4.1认识直流电动机(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（大连理工大学出版社）

模块四 电动机 任务1 认识直流电动机 任务2 分析汽车辅助电器设备用的直流电动机电路 任务3 了解步进电动机和开关磁阻电动机 1．直流电动机的结构 任务一 认识直流电动机 一、直流电动机的结构 图4-1 直流电动机的结构示意图 图4-2 直流电动机的定子 （1）定子 定子由机座、主磁极、换向磁极、端盖和电刷装置等部分构成 （2）转子 直流电动机的转子习惯上称为电枢，如图4-3所示，由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 图4-3 直流电动机的转子 二、直流电动机的工作原理 1．转动原理 图4－4 最简单直流电动机的转动原理图 （a）初始位置 （b）转过180°后的位置 2．电磁转矩 电磁转矩M M=KTΦIa 式中，KT为电磁转矩系数，与电机的结构有关，是个常数； Φ为每极磁通，单位Wb；Ia为电枢电流，单位A；M单位N·m。 3．电枢电动势和电枢电流 Ef=KeΦn 式中，Ke为电枢电动势系数，与电动机的结构有关，是常数；n为电动机的转速。 直流电机的电压平衡关系式： U=Ef+IaRa 三、直流电动机的分类 励磁绕组与电源的连接方式被称为励磁方式。按照不同的励磁方式，直流电动机可以分为：他励式、并励式、串励式和复励式四种。如图4-6所示 图4-6 直流电动机的励磁方式 四、分析启动机中串励式直流电动机的工作特性 1.启动机的组成 启动机如图。一般由三部分组成：串励式直流电动机、传动机构、电磁开关。 （1）串励式直流电动机 图 启动机的组成 图4-8 直流串励式电动机的组成 1-电刷端盖；2-电刷和电刷架；3-磁场绕组；4-磁极铁芯；5-机壳；6-电枢；7-驱动端盖 电枢由外缘带槽的硅钢片（电枢叠片）叠成的铁芯、嵌装在铁芯槽内的电枢绕组、电枢轴和换向器等组成 图4-9 电枢结构图 1-换向器；2-电枢铁芯；3-电枢绕组；4-电枢轴；5-电枢铁芯；6-电枢叠片 磁极由固定在壳体内圆周上的铁芯和绕在铁芯上的磁场绕组组成 图4-11 磁极与磁路图 a）四个励磁绕组相互串联再和电枢绕组串联 b）两个励磁绕组串联后再并联和电枢绕组串联 图4-12 磁场绕组的连接方式 （2）传动机构(或称啮合机构) 传动机构的作用是在启动发动机时,使启动机驱动齿轮啮入飞轮齿圈，将启动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机运转后，使驱动齿轮打滑或与飞轮齿圈自动脱开,单向传递启动机的转矩。 （3）控制装置(或电磁开关) 控制装置作用是用来接通和切断直流串励式电动机与蓄电池之间的电路。并将传动机构的驱动齿轮啮入或退出飞轮齿圈。 2、串励式直流电动机的工作特性 （1）说明主磁通若不考虑饱和时，M与电枢电流的平方成正比。 M=KTΦIa =KKTIa2=K′Ia2 上式中K为比例系数，K′=KKT 由电压平衡方程可得： 将 代入上式得: 图 直流电动机的机械特性 （2）该曲线表明: 当电机处于轻载或空载（Ia=0）时，转速很高，易发生飞车事故；当负载增加时，转速下降很快，说明特性很软，因此不允许在轻载或空载状态下运行。 汽车上使用的起动机是串励式. $