任务四汽车电动门窗升降器的制作.ppt

任务四汽车电动门窗升降器的制作 学习目标 掌握直流电动机和步进电动机的基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（固定部分）和转子（旋转部分）两大部分组成，在这两部分之间的间隙叫空气隙。 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。 （1）主磁极 （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。电枢部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。 （1）电枢铁心 （3）换向器 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Φ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 （4-3） EaIa称为电磁功率，它转化为电动机的机械功率，如果不计摩擦损耗，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Φ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n＝0，故Ea＝KeΦn＝0，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 2．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，则降低后的转速为 （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Φ 2．调速 （3）降低电源电压直流电动机常由单独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。 (二）步进电动机的结构组成 步进电机由转子和定子组成