式是否相似？步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)與普通交、直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)有較大區(qū)別，它必須有驅(qū)動(dòng)器、控制器、電源方能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正常工作，系統(tǒng)框圖如圖所示

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

11月3054學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制器包括信號(hào)發(fā)生器、緩沖寄存器、環(huán)形分配器、控制邏輯及正反轉(zhuǎn)控制門(mén)等，作用是產(chǎn)生脈沖信號(hào)并轉(zhuǎn)化為環(huán)形脈沖加到驅(qū)動(dòng)器上，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按選定的運(yùn)行方式工作。驅(qū)動(dòng)器實(shí)質(zhì)上就是脈沖功率放大器，因?yàn)閺目刂破髂軌蜉敵龅碾娏骱苄?，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)一般需要幾安到幾十安的電流。因此，需要進(jìn)行功率放大。電源供電，提供功率放大時(shí)所需能量。該系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，完全是利用一些數(shù)字邏輯單元采用純硬件電路的形式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式控制。但是，隨之而來(lái)的缺陷是當(dāng)要想改變系統(tǒng)的控制功能時(shí)，整個(gè)硬件電路都要重新設(shè)計(jì)，靈活性明顯較差。11月3055學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微型計(jì)算機(jī)為核心步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)卻有效的提高系統(tǒng)的靈活性和可靠性，它是利用計(jì)算機(jī)的軟件或軟、硬件相結(jié)合的方法使系統(tǒng)的功能大大增強(qiáng)。微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)11月3056學(xué)習(xí)任務(wù)二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)引導(dǎo)問(wèn)題6：如何利用微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速控制，分別采用雙四拍方式、單四拍方式和單雙八拍方式？

步驟內(nèi)容1234●各小組成員制定實(shí)施本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)的具體步驟、操作方法，預(yù)期效果。11月3057學(xué)習(xí)任務(wù)三汽車(chē)電動(dòng)門(mén)窗升降機(jī)的制作

☆學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、熔斷器的基本結(jié)構(gòu)2.理解典型電動(dòng)門(mén)窗的控制原理技能目標(biāo)1.掌握蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、熔斷器等檢測(cè)方法2.掌握典型汽車(chē)電動(dòng)門(mén)窗升降機(jī)的制作方法3.掌握復(fù)雜電路的分析和連接方法素質(zhì)目標(biāo)1.規(guī)范課堂6S管理2.養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的好習(xí)慣3.