2.2电路元器件

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当发动机驱动转子旋转时, 转子产生旋转磁场
第四部分 发电机与电动机工作原理
定子是固定不动的 定子线圈按照Y形接法或者星形接法,定子在 转子产生的旋转磁场中感应出电流,由于三 组绕组按照120°排列,因此在定子线圈中感 应出三相正弦交流电
第四部分 发电机与电动机工作原理
发电原理:
根据右手定则,当转子在磁 场中顺时针旋转时,线圈ab 向左切割磁力线,感应电流 的方向为b-a;下端线圈cd的 感应电流方向为d-c,因此构成 一个d-c-b-a的电流流动方向, 由于此时线圈正对着磁场, 接受到的磁场最强,因此感 应出来的电流最大
第二部分 磁与电磁效应
磁场: 磁铁周围有一个磁场,磁力线从北极(N)指向 南极(S),并通过磁性材料返回北极。 南北极之间遵循异性相吸,同性相斥的规则。
磁力线方向从N极出发,指向S极
第二部分 磁与电磁效应
获得磁场的两种方法: 永磁材料:在永磁铁内部含有大量的微小的磁畴,比如 钕铁硼磁铁,它们先制成粉末后压制成型最后充磁,使 得它体现出来的外部特征为磁性基本不变;
第四部分 发电机与电动机工作原理
交流同步发电机: 结构:由转子、定子,整流器、电压调节器,皮带轮(散 热风扇)等组成
转子
定子
第四部分 发电机与电动机工作原理
发电机工作原理:
发电机转子由发动机通过电机皮带驱动,通过电刷和电刷弹簧压紧在转子滑 环上,向转子提供励磁电流,其中电刷的一端接蓄电池正极,另一端接电压 调节器。
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
再生制动(能量回收装置)
当踩下制动踏板时,MCU会计算当前制动踏板下降的速度,得出三种状态: 1、紧急制动 2、正常制动模式 3、下坡制动
如果当前制动为紧急制动模式,ABS(气刹)将进入制动管路进行紧急制动为主同时再生制动辅助,如果在后两 种制动模式下先进行再生制动,当车速在前1/3时进行再生制动,后2/3由ABS气刹辅助进行制动,当车速低于 10KM/H时,由于此时转速较低,电机基本不发电,再生制动效果很差,全部由ABS气刹完成。
从上面阐述,继电器通过一个6V的小电压来接 通或断开220V的大电压,这样的作用称为: 以弱控强,以小控大 由于继电器将触点作为大电流的通路,一旦电 流由于某种原因突然急剧上升,此时触点承受 不住大电流的冲击,触点被烧蚀,继电器开路, 从而保护了大功率用电设备
电路基础知识 元器件篇
第一部分 继电器
特点:传感器必须设置在磁场内; 必须给传感器输入电流;
汽车上的霍尔传感器信号线电压大概在 3-6V之间。
第二部分 磁与电磁效应
霍尔传感器利用磁场和电流在半导
体物体上产生电压的原理,因此一 般有三线制和两线制,、
三线制为+12v,接地线和信号线 二线制为+12V和信号线
第二部分 磁与电磁效应
起动机工作原理
如图所示黄色的Iu当前电压为零,不产生磁场,红色的iw电压为正,因此电流从W2进入从W1流出,绿色的iv为负 因此电流从V2进入从V2出来,所以V2W2电流同方向,W2V1电流同方向,根据安倍定则,即在U1点产生N极,U2 点产生S极,同理分析其他各点发现当三相交流电在完成一个周期时磁场正好旋转一圈。
电生磁:安倍定则 表示电电培定则(安培定则一):用右手握住 通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指指向 就是磁感线的环绕方向;
通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住 通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指 的那一端是通电螺线管的N极。
将钥匙打到起动档,此时保持线圈和吸引线圈 同时得电,电流经过吸引线圈进入直流电机, 由于电流较小,电机以较低转速运行。同时在 两个线圈的共同吸引下将活动铁芯向左边拉动, 通过拨叉-超越离合器-驱动齿轮向飞轮靠近并 逐渐啮合。
随着铁芯不断的向左移动,带动电磁开关接通 B极,由于此时吸引线圈两端全是+24V的电压, 因此吸引线圈被短路,大电流直接从蓄电池直 接进入直流电机,电机开始以高速运行,带动 曲轴便于启动发动机,启动完成
第一部分 继电器
继电器电路符号:用J表示
线圈
常开触点
常闭触点
转换触点
由于触点式继电器触点闭合时可能会产生火花,有一定的安全隐患,于是产生了无触点式继电器, 取消了线圈和触点,采用功率晶闸管在gk之间用小电压,在ak之间导通,以通过大电流的方式大大 提高了继电器的安全性与使用寿命
电路基础知识 元器件篇
当给铁心线圈通电时,线圈产生磁场,将 下面的触点吸合,上面的触点断开,此时 220V交流电通过闭合触点接通电动机电路, 电动机工作; 当断开铁心线圈(6V)线路时,在回位弹 簧的作用下,触点回位,即下面触点断开, 上面触点吸合,切断了电机电路
电路基础知识 元器件篇
第一部分 继电器
继电器本质上等同一个开关,只不过这种开关是由电来控制的,结构原理如下图:
第四部分 发电机与电动机工作原理
第二步:产生感应电动势 由于产生了旋转磁场,必须切割转子 上的线圈,根据右手定则,在转子线 圈里产生了感应电动势,即产生了感 应电流
第三步:产生电磁转矩
根据左手定则,此时转子线圈里产生 了感应电流,与定子磁场相配合,转 子线圈产生了电磁转矩,转子开始旋 转
由于转子线圈必须要切割旋转磁场, 如果转子线圈和旋转磁场同转速即导 致无法切割磁力线,也就不会产生感 应电动势,于是转子的转速必然会小 于旋转磁场的转速,因此将转子转速 与旋转磁场转速不相等称为异步。
电路基础知识 元器件篇
Basic Knowledge Of Circuit Component Part
目录
catalogue
第一部分
继电器
第二部分 磁与电磁效应
第三部分 左右手定则 第四部分 发电机与电动机工作原理
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
第一部分 继电器
继电器本质上等同一个开关,只不过这种开关是由电来控制的,结构原理如下图:
要实现对电机的自如控制,需要能够控制磁场的强弱和方向,永磁同步电机中,永磁体产生的磁场不可变, 而外部的旋转磁场是由定子通入三相电流产生的,因此通过控制三相电流的大小和方向来产生不同大小和方 向的磁场,从而产生不同大小和方向的扭矩‘
与发动机MAP图原理相同,电机控制器接收到目标扭矩后,会根据当前的转速和目标扭矩查表得到目标电流, 通过控制IGBT的通断来实现目标电流
根据上述分析转子转动一圈,电流的方 向会改变同时在水平位置电流为零,和 正弦交流电波形一致
由于存在三组相差120°排列的定子线圈, 因此最后三组绕组出来的为三相交流电
注意:在线圈中产生方向与旋转方向 相反的反力矩,发动机克服此反力矩 让发电机继续发电。(再生制动的原 理)
第四部分 发电机与电动机工作原理
再生制动原理:当转子旋转速度超过定子旋转磁场的速度时,此时电动机变成发电机,转子切割定子磁力线产生 电流,同时在转子线圈上产生反力矩,使转子的旋转速度迅速下降,一般再生制动可回收30%的能量。 产生的电流通过可逆逆变器回到电池给电池充电。
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
电机的无级调速: 目前主流调速由两种:一种是改变交流电的频率,称为变频调速;另一种为PWM技术进行调速,绿控使用 PWM技术实现无级调速。
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
绿控牵引电机参数说明
TED2860型 参数: 额定功率:160KW 额定转矩:1100N.M 最高转速:4500rpm; 最大输出扭矩:2860N.M
组成: 三相线圈组成的定子 带有永磁铁的转子 分离离合器 MCU(电机控制单元) 旋变器 冷却水道等
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
旋转变压器(旋变器) 需要采用位置传感器检测电机的转子位置用以对电机进行高精度的控制。旋变是一种基于磁性原理的旋转编 码器,由定子和转子组成,通常转子固定于电机转轴上同步旋转,其输出绕组的端电压随转子发生变化,通 过获取该电压值来获取转子位置信息,从而得到永磁同步电机转子的位置信息。温度传感器线和旋变线集结 成束,与MCU进行信息传递
三相交流异步电动机
第一步:电生磁:产生旋转磁场 三相交流电通过定子上三组线圈 接头进入定子线圈 如图所示,“x”号表示磁场方向 从纸面向外;“.”表示磁场方向 垂直纸面向里。
第一个位置表示黄色的iu=0;红 色的iw为正,绿色的iv为负。由于 线圈时绕在定子上面,所以线圈 有往里走也有向外走,因此出现 V1V2这样的线接头。
继电器的种类有很多,在汽车上一般作为大功率用电设备的接入保护装置和控制装置。汽车继电器上面一般 有如下符号,其代表的含义为:
产品型号 工作电压频率 触点(cont)额定工作电流/电压 线圈(coil)额定工作电流/电压
在大部分继电器上刻有电 气连接图,可根据该图找 到触点位置或者用万用表 测量确定
电路基础知识 元器件篇
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
绿控混合动力牵引电机 绿控油电混合车采用三相永磁交流同步电动机,其特点为: 1、采用永磁材料作为转子,使得转子转速与定子的旋转磁场速度一致,即同步; 2、采用旋转变压器精确测量转子旋转角度,从而计算电机精确的转速,精度可达千分之一; 3、采用精确的温度采集,用水冷方式进行冷却; 4、采用再生制动模式,使电动机在减速时变成发电机发电并输给电池; 5、采用变频控制使得电机壳实现无极调速功能;
三相永磁交流电动机工作原理: 定子:同上所述定子线圈接入三相电后产生旋转磁场; 转子:稀土制成的永磁体,磁性非常稳定;
工作原理: 由于定子产生旋转磁场,而转子是由永磁铁构成,因此从右图 看在转子的N极正对应定子磁场的S极,而转子的S极正对应定 子磁场的N极,转子受到旋转磁场上下两边的同时推力因此转 子始终跟随着旋转磁场运动,此时转子转速同旋转磁场转速相 等,称为同步电机。
已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向, 如电动机。伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对 准S极), 四指指向电流方向 ,那么大拇指的方向就是导体受力 方向。
第三部分 左右手定则
右手定则: 确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。(发电机)
伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平 面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向 导体运动方向,则其余四指指向感应电流的方向。
第二部分 磁与电磁效应
在汽车电器中主要利用磁场使用的场合比如有继电器、传感器、起动机磁力开关等。 霍尔传感器:主要有曲轴/凸轮轴转速传感器、车速传感器等,作为一种霍尔效应制作的一种磁场传感器
工作原理:霍尔元件由半导体制成,当 电流的方向与磁场的方向垂直时,在霍 尔元件的两个侧面会出现电压,称为霍 尔电压。
单相交流电输入给定子,作为励磁电流
修正基准信号,排除加载时的信号畸变
基准信号,用于计算转子当前角位移
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
温度传感器:用于测量电机温度,放置在定子线圈槽内
一共有两个,为负温度系数的负敏 电阻
第五部分 绿控牵引电机工作原理简介
水冷系统:电机及电机控制器的冷却系统主要由冷却水泵和冷却风扇组成,两者都是通过HCU硬线控制继电器。 目前HCU采取的控制策略是:水泵在高压就绪且无系统无严重故障时常转;电机温度高于75℃或电机控制器温度 高于65 ℃风扇工作。
第四部分 发电机与电动机工作原理
当转子转动到与磁场平行位置时, 由于转动方向与磁场方向一致(ab) 或相反(cd),此时不能感应出电流
第四部分 发电机与电动机工作原理
转子继续转动,此时原先上面的线圈转 到下面,下面的线圈跑到了上端,利用 右手定则判定此时电流流动方向与原先 的相反,即从a-b-c-d
钥匙退出启动档,此时由于蓄电池-吸引线圈保持线圈,使得两个线圈电流相反,磁场被抵 消,在回位弹簧的作用下铁芯回位,驱动齿轮 脱离飞轮,起动机退出工作
第三部分 左右手定则
左右手定则电磁中的左手定则(电动机定则)与右手定则(发电机定则)的统称。用来判断电动机运转方 向和电磁铁极性。又称为左力右电
左手定则: 是判断通电导线处于磁场中时,所受力 F (或运动)的方向(电动机)、磁场的方向 以及通电导体棒的电流I三者 方向之间的关系的定律。
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