異步電機原理

４.1

三相異步電動機的構(gòu)造與原理第４章發(fā)電機與電動機４.２異步電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性４.３異步電動機的控制４.４車用交流發(fā)電機４.５直流電動機本章要求：第４章發(fā)電機與電動機1)了解三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理。2）了解三相異步電動機的機械特性，掌握起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動。3）了解車用交流發(fā)電機。4）了解直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。5）了解直流并勵、他勵、串勵電動機的機械特性及其應(yīng)用。6）了解直流電動機的起動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速。電動機的分類：電動機交流電動機直流電動機三相電動機單相電動機同步電動機異步電動機他勵、并勵電動機串勵、復勵電動機第４章發(fā)電機與電動機實現(xiàn)電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機。機械能電能發(fā)電機電動機直流電動機的最大特點優(yōu)良的調(diào)速性能起動轉(zhuǎn)矩也比較大生產(chǎn)成本較高需要使用直流電源維護要求較高應(yīng)用：軋鋼機、龍門刨床等主傳動機構(gòu)某些電力牽引和起重設(shè)備電車及電力機車

異步電動機構(gòu)造簡單、價格便宜、工作可靠、使用維護方便應(yīng)用：金屬切削機床、起重機、傳送帶、功率不大的水泵、通風機在全國電動機總?cè)萘恐杏?5％以上是三相異步電動機。４.1

三相異步電動機的構(gòu)造與工作原理4.1.1.構(gòu)造籠型電機的各部件

鐵心：由內(nèi)周有槽的0.5mm厚硅鋼片疊成。磁路的一部分A----XB----YC----Z三相繞組機座：鑄鐵或鋼板焊接支撐鐵心和固定電機硅鋼片裝有三相繞組的定子1、定子定子繞組接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常BZACXYXAZBYCABCZXYZXYBCAY聯(lián)結(jié)CABZXY聯(lián)結(jié)2、轉(zhuǎn)子籠型繞線式

轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組0.5mm的硅鋼片疊壓籠型轉(zhuǎn)子(1)籠型轉(zhuǎn)子

鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體。或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)

繞線式轉(zhuǎn)子

同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。三相轉(zhuǎn)子繞組通常連接成星形，即三個末端連在一起，三個首端分別與轉(zhuǎn)軸上的三個滑環(huán)（滑環(huán)與軸絕緣且滑環(huán)間相互絕緣）相連，通過滑環(huán)和電刷接到外部的變阻器上，以便改善電機的起動和調(diào)速性能。繞線式轉(zhuǎn)子繞組與外接變阻器的連接

4.2

三相異步電動機的工作原理AXCZBYo4.2.1旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生o規(guī)定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；（動畫1，動畫2）tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ

三相電流合成磁

場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600oAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°取決于三相電流的相序1、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進線AXBYCZ

若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC2、旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P極對數(shù)動畫旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'03、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速工頻：

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)p=1時0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2時0旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1與極對數(shù)p的關(guān)系極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1

與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)。可見:4.2.2三相電動機的工作原理1.轉(zhuǎn)動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針

切割轉(zhuǎn)子導體右手定則感應(yīng)電動勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF4.2.3轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。

由前面分析可知，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動機如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流

轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉(zhuǎn)子導條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。異步電動機運行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n1=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為4.2.4

三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)1、型號

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機2.電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時采用

聯(lián)結(jié)。電動機在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。3.電流電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

4.功率與效率籠型電機

=72~93％額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。注意：實用中應(yīng)選擇容量合適的電機，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。5.功率因數(shù)PN

三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載時約為0.7~0.9?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有

0.2~0.3。額定負載時，功率因數(shù)最高。6.額定轉(zhuǎn)速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。P2cosO如：n

N=1440轉(zhuǎn)/分

sN=0.044.2

三相異步電動機轉(zhuǎn)矩與機械特性4.2.1轉(zhuǎn)矩公式

轉(zhuǎn)子中各載流導體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。常數(shù)，與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)電磁轉(zhuǎn)矩公式可推導出由公式可知電磁轉(zhuǎn)矩公式1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1T2.當電源電壓U1一定時，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對

T有影響。繞線式異步電動機可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)矩。4.2.2機械特性曲線OTS根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：OT動畫1動畫電動機在額定負載時的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個重要轉(zhuǎn)矩OT額定轉(zhuǎn)矩(N?m)

如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為2.最大轉(zhuǎn)矩Tmax

轉(zhuǎn)子軸上機械負載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機帶動最大負載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率OTTmax將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得當U1

一定時，Tmax為定值過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動機的過載系數(shù)為工作時必須使T2

<Tmax

，否則電機將停轉(zhuǎn)。電機嚴重過熱而燒壞。(2)sm與R2有關(guān)，R2smn。繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實現(xiàn)調(diào)速。3.起動轉(zhuǎn)矩Tst電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。起動時n=0時，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當使

R2Tst。對繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tmax

。Tst體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。

若

Tst

>T2電機能起動，否則不能起動。OTTst起動能力4.電動機的運行分析

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負載能力。

自適應(yīng)負載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點（如：柴油機當負載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負載）。此過程中，n、sE2,I2

I1電源提供的功率自動增加。T2sT2>TT=T2nT

T′2達到新的平衡T2常用特性段TO4.3

異步電動機的運行與控制

起動問題：起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的4~7倍;電動機的起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負載的工作頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱后果：原因：直接起動：

n=0，s=1,接通電源。起動時，n=0，轉(zhuǎn)子導體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流定子電流

4.3.1

起動方法直接起動

7.5千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。降壓起動：星形-三角形(Y－)

換接起動自耦降壓起動（適用于籠型電動機）轉(zhuǎn)子串電阻起動（適用于繞線式電動機）以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。設(shè)：電機每相阻抗為1、降壓起動(1)Y－換接起動

降壓起動時的電流為直接起動時的+－

起動U1U2V1V1W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2(a)僅適用于正常運行為三角形聯(lián)結(jié)的電機。

(b)Y－起動Y－換接起動適合于空載或輕載起動的場合Y-換接起動應(yīng)注意的問題正常運行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1(2)自耦降壓起動L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦變壓器，降壓起動。Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。合刀閘開關(guān)QQ2

自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯(lián)成Y形不能采用Y－起動的籠型異步電動機。RRR滑環(huán)電刷定子轉(zhuǎn)子起動時將適當?shù)腞串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將R短路。起動電阻

2、繞線式電動機轉(zhuǎn)子電路串電阻起動?

若R2選得適當，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動既可以降低起動電流，又可以增加起動轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上。R2-TTst

-TO轉(zhuǎn)子電路串電阻起動的特點1、變頻調(diào)速(無級調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲三種電氣調(diào)速方法4.3.2

三相異步電動機的調(diào)速2、變極調(diào)速

(有級調(diào)速)

變頻調(diào)速方法可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSSA1X1A2X2ii??P=1

采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。A1··A2X1X2SNTo3、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

(無級調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。nn'??TLTLs

′s??Tso

方法：任意調(diào)換電源的兩根進線，電動機反轉(zhuǎn)。電動機正轉(zhuǎn)電動機反轉(zhuǎn)4.3.3三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)電源~UVWM3~UVW電源~M3~4.2.4

三相異步電動機的制動1、能耗制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動

在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。nF轉(zhuǎn)子Tn0=02、反接制動

停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動機定子產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。

M3~+-運轉(zhuǎn)制動?RPM3~運轉(zhuǎn)制動?nF轉(zhuǎn)子Tn03、回饋制動

當電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機進入制動狀態(tài)，同時將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子Tn0n>n01、直流電動機的構(gòu)造4.5直流電動機4.5.1

直流電機的構(gòu)造與工作原理定子轉(zhuǎn)子機座、主磁極、換向極、電刷裝置等鐵心、繞組、換向器作用是產(chǎn)生磁場和作電機的機械支撐產(chǎn)生感應(yīng)電動勢實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。直流電機的主要結(jié)構(gòu)：1）他勵電動機勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個直流電源供電。2、直流電機的分類

直流電機按照勵磁方式可分為他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機和復勵電動機2.并勵電動機勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個直流電源供電。UUfIaM+_+_If他勵I(lǐng)aUM+_If+_IE并勵4)復勵電動機勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。3）串勵電動機勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。串勵UIa+_IfM復勵U+_IMIa額定功率PN:

電機軸上輸出的機械功率。額定電壓UN:

額定工作情況下的電樞上加的直流電壓。（例：110V，220V，440V）額定電流IN:

額定電壓下軸上輸出額定功率時的電流（并勵包括勵磁和電樞電流）。

三者關(guān)系：PN=UNIN

（：效率）額定轉(zhuǎn)速nN:

在PN,UN,IN

時的轉(zhuǎn)速。直流電機的轉(zhuǎn)速一般在500r/min以上。特殊的直流電機轉(zhuǎn)速可以做到很低（如每分鐘幾轉(zhuǎn)）或很高（每分鐘3000轉(zhuǎn)以上）。

調(diào)速時對于沒有調(diào)速要求的電機，最大轉(zhuǎn)速不能超過1.2nN

。

。3、直流電動機的額定值注意3、直流電機的基本工作原理IU–+SbNacd

直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流方向如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無論線圈怎樣轉(zhuǎn)動，總是S極有效邊的電流方向向里,N極有效邊的電流方向向外。電動機電樞繞組通電后中受力(左手定則)按順時針方向旋轉(zhuǎn)。U–+U–+電刷換向片U–+IFFTn換向器作用：將外部直流電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的直流電，以保持轉(zhuǎn)矩方向不變。U–+EETnSbNdFFacII換向片電刷

線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由右手定則，感應(yīng)電動勢的方向與電流的方向相反。Ce

:

與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n:

電動機轉(zhuǎn)速：磁通1）電樞感應(yīng)電動勢

Ea=CenU–+EETnSbNdFFacII換向片電刷

由圖可知，電樞感應(yīng)電動勢E與電樞電流或外加電壓方向總是相反，所以稱反電勢。式中：U—外加電壓

Ra

—繞組電阻2）電樞回路電壓平衡式–RaIaE+–+UMCT:與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)

:

線圈所處位置的磁通Ia：電樞繞組中的電流3）電磁轉(zhuǎn)矩單位:(韋伯)，Ia

(安)，T(牛頓?米)

直流電動機電樞繞組中的電流(電樞電流Ia)與磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩公式為4）轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩Tem為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,它使電樞轉(zhuǎn)動。在電機運行時，電磁轉(zhuǎn)矩必須和機械負載轉(zhuǎn)矩及空載損耗轉(zhuǎn)矩相平衡，即Tem=CT

Ia

當電動機軸上的機械負載發(fā)生變化時，通過電動機轉(zhuǎn)速、電動勢、電樞電流的變化，電磁轉(zhuǎn)矩將自動調(diào)整，以適應(yīng)負載的變化，保持新的平衡。轉(zhuǎn)矩平衡過程T2:機械負載轉(zhuǎn)矩T0:空載轉(zhuǎn)矩例：設(shè)外加電樞電壓U一定，T=T2

(平衡)，此時，若T2突然增加，則調(diào)整過程為達到新的平衡點(Ia

、P入)

。T2nIa

Tem

EEa=Cen4.5.2并勵直流電動機的機械特性由圖可求得由上分析可知：

當電源電壓U和勵磁回路的電阻Rf一定時,勵磁電流If和磁通不變，即=常數(shù)。則IaUM+_If+_IE令：由以下公式求得IaUM+_If+_IE4.5.2并勵直流電動機的機械特性轉(zhuǎn)速降式中：n=f(T)

特性曲線n0nNTN

并勵電動機在負載變化時，轉(zhuǎn)速n的變化不大—硬機械特性（自然特性）。改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線n0Tn4.5.3

并勵電動機的起動、反轉(zhuǎn)與調(diào)速起動直流電動機不允許在額定電壓UN下直接起動。Iast太大會使換向器產(chǎn)生嚴重的火花,燒壞換向器；1.起動問題：(1)起動電流大(2)起動轉(zhuǎn)矩大

起動轉(zhuǎn)矩為(10~20)TN,造成機械沖擊，使傳動機構(gòu)遭受損壞。一般Iast限制在(1.5~2.5)IN。2.起動方法3.注意事項(1)電樞串電阻起動法(2)降壓起動法：

直流電動機在起動和工作時，勵磁電路一定要接通,不能讓它斷開,而且起動時要滿勵磁。否則，磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故：在滿磁下將Rst置最大處，逐漸減小Rst使n升高。(1)如果電動機是靜止的，由于轉(zhuǎn)矩太小(T=KTIa),

電機將不能起動，這時反電動勢為零，電樞電流很大，電樞繞組有被燒壞的危險。

(2)如果電動機在有載運行時斷開勵磁回路，反電動勢

E立即減小而使電樞電流增大，同時由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不滿足負載的需要，電動機必將減速而停轉(zhuǎn)，更加促使電樞電流的增大，以至燒毀電樞繞組和換向器。

(3)如果電機在空載運行，可能造成飛車，使電機遭受嚴重的機械損傷，而且因電樞電流過大而將繞組燒壞。（Ea

IaTem>>

T0

n飛車）3.反轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩：Tem=CT

Ia

(1)改變勵磁電流的方向。

(2)改變電樞電流的方向。注意：改變轉(zhuǎn)動方向時，勵磁電流和電樞電流兩者的方向不能同時變。改變直流電機轉(zhuǎn)向的方法有兩種：4、并勵(他勵)電動機的調(diào)速1）調(diào)速均勻平滑，可以無級調(diào)速。

2）調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達200以上,因此機械變速所用的齒輪箱可大大簡化。主要優(yōu)點：由轉(zhuǎn)速公式:可見直流電機調(diào)速方法有三種。可見：在U一定的情況下，改變可改變轉(zhuǎn)速n。1）改變磁通調(diào)速

保持電樞電壓U不變，改變勵磁電流If(調(diào)Rf)以改變磁通。由式Rf

Ifn一般只采用減少勵磁電流(減弱磁通)的方法調(diào)速,即改變磁通調(diào)速的方法：減小磁通，n只能上調(diào)。改變時的機械特性如圖。TLTn（

減?。㏑f增加O動畫(1)調(diào)速平滑，可得到無級調(diào)速；但只能向上調(diào)，受機械本身強度所限，n不能太高。(2)調(diào)速設(shè)備簡單，經(jīng)濟，電流小，便于控制。(3)機械特性較硬，穩(wěn)定性較好。(4)對專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動機,其調(diào)速幅度可達３~４,

例如530~2120r/min及310~1240r/min。

減小調(diào)速的特點：(1)若調(diào)速后

Ia

保持不變，電動機在高速運轉(zhuǎn)時其負載轉(zhuǎn)矩必須減小。(2)這種調(diào)速方法只適用于恒功率調(diào)速(如用于切削機床)。使用調(diào)磁調(diào)速時應(yīng)注意：2）改變電壓調(diào)速調(diào)速特性是一組平行曲線n0"n0'電壓降低Tc特性曲線n0nT0改變電壓調(diào)速的特點:(1)工作時電壓不允許超過UN

，而nU,所以調(diào)速只能向下調(diào)。(2)機械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性好。(3)均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑無級調(diào)速。(4)調(diào)速幅度較大。

改變電壓調(diào)速需要用電壓可以調(diào)節(jié)的專用設(shè)備，投資費用較高。近年來已普遍采用晶閘管整流電源對電動機進行調(diào)壓和調(diào)磁，以改變它的轉(zhuǎn)速。3、電樞串電阻調(diào)速

電樞中串入電阻,使

n、

n0不變，即電機的特性曲線變陡(斜率變大)，在相同力矩下,n。特性曲線如圖。Rann0T

電樞回路串電阻調(diào)速需在電樞中串入專用電阻，電阻增大則轉(zhuǎn)速下降，因此n只能下調(diào)。特點：(1)設(shè)備簡單，操作方便。(2)機械特性軟，穩(wěn)定性差。(3)能量損耗大，只用于小型直流機。Ra

+

R電阻增大由直流電動機、單向傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)三大部分組成.直流電動機是起動機的核心。其作用是產(chǎn)生發(fā)動機起動時所需的電磁轉(zhuǎn)矩。單向傳動機構(gòu)的作用是傳遞或切斷發(fā)動機與起動機之間的扭矩。4.5.4車用起動機1、車用起動機基本組成操縱機構(gòu)的作用是接通或切斷起動機與蓄電池之間的主電路。車用起動機的直流電動機主要由磁極、電樞、換向器等部件組成。一般采用串勵式直流電動機。一般的車用起動機的電動機有四個勵磁繞組。勵磁繞組有兩種連接方式：勵磁繞組全部串聯(lián)；或勵磁繞組兩兩串聯(lián)之后再并聯(lián)的復式接法。復式接法可以在繞組導體截面相同的情況下，增大起動電流，從而提高了起動轉(zhuǎn)矩。功率大于7.35KW的起動機有采用六個勵磁繞組的。2、串勵電動機的機械特性

因為串勵電動機的勵磁繞組與電樞電路串聯(lián)，所以它的特點是磁通隨負載而改變。1）當電流較小時，磁路未飽和，可認為磁通Φ與電樞電流成正比，即Φ∝Ia；2）當負載電流較大時，磁路趨于飽和，此時可認為磁通Φ基本不隨負載電流變化.可見，串勵電動機機械特性較軟。這種特性特別適用于起重、提升和運輸?shù)仍O(shè)備。因為當負載減少時，轉(zhuǎn)速能自動升高，可提高生產(chǎn)率。當負載增大時，轉(zhuǎn)速自動降低，可保證安全運行，并且此時電動機的轉(zhuǎn)矩大為增加，相對來說電流卻增長不多，故具有較大的過載能力。必須注意：1）串勵電動機不能空載或輕載運行?？蛰d或輕載時轉(zhuǎn)速很高，往往超過機械強度的允許限度，損壞電機。2）為安全起見，串勵電動機與生產(chǎn)機械之間絕不允許采用皮帶等傳動，以免皮帶等斷裂或脫落時造成空載運行，轉(zhuǎn)速過高而發(fā)生“飛車”的危險。串勵、并勵、復勵電動機機械特性曲線。復勵電機的特性介于并勵與串勵電機之間AutomobileElectrics第9章輔助電器9.1.1雨刮電機及刮水器

1、5—刮片架；2、4、6—擺桿；3、7、8—連桿；9—蝸輪；10—蝸桿；11—永磁式電動機；12—支架

2.結(jié)構(gòu)原理

（見右圖）1.作用除去擋風玻璃上的水、雪及沙塵，保證在不良天氣時駕駛員仍具有良好的視線。

AutomobileElectrics第9章輔助電器9.1.1雨刮電機及刮水器（1）刮水器電動機（右圖）（2）三刷式電動機變速原理（下圖）

1—電樞2—永久磁鐵磁極3—蝸桿4—蝸輪5—自動停位滑片AutomobileElectrics第9章輔助電器9.1.1雨刮電機及刮水器（3）永磁式雙速刮水器控制電路AutomobileElectrics第9章輔助電器9.1.1雨刮電機及刮水器（4）電子間歇刮水器控制電路附錄資料：不需要的可以自行刪除節(jié)能與新能源汽車

--純電動汽車目錄1概述2新能源汽車現(xiàn)狀

3

純電動汽車技術(shù)原理及優(yōu)勢4純電動汽車商業(yè)模式簡介5遠期展望概述基本概念以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合利用各種技術(shù)降低油耗的叫節(jié)能汽車。

“新能源汽車”是指采用新型動力系統(tǒng)，使用非石油燃料的汽車。規(guī)劃中的新能源汽車主要是指純電動汽車、插電式混合動力汽車、燃料電池汽車。純電動汽車是以電池為儲能單元，以電動機為驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。純電動汽車的特點：結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟。新能源汽車現(xiàn)狀國外政策世界各國普遍將發(fā)展電動汽車確立為節(jié)能減排的重要途徑和政府戰(zhàn)略性計劃，出臺各類發(fā)展鼓勵政策和行動計劃。序號國家/區(qū)域鼓勵政策行動計劃1美國《2001年美國未來能源保證法案》《美國新的綜合性能源計劃》《美國下一代電動汽車協(xié)議》未來10年投入10億美元，至2015年普及100萬輛插電式混合動力汽車2歐盟歐洲汽車制造商協(xié)會《2010稅收導則》，除意大利和盧森堡，所有西歐國家出臺了對電動車的減稅、免稅或補貼政策奧地利：25萬輛推廣計劃丹麥：2020年，電動汽車占新售車輛1/10西班牙：2014年普及100萬輛3德國《國家電動車發(fā)展計劃》，2009-2012年投入5億歐元用于純電動和插電式混合動力汽車的研發(fā)產(chǎn)業(yè)化到2020年、2030年分別普及100萬輛和500萬輛純電動汽車和插電式混合動力汽車4法國《新車置換金》《法國清潔汽車購買獎勵體系》2015年推廣電動汽車10萬輛5英國《私人購買新能源汽車補貼細則》低碳汽車示范運行與研發(fā)資助政策2015年推廣電動汽車24萬輛6日本《下一代汽車的補助金制度》《日本電動汽車購買補助手冊》到2020年普及以電動汽車為主體的“下一代汽車”達到1350萬輛新能源汽車現(xiàn)狀電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃 形成“三橫三縱三大平臺”（三縱：混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車；三橫：電池、電機、電控;三大平臺：標準檢測、能源供給、集成

示范戰(zhàn)略重點與任務(wù)布局）

國內(nèi)政策新能源汽車已經(jīng)成為我國七大戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)之一《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020）》

汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向——純電驅(qū)動當前重點推進——純電動汽車和混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化推廣普及：非插電式混合動力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機汽車

新能源汽車現(xiàn)狀國內(nèi)發(fā)展狀況經(jīng)過多年的醞釀，國內(nèi)純電動汽車日趨成熟，有多款電動車已取得國家公告吉利熊貓EK電動汽車系列動力源：鉛酸電池最高車速：80km/h北汽福田迷迪純電動轎車動力源：鋰電池組續(xù)航：100—150公里

東風風神，EJ02純電動汽車動力源：磷酸鐵鋰電池，電機類型：風神采用永磁同步電機長安奔奔MINI純電動汽車動力源：磷酸鐵鋰電池組電機類型：永磁直流無刷電機

比亞迪E6純電動汽車動力源：鐵電池續(xù)航：200—300公里

眾泰2008EV純電動汽車動力源：鋰離子電池續(xù)航：300公里純電動汽車純電動汽車技術(shù)原理分類和領(lǐng)域分類領(lǐng)域整車共性技術(shù)

整車和系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)通訊和控制技術(shù)強電安全技術(shù)電磁兼容性技術(shù)整車輕量化技術(shù)整車匹配標定和試驗技術(shù)系統(tǒng)標定和優(yōu)化技術(shù)智能感應(yīng)及顯示技術(shù)故障診斷和容錯控制技術(shù)熱管理技術(shù)