汽车常用执行器

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（2）工作原理
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（3）直流电动机的励磁方式 电动车辆用直流电动机通常为串励式（具
有软的机械特性）。
励磁方式：
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（4）直流电动机的调速控制 n=U-IR/φ
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（5）直流电动机在汽车中的应用 电动座椅 电动门窗 电动门锁 电动刮水器 电动后视镜
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2、伺服电动机 汽车上用的伺服电动机又称执行电动机，
汽车常用执行器
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执行器：一种能量转换部件，它能在电子 控制装置的控制下，将输入的各种形式的 能量转换为机械动作。
如：电动机、离合器阀、气门机构、电 磁阀、电磁膜片等。
分类：模拟量执行器和数字量执行器。
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2
电动机
一、概述 电动机特性的要求见书。
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3
二、直流电动机
直流电动机具有良好的调速特性，较大的 起动转矩，相对功率大及快速响应等优点。 在汽车上得到广泛的应用。
是专门用于控制的直流电动机。
功能是将输入的电压控制信号转换为轴 上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。
具有可控性好、定位准确、反应迅速等 特点。
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汽车电子节气门
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伺服电机的最大特点就是可控。有控制信号时，电
机转动，且转速大小正比于控制电压的大小。去掉控 制信号后，电机立即停止转动。一般利用方波信号控 制。
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A、B相同时通电
A
B'
C'
C
B
A'
（1）BB' 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使 转子顺时针方向转动。
下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和
工作原理。
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反应式步进电动机的结构与工作原理
• 分类：
励磁方式
磁阻式(反应式)
永磁式 转子
永磁感应子式
运行方式
旋转型 直线型 平面型
• 系统构成：
脉冲信 号输入
脉冲分配器
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定子绕组
脉冲放大器
定子
步进 电机
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反应式步进电动机的结构与工作原 • 反应式步进电动机的结构理
(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变方向。
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优点:
1、步距角和转速的大小不受电压波动和负载变化的影 响，也不受环境条件的影响（如温度、气压、冲击振 动等），仅与脉冲频率有关。
2、每转一周都有固定的步数，在不丢步的情况下，步 距误差不会长期累积。
3、能快速起动、制动、反转，且调速范围很大。
反应式步进电动机是利用凸极转子交轴磁阻与直轴磁阻之差 所产生的反应转矩而转动的，所以也称为磁阻式步进电动机。
即磁通总试图走磁阻最小的通路。
定子极上有控制绕组，两 极一对，通入脉冲电流；三 相之间接成星型；
转子极上不放置绕组；齿 距角为90度；
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三相反应式步进电动机有三种运行方式：
（1）三相单三拍运行
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
同理，B相通电，转子2、4齿和B相轴线对齐， 相对A相通电位置转30；C相通电再转30。
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• 三相单三拍运行方式
A相导通
B相导通
C相导通
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这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电， 而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相 单三拍。
三相单三拍的特点：
（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为
步距角，用S表示。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序， 改变通电顺序即可改变转向。
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2）三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
工作过程：
A B' 1 C'
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C 3B
A'
A相通电，转子1、3齿和A相对齐。
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Байду номын сангаас
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磁场绕组与电枢绕组的接法有二种：串联和既有串 联也有并联复式接法。下图为磁场绕组联接方式：
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（3）换向器及电刷 作用：将电流引入电枢使之产生定向转矩。
换向器由许多换向片组成，电刷由铜粉与石墨粉压制而成， 呈棕红色，装在端盖上的电刷架中，通过电刷弹簧保持与换向 片之间具有适当的压力。如图所示。
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（2）磁场绕组 由铁心、励磁线圈、外壳组成。 作用：是产生磁场。 磁场绕组是由绕在极靴上的线圈构成的电磁铁
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机壳
铁心
励 磁 绕 组
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磁场绕组形成的磁场
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当电流流 过磁场绕组时， 便建立强大的、 静止的电磁场， 磁场根据绕组 围绕在极靴的 方向，分为N 极和S极。磁场 绕组的极性对 调，便产生相 反的磁场。
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（3）工作过程
A
B' 1 C'
42
C 3B
A'
A 相通电，A 方向的磁 通经转子形成闭合回路。 若转子和磁场轴线方向 原有一定角度，则在磁 场的作用下，转子被磁
化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁
路的磁阻最小，使转、定子的齿对齐停止转动。
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
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（2）三相双三拍运行
（3）三相单、双六拍运行
“三相” — 指步进电机的相数；
“单” — 指每次只给一相绕组通电； “双”则是每次同时给二相绕组通电
“三拍” — 指通电三次完成一个循环；
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2、工作方式
1）三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为：
A相B相C相
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
4、结构简单，运行可靠，维护方便
缺点：步进电动机效率低，且必须专用电源供电，
负载能力不强，运行中易发生震荡和共振。
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种类：
有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步 进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子 上没有励磁线圈。
应用：
步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动 绘图仪等设备中都得到应用。
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三、步进电机
步进电机一步一步转动。用脉冲信号控 制转子转动一定角度，在汽车上常常是一 种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的 控制元件。
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机理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号
转换成线位移或角位移的电机。每来一个 电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移 动一小段距离。
特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。
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1、直流电动机工作原理
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（1）直流电动机的结构 直流电动机由磁极、电枢、换向器等组
成如图所示。
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电枢
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磁极
电刷及 电刷架
换向 器
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（1）电枢 作用：通电后产生转动力矩。
电枢由若干薄的、外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电 枢绕组组成。铁心的叠片结构可以减小涡流电流。电枢绕组 安装在叠片外径边缘的槽内，绕组线匝分别接到换向器铜片， 电枢安装在电枢轴上。