《汽車嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法》第三講 汽車起動(dòng)系統(tǒng)

1、編輯ppt第二講 汽車起動(dòng)系統(tǒng)編輯ppt 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是靠外力起動(dòng)的，常用的起動(dòng)方式有人力起動(dòng)和電力起動(dòng)。 由于電力起動(dòng)操作方便，起動(dòng)迅速，安全可靠，所以現(xiàn)代汽車均采用電力起動(dòng)。 電力啟動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制裝置三部分組成。下面分別介紹。 由于汽車采用14V直流電源供電，因此直流電動(dòng)機(jī)在汽車上被大量采用。汽車用起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，都是串激式直流電機(jī)。它由電樞、編輯ppt 磁極和換向器等主要部分組成。 直流電動(dòng)機(jī)工作原理 直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備。它根據(jù)帶電導(dǎo)體在磁場中受電磁力作用這一原理（左手定則）工作。由于換向器作用，使在N極和S極下面導(dǎo)體中的電流方向保持不變，電磁力形成的轉(zhuǎn)矩方向

2、也就不變 ，使電樞仍按原來的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 編輯ppt 由于一個(gè)線圈所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不夠大，且轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，因此，實(shí)際上電動(dòng)機(jī)的電樞上繞有很多線圈，換向片數(shù)也隨線圈的增多而相應(yīng)增加。有電工學(xué)知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為 式中Cm電機(jī)常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)； Is電樞電流； 磁極磁通。 當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)接入直流電源時(shí)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使電樞旋轉(zhuǎn)。而電樞旋轉(zhuǎn)，其繞組又切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，其方向按右手定則判斷，恰與電msMC I編輯ppt fmECn電樞的電流方向相反，故稱為反電動(dòng)勢。其大小為 式中 n電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 這樣，外加電壓U除一部分降落在電樞繞組和激磁繞組的電阻Rs和RL上外，另一部分則用來平衡電動(dòng)機(jī)的反電

3、動(dòng)勢Ef，即 上式稱為電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式。由上式得 fsssLUEI RI RfmssLsLUEUCnIRRRR編輯ppt 由此可知，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上阻力增大時(shí)，電樞轉(zhuǎn)速就會(huì)降低，故Ef減小，電樞電流Is增大，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之增大，一直到電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生得電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩達(dá)到新的平衡為止。反之，電動(dòng)機(jī)負(fù)載減小時(shí)，電樞轉(zhuǎn)速升高，Is減小，電樞轉(zhuǎn)矩M也隨之減小，一直到電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩達(dá)到新的平衡為止?？梢姡ぶ绷麟妱?dòng)機(jī)，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速、電流和轉(zhuǎn)矩，將會(huì)自動(dòng)發(fā)生相應(yīng)變化，以滿足負(fù)載變化需要。編輯ppt 串激直流電動(dòng)機(jī)的特性 1）轉(zhuǎn)矩特性 電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩隨電樞電流變化的關(guān)系，稱轉(zhuǎn)矩特性。 串激直流

4、電動(dòng)機(jī)電樞與激磁電流是相等的，故在磁路未飽和時(shí)，它與電流成正比，即 。故電磁轉(zhuǎn)矩1 sC I2mssMCICI編輯ppt 即在磁路未飽和時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨電流的平方而增加；在磁路飽和后，電流增大，磁通保持不變。此時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩才與電流成線性關(guān)系，如圖1。 2）機(jī)械特性 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，隨轉(zhuǎn)矩而變化的關(guān)系稱為機(jī)械特性。 由電壓平衡式可得sstmUIRRnC編輯ppt圖1 串激直流電動(dòng)機(jī)的特性曲線編輯ppt 在磁路未飽和時(shí)，Is增大時(shí)， 也增大，故其轉(zhuǎn)速n隨電樞電流Is的增加而迅速下降。如圖1所示中n曲線所示。由于M正比于IS平方，所以串激直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而迅速下降，即具有軟的機(jī)械特性，如圖2

5、所示。 3）功率特性97.3M nPkW編輯ppt圖2 串激直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性編輯ppt 式中 M扭矩(N.m)； N轉(zhuǎn)速(r/min)。 因此，完全制動(dòng)（n0）和空載（M0）時(shí)，起動(dòng)機(jī)的功率均等于零。 可以證明，在 時(shí)，起動(dòng)機(jī)功率達(dá)到最大值，如圖1的P曲線所示。 因?yàn)槠饎?dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間很短，允許以它的最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)，所以通常起動(dòng)機(jī)的最大功率作為起動(dòng)機(jī)的額定功率。工廠也經(jīng)常通過空轉(zhuǎn)和完全制動(dòng)兩項(xiàng)smax12II編輯ppt 實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)起動(dòng)機(jī)的工作是否正常。 由上述可知，串激直流電動(dòng)機(jī)有軟的機(jī)械特性，即當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，它的轉(zhuǎn)速迅速下降，電磁轉(zhuǎn)矩迅速增大。這個(gè)特性特別適合于做起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 需要指出的是，直流電動(dòng)機(jī)還有別的激勵(lì)形式，如他激、并激、永磁等。如圖3示：編輯ppt圖3 直流電動(dòng)機(jī)的幾種激勵(lì)形式編輯ppt4）影響起動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩的因素 接觸電阻和導(dǎo)線電阻的影響； 蓄電池內(nèi)阻的影響；a) 溫度的影響。編輯ppt 起動(dòng)電機(jī)一般都是串激直流電動(dòng)機(jī)，但對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制裝置而言，各種起動(dòng)機(jī)卻差別較大，所以在介紹起動(dòng)機(jī)時(shí)，同時(shí)也要闡明控制裝置