汽车电工电子模块四直流电动机和交流发电机.pptx
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1、l直流发电机和直流电动机的结构是完全相同的,直流发电机和直流电动机的结构是完全相同的,每一台电机既可作为发电机运行,也可作为电每一台电机既可作为发电机运行,也可作为电动机运行动机运行 n电机的实际运行方式由外施条件决定,如在电机电机的实际运行方式由外施条件决定,如在电机轴上外施机械功率使电枢转动,通过电机可以把轴上外施机械功率使电枢转动,通过电机可以把机械功率转换为电功率,作为发电机运行;如果机械功率转换为电功率,作为发电机运行;如果在电枢线圈中外施电功率,产生线圈电流,通过在电枢线圈中外施电功率,产生线圈电流,通过电机可以把电功率转换为机械功率,作为电动机电机可以把电功率转换为机械功率,作为
2、电动机运行。运行。课题1 直流电动机一、直流电动机1.直流电动机结构组成可逆性第1页/共50页2主磁极主磁极:产生恒定的主磁场,由铁心和励磁绕组构成产生恒定的主磁场,由铁心和励磁绕组构成换向极换向极:改善换向,减少电枢绕组换向时产生的火花改善换向,减少电枢绕组换向时产生的火花电刷装置电刷装置:与换向片配合与换向片配合,完成直流与交流的互换完成直流与交流的互换机座和端盖机座和端盖:起支撑和固定作用起支撑和固定作用定子定子(产产生磁生磁场场)转子转子电枢铁心电枢铁心:主磁路的一部分,放置电枢绕组主磁路的一部分,放置电枢绕组电枢绕组电枢绕组:由带绝缘的导线绕制而成,是电路部分。由带绝缘的导线绕制而成
3、,是电路部分。换向器换向器:与电刷装置配合与电刷装置配合,完成直流与交流的互换完成直流与交流的互换转轴转轴轴承轴承 直流电机的结构直流电机的结构第2页/共50页3 直流电机结构图直流电机结构图电枢绕组 主磁极电枢铁心 励磁绕组 磁轭 换向极 换向极绕组 换向器 电刷装置端盖 风扇 轴承 轴 端盖 第3页/共50页4 直流电机横向剖面图直流电机横向剖面图 主极铁心 励磁绕组 定子磁轭 换向极 换向极绕组 电枢导体 电枢铁心 电枢齿 电枢槽 极靴 底脚 第4页/共50页5一、定子(1)主磁极(2)换向极(3)电刷(4)机座(5)端盖(6)轴承等 直流电机的定子直流电机的定子 主磁极主磁极 机座机座
4、 主磁极铁心 励磁 绕组 绝缘 框架 电枢铁心 螺栓 机座 换向极 主磁极 第5页/共50页6励磁绕组和串换向极后励磁绕组和串换向极后的电枢绕组出线的电枢绕组出线定子机座定子机座换向极铁心换向极铁心换向极绕组换向极绕组主磁极铁心主磁极铁心主磁极绕组(励磁主磁极绕组(励磁绕组)绕组)换向极绕组与励磁换向极绕组与励磁的串联接线的串联接线直流电机定子直流电机定子 第6页/共50页7 直流电机的主磁极直流电机的主磁极vv作用:建立主磁场。由主磁极铁心和套装在铁心作用:建立主磁场。由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。上的励磁绕组构成。第7页/共50页8主磁极铁心靠近转子一端扩大的部分称为极靴,主磁
5、极铁心靠近转子一端扩大的部分称为极靴,主磁极铁心靠近转子一端扩大的部分称为极靴,主磁极铁心靠近转子一端扩大的部分称为极靴,作用是减小气隙磁阻,改善主磁极磁场分布,并作用是减小气隙磁阻,改善主磁极磁场分布,并作用是减小气隙磁阻,改善主磁极磁场分布,并作用是减小气隙磁阻,改善主磁极磁场分布,并使励磁绕组易固定。使励磁绕组易固定。使励磁绕组易固定。使励磁绕组易固定。为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗,为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗,为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗,为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗,主磁极铁心采用主磁极铁心采用主磁极铁心采用主磁极铁心采用1 1 1 1
6、1.51.51.51.5mmmmmmmm的低碳钢板冲压一定形的低碳钢板冲压一定形的低碳钢板冲压一定形的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。状叠装固定而成。状叠装固定而成。状叠装固定而成。主磁极上有励磁绕组。主磁极个数一定是偶数,主磁极上有励磁绕组。主磁极个数一定是偶数,主磁极上有励磁绕组。主磁极个数一定是偶数,主磁极上有励磁绕组。主磁极个数一定是偶数,励磁绕组的连接必须使相邻主磁极的极性按励磁绕组的连接必须使相邻主磁极的极性按励磁绕组的连接必须使相邻主磁极的极性按励磁绕组的连接必须使相邻主磁极的极性按 N N N N、S S S S 交替出现。交替出现。交替出现。交替出现。第8页/共50页9 直
7、流电机的换向极和电刷直流电机的换向极和电刷 换向极绕组 换向极铁心 铜丝辫 压紧弹簧 电刷 刷握 第9页/共50页10刷辫刷辫电刷电刷刷握刷握汇流条汇流条第10页/共50页11二、转子(电枢)(1)电枢铁心电枢铁心(2)电枢绕组电枢绕组(3)换向器换向器(4)转轴与风扇转轴与风扇 直流电机的转子直流电机的转子 第11页/共50页12轴轴端盖端盖电枢铁心电枢铁心电枢绕组电枢绕组电枢绕组端部电枢绕组端部换向器换向器轴承轴承第12页/共50页13电枢铁心冲片电枢铁心冲片 (0.35-0.5mm(0.35-0.5mm厚厚)(硅钢片)(硅钢片)涂绝缘漆冲涂绝缘漆冲片叠压而成片叠压而成均匀开槽均匀开槽直流
8、电枢的铁心模型直流电枢的铁心模型直流电枢的铁心模型直流电枢的铁心模型 直流电机的电枢绕组直流电机的电枢绕组 第13页/共50页14 直流电机的换向器直流电机的换向器 第14页/共50页15换向器和电刷的几点说明:换向器和电刷的几点说明:作用:(作用:(1 1)换向器在直流发电机中起整流作用。)换向器在直流发电机中起整流作用。(2 2)换向器在直流电动机中起逆变作用。)换向器在直流电动机中起逆变作用。换向器和电刷直电流电机特有的。换向器和电刷直电流电机特有的。缺点:存在换向问题(火花,电磁干扰等)。缺点:存在换向问题(火花,电磁干扰等)。解决途径:无刷化解决途径:无刷化-无刷直流电机。无刷直流电
9、机。第15页/共50页2.直流电动机工作原理直流电动机工作原理 右图为直流发电机的物理右图为直流发电机的物理模型,模型,N、S为定子磁极,为定子磁极,abcd是固定在可旋转导磁圆是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈,线圈连同导柱体上的线圈,线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端电枢。线圈的首末端a、d连连接到两个相互绝缘并可随线接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。的电刷进行的。第16页/共50页2.直流电动机工作原理
10、 把电刷把电刷A A、B B接到直流电源上,接到直流电源上,电刷电刷A A接正极,电刷接正极,电刷B B接负极。此接负极。此时电枢线圈中将电流流过。时电枢线圈中将电流流过。在磁场作用下,在磁场作用下,N N极性下导体极性下导体abab受力方向从右向左,受力方向从右向左,S S 极下导极下导体体cdcd受力方向从左向右。该电磁受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时,电机当电磁转矩大于阻转矩时,电机转子逆时针方向旋转。转子逆时针方向旋转。第17页/共50页 原原N N极性下导体极性下导体abab转到转到S S极极下,受力方向从左向右,
11、原下,受力方向从左向右,原S S 极下导体极下导体cdcd转到转到N N极下,受力方极下,受力方向从右向左。该电磁力形成逆向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。下继续逆时针方向旋转。与直流发电机相同,实际的与直流发电机相同,实际的直流电动机的电枢并非单一线圈,直流电动机的电枢并非单一线圈,磁极也并非一对。磁极也并非一对。当电枢旋转到右图所示位置时当电枢旋转到右图所示位置时第18页/共50页第19页/共50页(1 1)直流发电机的励磁方式直流发电机的励磁方式3.直流电机的分类 供给励
12、磁绕组电流的方式称为供给励磁绕组电流的方式称为励磁方式励磁方式。分为。分为他励他励和和自励自励两大类,自励方式又分两大类,自励方式又分并励并励、串励串励和和复励复励三种方式。三种方式。1 1、他励、他励:直流电机的励磁电流:直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。由其它直流电源单独供给。他励直流发电机的电枢电流他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同,即:和负载电流相同,即:第20页/共50页2 2、并励、并励:发电机的励磁绕组与电发电机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足枢绕组并联。且满足3 3、串励、串励:励磁绕组与电枢绕组串联。励磁绕组与电枢绕组串联。满足满足第21页/共50页4 4、复励:
13、、复励:并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕组,一个与电枢绕组串联,一个与电枢绕组并联。组,一个与电枢绕组串联,一个与电枢绕组并联。第22页/共50页二.起动机1.起动机(起动机(starter)又叫马达,它由直流电动机产生动力,经起动齿轮传递动力给飞轮齿环,带动飞轮、曲轴转动而起动发动机。)组成:(三部分)直流串励式电动机将蓄电池的电能转换成机械能的装置,产生转矩。传动装置(啮合机构)起动时,啮合传动;起动后,打滑脱开.按工作要求,完成驱动齿轮与飞轮齿环的配合工作。(起动时使驱动齿轮啮入飞轮齿环,起动后自动脱离,避免起动机的电枢飞散。)
14、控制装置(电磁开关)接通、切断电动机与蓄电池之间的电路;控制电路接通与闭合,控制驱动齿轮与飞轮的啮合与分离。第23页/共50页2.工作原理(1)磁场线圈绕阻通电产生磁场,使电枢线圈绕阻在磁场作用下受到安培力的作用而绕轴转动(2)磁场线圈绕阻的电流方向:蓄电池正极正电刷换向器线圈绕阻负电刷蓄电池负极第24页/共50页25 3.直流电动机的工作 特性转速特性:(串励电动机)可见重载时转速低,轻载时 转速高。对发动机的起动十分有利,符合发动机的起动要求。(起动时,发动机不转,起动机产生大转矩,当发动机转动时,转矩相应要求小,转速迅速上升)。第25页/共50页26力矩特性 起动机的转矩、功率、转速与电
15、流的关系。第26页/共50页课题课题2 交流发电机交流发电机教学目标教学目标交流发电机的结构交流发电机的结构交流发电机的原理交流发电机的原理 了解交流发电机在车上的应用了解交流发电机在车上的应用第27页/共50页一、交流发电机功用及结构组成一、交流发电机功用及结构组成一、发电机的功用一、发电机的功用 发电机是汽车的发电机是汽车的主要电源,其功用是主要电源,其功用是在发动机正常运转时在发动机正常运转时(怠速以上),向所(怠速以上),向所有用电设备(起动机有用电设备(起动机除外)供电,同时向除外)供电,同时向蓄电池充电蓄电池充电。第28页/共50页1.发电机的功用发电机的功用第29页/共50页发电
16、机的功用发电机的功用 发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时,向发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时,向所有用电设备(启动机除外)供电,同时给蓄电池充电。所有用电设备(启动机除外)供电,同时给蓄电池充电。汽汽车车用用发发电电机机可可分分为为直直流流发发电电机机和和交交流流发发电电机机,由由于于交交流流发发电电机的性能在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰。机的性能在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰。交交流流发发电电机机必必须须配配装装电电压压调调节节器器,电电压压调调节节器器对对发发电电机机的的输输出出电电压进行控制,使其保持基本恒定,以满足汽车用电器
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