任务四汽车电动门窗升降器制作

1、任务四汽车电动门窗升降器制作 学习目标 掌握直流电动机和步进电动机的根本构造和工作原理及在汽车上的应用 能解释直流电动机的工作原理和说出结构特点 能说出永磁直流电动机在汽车上的典型应用 一 直流电动机 直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置 一直流电动机的结构直流电动机主要由定子固定局部和转子旋转局部两大局部组成，在这两局部之间的间隙叫空气隙。 图4-1 直流电动机结构图1-风扇 2-机座 3-电枢 4-主磁极 5-电刷装置 6-换向器 7-接线板8-出线盒 9-换向磁极 10-端盖 1定子定子的作用是产生磁场和作为电动机的机械支撑。主要部件包括主磁极、换向磁极、机座、端盖和电刷装置等。

2、 1主磁极 图4-2 直流电机主磁极结构4电刷装置 2转子电枢转子是电机实现机电能量转换的枢纽，所以常称之为电枢。电枢局部包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。1电枢铁心 3换向器 换向器也是直流电机中的关键部件之一。在直流发电机中换向器将线圈中的交流电转换为直流，在直流电动机中换向器将电源的直流电转换为线圈中的交流电。3直流电机的励磁方式按励磁电流供给方式的不同，直流电机可分为他励和自励两大类;其中自励直流电机又分为并励、串励和复励三种。 1他励方式所谓他励是指主磁极磁场绕组的励磁电流由另外的直流电源供电。2并励方式并励电机的励磁绕组与电枢绕组并联。3串励方式串励电机的励磁绕组

3、与电枢绕组串联，其励磁电流与电枢电流相等。因电枢电流较大，所以励磁绕组的导线截面较大，匝数较少。4复励方式复励电机有两个励磁绕组，一个与电枢并联，一个与电枢串联。当两励磁绕组产生的磁通方向相同时，磁通可以相加，这种电机称为积复励电机。二直流电动机的工作原理2直流电动机的反电动势和电磁转矩反电动势Ea与每极磁通和电动机的转速n成正比： 4-1 式中，Ke为电动势常数，由电机结构决定。2直流电动机的反电动势和电磁转矩直流电动机运转时，电枢中的电流为U是外加电压，Ra是电枢绕组的电阻。于是得直流电动机的电压平衡方程式 4-2功率平衡方程 4-3EaIa称为电磁功率，它转化为电动机的机械功率，如果不计

4、摩擦损耗，它也就是电动机的输出功率。RaIa2是电枢绕组的铜损耗。UIa是电源供给的电功率不计铁损耗。直流电动机的电磁转矩Tem与每极磁通和电枢电流Ia成正比： 4-4式中，KT为转矩常数，取决于电机结构。3直流电动机的自适应运行过程直流电动机的稳定运行状况取决于负载的大小；当负载发生变化时，电动机转速、电流、转矩都将自动地作相应的变化。 转速公式可由式(4-1)和(4-2)得出 4-5 式中，Ra是电枢电路的电阻。三直流电动机的起动、调速和反转1起动 电动机起动的瞬间，转速n0，故EaKen0，此时电枢电流称为起动电流，记作Ist,由式 得 4-6 由于电枢电阻Ra很小，因此起动电流可达额定

5、值的10-20倍，会损坏换向器和电枢绕组等，并使供电线路的电压下降。因此，起动时可降低加在电枢绕组上的电压，或在电枢电路中串联起动变阻器，以限制起动电流。2调速直流电动机的调速方法有三种 a剖视原理图 b反串展开图 c反并展开图图4-9 变极调速原理2P=42调速1电枢串接电阻在电枢电路中串联调速变阻器Rs，用以增加电枢电路的电阻，使转速降低。设Ra表示电枢绕组的电阻，那么降低后的转速为 4-7 改变Rs可调节转速n。2调速2弱磁调速在并励或他励电动机的励磁电路中串联调速变阻器Rf, 用来调节励磁电流If以改变磁通 图4-10 并励与他励电动机的机械特性 2调速3降低电源电压直流电动机常由单独

6、的可调整流装置供电。目前用得最多的可调直流电源是晶闸管整流(SCR)装置；调节电源电压就可均匀调速。 二、步进电动机一步进电动机的概述步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置，是一种特殊的电动机。 图4-11步进电机(二步进电动机的结构组成步进电机由转子和定子组成。转子和定子都由带齿的硅钢片叠成。定子上有绕组分为假设干相3，4，5，6，8，10。三步进电动机的工作原理 此图为反响式步进电机，其相数为3A、B、C三相，定子均布40齿，齿距角9，定子每个磁极上5个齿，齿距角也是9，各极的齿错开3排列。 总结1在结构上，定子各相的齿必须相互错开1/m个齿排列。m为绕组相数。

7、2通电状态按一定相序改变。3改变通电相序的方向就可改变转子的旋转方向。4步距角为： 4-8式中，z转子齿数，m绕组相数，k通电方式系数。单三拍通电：A-B-C-A，k=1双三拍通电：AB-BC-BA-AB，k=1三相六拍通电：A-AB-B-BC-C-CA-A，k=2。k=拍数/相数。四步进电机的驱动电路 图4-14步进电机工作过程五步进电动机的分类 1永磁式步进电机2反响式步进电机3混合式步进电机六步进电机的特点 1、一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 2、步进电机外表允许的最高温度。 3、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 4、步进电机低速时可以正常运转,但假设高于一定速度就

8、无法启动,并伴有啸叫声。七步进电机的主要特性 1、步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果参加适当的脉冲信号，就会以一定的角度称为步角转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 2、腾龙版步进电机的步进角度为7.5 度，一圈360度，需要48个脉冲完成。3、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 4、改变脉冲的顺序，可以方便地改变转动的方向。 任务实施 ：汽车电动门窗升降器的制作 一、电路原理与分析 拓展知识一、车用交流发电机 发电机是汽车电器系统的主要电源，由汽车发动机驱动。它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电以补充蓄

9、电池在使用中所消耗的电能。 二硅整流发电机的结构 汽车用硅整流交流发电机主要由转子、定子、硅整流器、前后端盖、电刷、风扇及带轮等部件组成。 图4-16 JF1522A硅整流发电结构CA10921-带轮 2-风扇 3-前端盖 4-定子 5-转子 6-后端盖7-电刷及架 8-防护罩 9-整流器组件 10前后端盖连接螺拴 三硅整流交流发电机的工作原理图4-17 交流发电机工作原理图二、车用起动机一车用起动机根本组成车用起动机一般由直流电动机、单向传动机构和操纵机构三大局部组成 车用起动机的直流电动机的结构 励磁绕组的接法a四个绕组相互串联b两个绕组串联后并联图4-20 励磁绕组的接法1-绝缘接线柱

10、2-磁场绕组 3-正电刷 4-负电刷 5-换向器三、刮雨器电动机 图4-21电动刮水器1、5-刷架 2、4、6-摆杆 3、7、8-拉杆 9-蜗轮 10-蜗杆 11-电动机 12-底板a结构原理 b电路原理图4-22 双速刮水电动机的工作原理1-电枢绕组 2-永久磁铁 3-整流子 4-反电势小 结 1三相交流发电机2直流电动机习 题 一、填空：1直流电机电枢绕组中流过的电流方向是_的，产生电磁转矩的方向是_的填变化或不变。2直流电机的励磁方式分为_、_、_、_。3直流发电机的电磁转矩是_转矩，直流电动机的电磁转矩是_转矩。4直流电动机的起动方法有：_、_。5大多数鼓风机电动机的风扇转速由串联到风

11、扇电动机的_控制。6直流电动机利用磁场的相互作用把_转换成_。7_建立交流发电机的旋转磁场。8_是在交流发电机中产生电流的静止线圈。9 _是步进电机旋转的根本原因。10直流电动机的换向器由许多_组成。二、选择题1直流电动机起动时电枢回路串入电阻是为了_A增加起动转矩 B限制起动电流 C增加主磁通 D减少起动时间2一台并励直流电动机假设改变电源极性，那么电机的转向 。 A改变 B不变 C无法确定3要改变并励直流电动机的转向，可以_。A增大励磁 B改变电源极性 C改接励磁绕组连接方向4正在讨论永磁式起动电动机：_技术员A说：永磁式起动电动机代替励磁绕组使用了4到6个永磁场集合。技术员A说：永磁式起动电动机使用了一套行星齿轮机构。谁的说法正确？A只是A B只是B CA和B两者都对 D A和B两者都不对 5永磁式起动电动机的特征是：_A使用了行星齿轮 B电流从励磁绕组流向电刷和电枢 C直接与电枢连接 D上面全部答案 6在永磁式刮水器电动机中：_A电刷在换向器上的位置控制着电动机的转速。B两个相反缠绕的励磁绕组控