汽車(chē)電工電子技術(shù)教學(xué)課件知識(shí)點(diǎn)38

交、直流電動(dòng)機(jī)基本知識(shí)一、電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)電動(dòng)機(jī)

直流電動(dòng)機(jī)

交流電動(dòng)機(jī)

異步電動(dòng)機(jī)

同步電動(dòng)機(jī)

三相異步電動(dòng)機(jī)

單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)：由單相電源供電的小功率異步電動(dòng)機(jī)。應(yīng)用廣泛，如日常生活中的電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、抽排油煙機(jī)、手電鉆、醫(yī)用器械、自動(dòng)化儀表。

直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖(a)初始位置；(b)轉(zhuǎn)過(guò)180°后的位置直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1、直流電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)

直流電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，電樞繞組通過(guò)電刷外接直流電樞電源，用以產(chǎn)生電樞電流；勵(lì)磁繞組也要通入直流勵(lì)磁電源，用以產(chǎn)生主磁場(chǎng)，這兩個(gè)方面協(xié)調(diào)工作，使得電樞獲得一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

電樞繞組和勵(lì)磁繞組可以共用一個(gè)電源，也可以采用兩個(gè)電源單獨(dú)供電。即使是采用一個(gè)電源供電，也有不同的連接方式。勵(lì)磁繞組與電源的連接方式被稱為勵(lì)磁方式。按照不同的勵(lì)磁方式，直流電動(dòng)機(jī)可以分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。(a)他勵(lì)；(b)并勵(lì)；(c)串勵(lì)；(d)復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式與調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)的主要特性

1.起動(dòng)性能好

2.轉(zhuǎn)速高，調(diào)速方便

3.換向性能好直流電動(dòng)機(jī)在汽車(chē)中的應(yīng)用起動(dòng)機(jī)永磁式掛水器洗滌器電動(dòng)車(chē)窗電動(dòng)車(chē)窗電動(dòng)刮水器電動(dòng)刮水器二、單相異步電動(dòng)機(jī)（一）單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理（二）單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法

結(jié)構(gòu)：定子放單相繞組（其中通單相交流電）；轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子轉(zhuǎn)子定子繞組定子中通入單相交流電后，形成脈動(dòng)磁場(chǎng)。其磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦分布，且隨時(shí)間按正弦變化。（二）單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法由于單相異步電動(dòng)機(jī)繞組通過(guò)單相交變電流，若電動(dòng)機(jī)定子鐵心只具有單相繞組，則產(chǎn)生的磁通是交變脈動(dòng)磁通，它的軸線在空間上是固定不變的，這種磁通不可能使轉(zhuǎn)子起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。必須采取另外的起動(dòng)措施。單相異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法有分相起動(dòng)法和罩極法。1.電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)適合容量較大或要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的單相異步電動(dòng)機(jī)。電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的定子有兩個(gè)繞組：一個(gè)是工作繞組（主繞組）；另一個(gè)是起動(dòng)繞組（副繞組），兩個(gè)繞組在空間互成90°。起動(dòng)繞阻與電容C串聯(lián)，起動(dòng)時(shí)離心開(kāi)關(guān)閉合，使起動(dòng)繞組電流i2和工作繞組電流i1產(chǎn)生90°相位差，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)正常以后離心開(kāi)關(guān)被甩開(kāi)，起動(dòng)繞組被切斷。下圖所示分別為ωt=0°、45°、90°時(shí)合成磁場(chǎng)的方向，由圖可見(jiàn)該磁場(chǎng)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這樣一來(lái)，單相異步電動(dòng)機(jī)就可以在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下起動(dòng)了。其他方法：

除用電容來(lái)分相外，也可以與起動(dòng)繞組串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮?或起動(dòng)繞組本身的電阻比工作繞組大很多)，這樣，工作繞組中的電流比起動(dòng)繞組中的電流滯后，也可以產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要比電容分相的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小些。注意：

三相異步電動(dòng)機(jī)接到電源的三根導(dǎo)線中由于某種原因斷開(kāi)了一根線，就成為單相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。如果起動(dòng)時(shí)就斷開(kāi)了一根線，則不能起動(dòng)，只聽(tīng)到嗡嗡聲，這時(shí)電流很大，時(shí)間長(zhǎng)了，電動(dòng)機(jī)會(huì)被燒壞。如果在運(yùn)行中斷了一根線，則電動(dòng)機(jī)將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，若此時(shí)還帶動(dòng)額定負(fù)載，其他兩相電路中的電流將超過(guò)額定電流，時(shí)間一長(zhǎng)，也會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒壞。因此，在實(shí)際工作中必須特別注意三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)有無(wú)發(fā)生一相熔絲燒斷現(xiàn)象，一般要采取自動(dòng)保護(hù)措施。定子磁極轉(zhuǎn)子短路環(huán)

2.罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)

定子通入電流以后，部分磁通穿過(guò)短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒(méi)有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)。

圖中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向：瞬時(shí)針旋轉(zhuǎn)。因?yàn)闆](méi)有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領(lǐng)先。三相交流電動(dòng)機(jī)通過(guò)接線盒接入三相交流電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩三相交流電動(dòng)機(jī)線路連接星形連接三角形連接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn):

(1)來(lái)一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。

(2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

(3)改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機(jī)。每來(lái)一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。

由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的這一工作職能正好符合數(shù)字控制系統(tǒng)要求，因此它在數(shù)控機(jī)床、鐘表工業(yè)及自動(dòng)記錄儀等方面都有很廣泛的應(yīng)用1.工作原理

由于磁力線總是要通過(guò)磁阻最小的路徑閉合，因此會(huì)在磁力線扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

現(xiàn)以ABCA的通電順序，使三相繞組

輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)情況。BCIAIBIC1.三相單三拍CA'BB'C'A3412

A相繞組通電，B、C相不通電。氣隙產(chǎn)生以A-A為軸線的磁場(chǎng)，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過(guò)，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A′極對(duì)齊。動(dòng)畫(huà)“三相”指三相步進(jìn)電機(jī)；“單”指每次只能一相繞組通電；“三拍”指通電三次完成一個(gè)通電循環(huán)。CA'BB'C'A3412

同理，B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)30角，2、4齒和B、B′

磁極軸線對(duì)齊；當(dāng)C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過(guò)30角，1、3齒和C′、C磁極軸線對(duì)齊。1C'342CA'BB'A

這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。

按ABCA……的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。每一拍轉(zhuǎn)過(guò)30°(步距角)，每個(gè)通電循環(huán)周期(3拍)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)了360°而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)90°(一個(gè)齒距角)。2.三相六拍

按AABBBCC

CA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對(duì)齊。

A、B相同時(shí)通電，A、A'磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)15，到達(dá)左圖所示位置。動(dòng)畫(huà)CA'BB'C'A3412

B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B′對(duì)齊,又轉(zhuǎn)過(guò)15。3412CA'BB'C'AB、C相同時(shí)通電，C'、C

磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過(guò)15。AB通電CA'BB'C'A