任務(wù)四汽車電動門窗升降器的制作

任務(wù)四汽車電動門窗升降器的制作

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握直流電動機和步進電動機的基本構(gòu)造和工作原理及在汽車上的應(yīng)用能解釋直流電動機的工作原理和說出結(jié)構(gòu)特點能說出永磁直流電動機在汽車上的典型應(yīng)用一直流電動機直流電動機是一種將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置（一）直流電動機的結(jié)構(gòu)直流電動機主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩大部分組成，在這兩部分之間的間隙叫空氣隙。圖4-1直流電動機結(jié)構(gòu)圖1-風(fēng)扇2-機座3-電樞4-主磁極5-電刷裝置6-換向器7-接線板8-出線盒9-換向磁極10-端蓋1．定子定子的作用是產(chǎn)生磁場和作為電動機的機械支撐。主要部件包括主磁極、換向磁極、機座、端蓋和電刷裝置等。（1）主磁極

圖4-2直流電機主磁極結(jié)構(gòu)（4）電刷裝置

2．轉(zhuǎn)子（電樞）轉(zhuǎn)子是電機實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以常稱之為電樞。電樞部分包括電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)扇等。（1）電樞鐵心

（3）換向器

換向器也是直流電機中的關(guān)鍵部件之一。在直流發(fā)電機中換向器將線圈中的交流電轉(zhuǎn)換為直流，在直流電動機中換向器將電源的直流電轉(zhuǎn)換為線圈中的交流電。3．直流流電機的的勵磁方方式按勵磁電電流供給給方式的的不同，，直流電電機可分分為他勵勵和自勵勵兩大類類;其中自勵勵直流電電機又分分為并勵勵、串勵勵和復(fù)勵勵三種。。（1）他他勵方式式所謂他勵勵是指主主磁極磁磁場繞組組的勵磁磁電流由由另外的的直流電電源供電電。（2）并并勵方式式并勵電機機的勵磁磁繞組與與電樞繞繞組并聯(lián)聯(lián)。（3）串串勵方式式串勵電機機的勵磁磁繞組與與電樞繞繞組串聯(lián)聯(lián)，其勵勵磁電流流與電樞樞電流相相等。因因電樞電電流較大大，所以以勵磁繞繞組的導(dǎo)導(dǎo)線截面面較大，，匝數(shù)較較少。（4）復(fù)復(fù)勵方式式復(fù)勵電機機有兩個個勵磁繞繞組，一一個與電電樞并聯(lián)聯(lián)，一個個與電樞樞串聯(lián)。。當(dāng)兩勵勵磁繞組組產(chǎn)生的的磁通方方向相同同時，磁磁通可以以相加，，這種電電機稱為為積復(fù)勵勵電機。。（二）直直流電動動機的工工作原理理2．直流流電動機機的反電電動勢和和電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩反電動勢勢Ea與與每極磁磁通Φ和和電動機機的轉(zhuǎn)速速n成正比：：（（4-1）式中，Ke為電電動勢常常數(shù)，由由電機結(jié)結(jié)構(gòu)決定定。2．直流流電動機機的反電電動勢和和電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩直流電動動機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時，電電樞中的的電流為為U是外加加電壓，，Ra是是電樞繞繞組的電電阻。于是得直直流電動動機的電電壓平衡衡方程式式（4-2）功率平衡衡方程（（4-3）EaIa稱為電電磁功率率，它轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電電動機的的機械功功率，如如果不計計摩擦損損耗，它它也就是是電動機機的輸出出功率。。RaIa2是電電樞繞組組的銅損損耗。UIa是是電源供供給的電電功率（（不計鐵鐵損耗））。直流電動動機的電電磁轉(zhuǎn)矩矩Tem與每極極磁通ΦΦ和電樞樞電流Ia成正正比：（4-4）式中，KT為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩常數(shù)數(shù)，取決決于電機機結(jié)構(gòu)。。3．直流流電動機機的自適適應(yīng)運行行過程直流電動動機的穩(wěn)穩(wěn)定運行行狀況取取決于負負載的大大?。划?dāng)當(dāng)負載發(fā)發(fā)生變化化時，電電動機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、電電流、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩都將將自動地地作相應(yīng)應(yīng)的變化化。轉(zhuǎn)速公式式可由式式(4-1)和和(4-2)得得出（4-5）式中，Ra是電電樞電路路的電阻阻。（三）直直流電動動機的起起動、調(diào)調(diào)速和反反轉(zhuǎn)1．起動動電動機起起動的瞬瞬間，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n＝＝0，故故Ea＝＝KeΦΦn＝0，此時時電樞電電流稱為為起動電電流，記記作Ist,由由式得（4-6）由于電樞樞電阻Ra很小小，因此此起動電電流可達達額定值值的（10-20）倍倍，會損損壞換向向器和電電樞繞組組等，并并使供電電線路的的電壓下下降。因因此，起起動時可可降低加加在電樞樞繞組上上的電壓壓，或在在電樞電電路中串串聯(lián)起動動變阻器器，以限限制起動動電流。。2．調(diào)速速直流電動動機的調(diào)調(diào)速方法法有三種種（a）剖剖視原理理圖（（b）反反串展開開圖（（c））反并展展開圖圖4-9變極極調(diào)速原原理（2P=4）2．調(diào)速速（1）電電樞串接接電阻在在電樞電電路中串串聯(lián)調(diào)速速變阻器器Rs，，用以增增加電樞樞電路的的電阻，，使轉(zhuǎn)速速降低。。設(shè)Ra表示電電樞繞組組的電阻阻，則降降低后的的轉(zhuǎn)速為為（4-7）改變Rs可調(diào)節(jié)節(jié)轉(zhuǎn)速n。2．調(diào)速速（2）弱弱磁調(diào)速速在并勵勵或他勵勵電動機機的勵磁磁電路中中串聯(lián)調(diào)調(diào)速變阻阻器Rf,用用來調(diào)節(jié)節(jié)勵磁電電流If以改變變磁通ΦΦ圖4-10并并勵與他他勵電動動機的機機械特性性2．調(diào)速速（3）降降低電源源電壓直直流電動動機常由由單獨的的可調(diào)整整流裝置置供電。。目前用用得最多多的可調(diào)調(diào)直流電電源是晶晶閘管整整流(SCR)裝置；；調(diào)節(jié)電電源電壓壓就可均均勻調(diào)速速。二、步進進電動機機（一）步步進電動動機的概概述步進電動動機是一一種將脈脈沖信號號變換成成相應(yīng)的的角位移移(或線線位移)的電磁磁裝置，，是一種種特殊的的電動機機。圖4-11步進進電機(二）步進進電動機機的結(jié)構(gòu)構(gòu)組成步進電機機由轉(zhuǎn)子子和定子子組成。。轉(zhuǎn)子和定定子都由由帶齒的的硅鋼片片疊成。。定子上有有繞組分分為若干干相3，，4，5，6，，8，10。（三）步步進電動動機的工工作原理理此圖為反反應(yīng)式步步進電機機，其相相數(shù)為3（A、、B、C三相）），定子子均布40齒，，齒距角9°，定定子每個個磁極上上5個齒齒，齒距距角也是是9°，，各極的的齒錯開開3°排排列?？偨Y(jié)1．在結(jié)結(jié)構(gòu)上，，定子各各相的齒齒必須相相互錯開開1/m個齒排排列。m為繞組組相數(shù)。。2．通電電狀態(tài)按按一定相相序改變變。3．改變變通電相相序的方方向就可可改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的旋旋轉(zhuǎn)方向向。4．步距距角為：：（4-8）式中，z—轉(zhuǎn)子子齒數(shù)，，m—繞繞組相數(shù)數(shù)，k——通電方方式系數(shù)數(shù)。單三拍通通電：A-B-C-A，k=1雙三拍通通電：AB-BC-BA-AB，k=1三相六拍拍通電：：A-AB-B-BC-C-CA-A，k=2。。k=拍數(shù)數(shù)/相數(shù)數(shù)。（四）步步進電機機的驅(qū)動動電路圖4-14步進進電機工作過程程（五）步步進電動動機的分分類1．永磁磁式步進進電機2．反應(yīng)應(yīng)式步進進電機3．混合合式步進進電機（六）步步進電機機的特點點1、一般般步進電電機的精精度為步步進角的的3-5%，且且不累積積。2、步進進電機外外表允許許的最高高溫度。。3、步進進電機的的力矩會會隨轉(zhuǎn)速速的升高高而下降降。4、步進進電機低低速時可可以正常常運轉(zhuǎn),但若高高于一定定速度就就無法啟啟動,并并伴有嘯嘯叫聲。。（七）步步進電機機的主要要特性1、步進進電機必必須加驅(qū)驅(qū)動才可可以運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動動信號必必須為脈脈沖信號號，沒有有脈沖的的時候，，步進電電機靜止止，如果果加入適適當(dāng)?shù)拿}脈沖信號號，就會會以一定定的角度度（稱為為步角））轉(zhuǎn)動。。轉(zhuǎn)動的的速度和和脈沖的的頻率成成正比。。2、騰龍龍版步進進電機的的步進角角度為7.5度度，一一圈360度，，需要48個脈脈沖完成成。3、步進進電機具具有瞬間間啟動和和急速停停止的優(yōu)優(yōu)越特性性。4、改變變脈沖的的順序，，可以方方便地改改變轉(zhuǎn)動動的方向向。任務(wù)實施施：汽車電動動門窗升升降器的的制作一、電路路原理與與分析拓展知識識一、車用用交流發(fā)發(fā)電機發(fā)電機是是汽車電電器系統(tǒng)統(tǒng)的主要要電源，，由汽車車發(fā)動機機驅(qū)動。。它在正正常工作作時，對對除起動動機以外外的所有有用電設(shè)設(shè)備供電電，并向向蓄電池池充電以以補充蓄蓄電池在在使用中中所消耗耗的電能能。（二）硅硅整流發(fā)發(fā)電機的的結(jié)構(gòu)汽車用硅硅整流交交流發(fā)電電機主要要由轉(zhuǎn)子子、定子子、硅整整流器、、前后端端蓋、電電刷、風(fēng)風(fēng)扇及帶帶輪等部部件組成成。圖4-16JF1522A硅整流流發(fā)電結(jié)結(jié)構(gòu)（CA1092））1-帶帶輪輪2-風(fēng)風(fēng)扇扇3-前前端端蓋蓋4-定定子子5-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子6-后后端端蓋蓋7-電電刷刷及及架架8-防防護護罩罩9-整整流流器器組組件件10前前后后端端蓋蓋連連接接螺螺拴拴（三三））硅硅整整流流交交流流發(fā)發(fā)電電機機的的工工作作原原理理圖4-17交交流流發(fā)發(fā)電電機機工工作作原原理理圖圖二、、車車用用起起動動機機（一一））車車用用起起動動機機基基本本組組成成車用用起起動動機機一一般般由由直直流流電電動動機機、、單單向向傳傳動動機機構(gòu)構(gòu)和和操操縱縱機機構(gòu)構(gòu)三三大大部部分分組組成成車用用起起動動機機的的直直流流電電動動機機的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)勵磁磁繞繞組組的的接接法法（a））四四個個繞繞組組相相互互串串聯(lián)聯(lián)（（b））兩兩個個繞繞組組串串聯(lián)聯(lián)后后并并聯(lián)聯(lián)圖4-20勵勵磁磁繞繞組組的的接接法法1-絕絕緣緣接接線線柱柱2-磁磁場場繞繞組組3-正正電電刷刷4-負負電電刷刷5-換換向向器器三、、刮刮雨雨器器電電動動機機圖4-21電電動動刮刮水水器器1、、5-刷刷架架2、、4、、6-擺擺桿桿3、、7、、8-拉拉桿桿9-蝸蝸輪輪10-蝸蝸桿桿11-電電動動機機12-底底板板（a））結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)原原理理（（b））電電路路原原理理圖4-22雙雙速速刮刮水水電電動動機機的的工工作作原原理理1-電電樞樞繞繞組組2-永永久久磁磁鐵鐵3-整整流流子子4-反反電電勢勢小結(jié)結(jié)1．．三三相相交交流流發(fā)發(fā)電電機機2．．直直流流電電動動機機習(xí)題題一、、填填空空：：1．．直直流流電電機機電電樞樞繞繞組組中中流流過過的的電電流流方方向向是是___________的的，，產(chǎn)產(chǎn)生生電電磁磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩的的方方向向是是___________的的（（填填變變化化或或不不變變））。。2．直流電機機的勵磁方式式分為____________、、____________、____________、____________。3．直流發(fā)電電機的電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩是___________轉(zhuǎn)矩矩，直流電動動機的電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩是___________轉(zhuǎn)矩矩。4．直流電動動機的起動方方法有：________________、、________________。5．大多數(shù)鼓鼓風(fēng)機電動機機的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速速由串聯(lián)到風(fēng)風(fēng)扇電動機的的____________控制。。6．直流電動動機利用磁場場的相互作用用把____________轉(zhuǎn)換換成____________。7．____________建立立交流發(fā)電機機的旋轉(zhuǎn)磁場場。8．____________是在在交流發(fā)電機機中產(chǎn)生電流流的靜止線圈圈。9．____________是是步進電機旋旋轉(zhuǎn)的根本原原因。10．直流電電動機的換向向器由許多__________組組成。二、選擇題1．直流電動動機起動時電電樞回路串入入電阻是為了了__________A．增加起動動轉(zhuǎn)矩B．限制起起動電流C．增加主主磁通D．減少起動動時間2．一臺并勵勵直流電動機機若改變電源源極性，則電電機的轉(zhuǎn)向。A．改變B．不變C．．無法確定3．要改變并并勵直流電動動機的轉(zhuǎn)向，，可以_____。A．增大勵磁磁B．改改變電源極性性C．．改接勵磁繞繞組連接方向向4．正在討論論永磁式起動動電動機：__________技術(shù)員A說：：永磁式起動動電動機代替替勵磁繞組使使用了4到6個永磁場集集合。技術(shù)員A說：：永磁式起動動電動機使用用了一套行星星齒輪機構(gòu)。。誰的說法正確確？A．只是AB．只是BC．A和B兩者都對D．A和B兩者者都不對5．永磁式起起動電動機的的