汽车电工电子基础（第3版） 课件 3.2电动车窗电动机正反转控制电路仿真与实验

3.2电动车窗电动机正反转控制电路仿真与实验项目三:电的磁效应及应用车窗升降器的作用电动机的原理与结构电动车窗系统的组成与功能电动车窗开关控制电机正反转1234电动车窗开关控制电机仿真5实施项目61.车窗升降器的作用

车窗升降器是一个执行机构，它是执行驾驶员或乘员的指令使门窗升降，它主要是由电动机、传动装置等组成。我们这里重点研究电动机，传动装置在电器课程会具体介绍。

电动机是将电能转换为机械能的装置。在汽车上电动机可以应用在许多领域，比如启动发动机用的起动马达，升降车窗玻璃的电机等。2.电动机的原理与结构当电路接通时，如图3-5a所示，线圈abcd的电流方向是：蓄电池正极→励磁绕组→电刷→换向片A→线圈（a→d）→换向片B→电刷→搭铁，此时励磁绕组中产生电磁场，磁场磁极如图中所示，根据左手定则可知，线圈中的有效边ab与cd所受磁场力F的方向如图中所示，此时线圈产生的转矩方向为逆时针。当线圈转过半周后，如图3-5b所示，线圈abcd中的电流方向发生改变，电流方向是：蓄电池正极→励磁绕组→电刷→换向片B→线圈（d→a）→换向片A→电刷→搭铁，此时线圈中的电流方向虽改变为d→a，但线圈中的有效边ab与cd所受的磁场力F的方向同时改变，故线圈产生的转矩方向不变，仍为逆时针方向。图3-5直流电动机的工作原理3.电动车窗系统的组成与功能电动车窗主要由车窗玻璃、车窗玻璃升降器、电动机和控制开关等组成。电动车窗主要由车窗升降器、电动机、继电器、开关等组成，如图3-13所示。a控制开关b电动车窗升降器图3-13电动车窗及控制开关电动门窗的功能设计是这样的：驾驶员操作时，可以使四个车窗中的任意一个上升或下降，乘员只能使所在某一个门上车窗玻璃上升或下降。也就是说电动门的窗控制开关有两套，一套装在驾驶员侧车门扶手上，为总开关，可控制每个车窗的升降。另一套分别装在每个乘客门上，为分开关，可单独控制一个车窗。所有车窗电动机都要通过总开关搭铁，如果总开关断开，分开关就不能起作用了。另外，电动门窗通常使用双向永磁或绕线(双绕组串联)式电动机，各门窗都独立安装一电机，经开关控制其电流方向，实现门窗的升降。当电动门窗下降时，连接在扇形齿轮上的螺旋弹簧卷起，储存一定能量，门窗升高时，弹簧将其储存的能量释放，协助电机升高门窗。螺旋弹簧使门窗玻璃升降时驱动电动机承受相等的负荷。4.电动门窗开关控制电机正反转车窗升降电动机采用可以双向转动的电动机，其核心控制原理就是通过改变电流方向实现正反转从而控制门窗的升或降。现在的问题是我们需要设计一套4个门窗升降的总系统，要求每个门上的门窗电机都可由2个开关（驾驶员主控开关、对应门上的分控开关）分别控制，而且要控制电流的正反向从而实现控制电机正反转的目的。我们可以先研究某一个门窗（非驾驶位）升降系统的电路，其核心也就是2个开关的双控电路。图3-14为驾驶员主控开关控制左后车窗上升时电流方向（箭头标示），+12V蓄电池电流——>保险——>驾驶员侧车窗总开关——>电机M——>返回总开关后搭铁。工作图3-14驾驶员主控开关控制左后车窗上升时电流方向图3-15为左后乘客门使用独立操作开关控制左后车窗下降时电流方向。图3-15独立操作开关控制左后车窗下降时电流方向工作5.电动车窗开关控制电机仿真

请使用电路仿真软件Everycircuit手机App,仿真电动机正反转控制电路。利用二极管+灯泡代表电动机正反转,电路示例如图。图

电动机仿真电路搭建5.电动车窗开关控制电机仿真

a）

电动机正转仿真b）

电动机反转仿真c）

电动机停止状态

6.项目实施1）模拟汽车电动车窗升降电路。2）根据维修手册连线电动车窗电路并分析排故方案。（1）任务布置积木连线实训板连接导线可调锂电池模块开关熔丝板开关熔丝板负载积木板（2）任务准备

需要准备以下器材。步骤图示工作页1读识原理图，说明电路控制原理。实训电路通过两个选择开关模拟双联开关，通过开关的组合改变电动机电流的流向，从而实现正反转控制。2用连接导线按照积木连接示意图连接成完整电路，注意连接前先关闭电源开关。3检查无误后接通电源，用手同时拨动两个开关的方向，观察电动机的转向。1）模拟汽车电动车窗升降电路（3）任务步骤步骤图示工作页4当两个开关都在左端时，电动机______，请分析电流流向：___________________________________________________________________________________。5当两个开关都在右端时，电动机_______，请分析电流流向：______________________。若是开关一左一右，电动机__________，原因是_______________。提示：实际上汽车上用的开关是双联开关，汽车电动门窗升降和电动后视镜电路用的都是直流电机，改变电动机电流方向即可实现门窗的升和降和后视镜方向的调整。2）根据维修手册连线电动车窗电路并写出排故方案。根据下图3-6请同学们应用电流通路分析其工作原理，并写出部分车窗不能升降或只能向一个方向运动故障的排故方案。图3-16一