汽车电工电子基础课件 项目四任务二 常用电机工作原理.pptxVIP

任务二常用电机工作原理

【知识目标】◎了解直流电动机的工作原理与应用◎理解步进电动机的工作原理与应用◎掌握交流发电机的工作原理和应用【技能目标】◎掌握交流发电机的知识，知道拆装，认识发电机的结构特点◎学会交流发电机的故障与维修方法学习目标

实例引入一位丰田威驰轿车用户将车开到维修站，反映该车正常驾驶时仪表内的“充电指示灯”突然亮起，如图所示，需要检修。

实例分析充电指示灯安装在组合仪表内，用于检测充电系统是否工作正常。正常状态时，该指示灯在发动机未运行时常亮，启动后马上熄灭。当发动机运行时而充电系统不发电时，该指示灯就会亮起，防止充电系统故障造成蓄电池严重亏电。如行驶途中发生该故障，说明充电系统可能存在故障，需要尽快维修。本任务通过相关知识的学习，让学生掌握交流发电机的知识，知道拆装，认识发电机的结构特点，以及学会交流发电机的故障与维修方法。

必备知识一、直流电动机的原理与应用（一）直流电机定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电动机，它是能实现直流电能及机械能相互转换的电机。（二）直流电动机结构直流电动机主要由壳体、定子绕组、电枢、电刷及电刷架和前后端盖等组成，如图4-2所示。

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添加标题直流电动机的结构由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场。运行转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感性电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以又通常称为电枢。

添加标题（三）直流电动机的工作原理直流电动机的作用是将电能转换为机械能,是以通电导体在磁场中受电场力作用的原理而制成的。根据电磁学原理，通电导体在磁场中将受到电磁力的作用而运动，其运动的方向随通过电流的方向和所处磁场中磁极的位置不同而不同，具体方向按左手定则判定。将置于永久磁场中并具有转轴的单匝线圈的两个端头接在与转轴同转的两个彼此绝缘或分开的半圆形换向片上，半圆形换向片再与固定的上、下两块铜片（相当于电刷）滑动接触，将铜片引出两个接线柱，就构成了一个最简单的电动机模型，如图4-3所示。

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添加标题将直流电源的正、负接线柱用导线经开关分别接在两铜片接线柱上，当闭合开关时，电流由正电刷A流入，由负电刷B流出，绕组中的电流方向是由a→b→c→d，如图4-3（a）所示。载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生了电磁转矩，力的方向按左手定则判定。因此，转矩方向为逆时针方向，电枢也将按逆时针方向旋转。当线圈转过180°后，电流由正电刷和换向片B流入，从换向片A和负电刷流出，线圈中的电流方向为d→c→b→a，如图4-3（b）所示。转矩方向仍为逆时针方向。因此，在N极和S极之间的导体中电流方向保持不变，电磁转矩方向也就不变，使电枢始终按原来的方向继续运转。汽车上实际应用的电动机，为了获得较大的功率和转矩、保持比较平稳的转速，增加了线圈的数量与换向片数。

（四）直流电动机的启动、调速和转向1、直流电动机的起动直流电动机刚接入电源起动时，因为电动机转速为零，电枢上的反电动势为零，所以外加电压全部加到电枢电阻上，而电枢电阻一般都较小。此时，电动机的电枢电流会很大，即起动电流为例如，一台直流电动机的额定电压为220V，电枢电阻为0.4Ω，其额定电流为50A，则直接起动时的电流为

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添加标题汽车起动机采用串励式直流电动机，即励磁绕组与电枢绕组串联，如图4-5所示。起动时，可使电流达到最大（约100A），此时电枢的输出转矩也最大，使汽车很容易起动，而汽车起动机允许短时间超载工作。串励式直流电动机比并励式直流电动机的起动转矩要大得多。图4-5串励式直流电动机的线路

添加标题2、直流电动机调速以并励式直流电动机为例，电动机转速为可以通过改变Φ、Ra及U来进行调速。直流电动机的调速一般有以下三种：①改变磁极磁通Φ改变磁通Φ值的大小可以改变转速n。为此，在励磁电路中串接一个磁场变阻器Rf，如图4-6所示。若把磁场变阻器阻值增大，则励磁电流减小，磁通Φ也随之减小，电动机的转速升高；反之，磁场变阻器阻值减小，电动机的转速降低。并励式电动机由于励磁电流较小，而在调速过程中能量耗损也较小，因而在实际使用中应用较广。

添加标题图4-6并励式直流电动机改变Φ的调速线路

添加标题串励式直流电动机也可采用改变磁通Φ来调速，不过磁场变阻器Rf必须与励磁绕组并联，如图4-7所示。磁场变阻器阻值减小，通过变阻器的电流增大，而励磁绕组的电流减小，磁通Φ减小，电动机