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1、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。,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、
2、端盖和电刷装置等。,（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,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
3、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
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
5、，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,（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=4）,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
6、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。定子上有绕组分为若干相3，4，5，6，8，10。,（三）步进电动机的工作原理,此图为反应式步进电机，其相数为3（A、B、C三
7、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。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反应式步进电机3混合式步进电机,（六）步进电机的特点,
8、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,但若高于一定速度就无法启动,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，如果加入适当的脉冲信号，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
9、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（CA1092）1-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
10、起动机基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部分组成,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 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
11、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若改变电源极性，则电机的转向。A改
12、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制着电动机转速。C串励和并励绕组控制着电动机的转速。D上述
13、答案都不对。7所有下面关于电磁式刮水器电动机的说法除了哪个外都是正确的？_A两个励磁绕组按相对方向接线。B磁场彼此相对。C两个励磁绕组并联接线。D 总的磁场强度决定了电动机的速度。8什么是换向器的用途？_A为了防止励磁绕组与电枢接触 B保持与励磁绕组经常的电气接触 C使经过电枢的电流反转 D上面全部答案,三、简答题,1列出并解释交流发电机主要元件的功能。2解释直流电动机的工作原理。3描述电枢的用途和工作。4简要地解释电动车窗的工作原理。,1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。3、命运给
14、你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!25、你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上没有障碍，人还有什么可做的呢。27、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。励志名言：比别人多一点执着，你就会创造奇迹28、伟人之所以伟大，是因为他与别人
15、共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。31、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知
16、的无知，才是知的死亡。51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。57、理想的路总是为有信心的人预备着。58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。60、一勤天下无难事，一懒天下皆
17、难事。61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。63、彩虹风雨后，成功细节中。64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。65、只要有信心，就能在信念中行走。66、每天告诉自己一次，我真的很不错。67、心中有理想 再累也快乐68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。72、只要路是对的，就不怕路远。73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是
18、他还是有点怕你。74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否
19、定你的过去，也不要用你的过去牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一
20、直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多
21、的困难，承受别人不能承受的压力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走
22、完。21、每个人都有潜在的能量，只是很容易：被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。22、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要轻言放弃。23、恨别人，痛苦的却是自己。24、每天醒来，敲醒自己的不是钟声，而是梦想。25、你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上没有障碍，人还有什么可做的呢。27、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。励志名言：比别人多一点执着，你就会创造奇迹28、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。31、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。,
