項(xiàng)目2電磁原件、磁電元件及設(shè)備檢測

任務(wù)四

直流電機(jī)檢測汽車電工電子

中國工信出版集團(tuán)·電子工業(yè)出版社職業(yè)教育汽車類專業(yè)核心課程系列教材《汽車電工電子》教材編寫組知識目標(biāo)：1．理解直流電機(jī)的工作原理；2．掌握直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)；3．掌握直流電機(jī)的分類、特性及應(yīng)用；4．了解直流電機(jī)的常見故障。能力目標(biāo)：1．能拆裝直流電機(jī)并認(rèn)識其內(nèi)部定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；2．會(huì)使用萬用表熟練檢測直流電機(jī)勵(lì)磁線圈、電樞。素養(yǎng)目標(biāo)：1．鍛煉自我的人際交往技巧與語言溝通技巧；2．培養(yǎng)正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀與創(chuàng)新精神。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)電路搭建鞏固提升現(xiàn)有一臺直流電機(jī)，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，時(shí)快時(shí)慢，轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)，請你利用學(xué)到的知識及技能，檢修此臺直流電機(jī)，確保其平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升一、直流電機(jī)的概念及應(yīng)用直流電機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它能夠?qū)崿F(xiàn)直流電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)它作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)在汽車上廣泛應(yīng)用，尤其是直流電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車的各個(gè)系統(tǒng)中。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升

二、直流電機(jī)的工作原理（一）直流發(fā)電機(jī)的工作原理如圖是最簡單的兩極直流發(fā)電機(jī)模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對永久磁鐵構(gòu)成的主磁極N和S，旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）就是電樞。定子與轉(zhuǎn)子之間存在一定的導(dǎo)磁氣隙。在電樞鐵芯上繞置了由ab和cd兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間由絕緣的云母片隔開，所有換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對由彈簧壓緊且固定不動(dòng)的電刷A和B，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通，直流發(fā)電機(jī)的組成如圖所示。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升

二、直流電機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與直流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同，在使用時(shí)，需要把電刷與直流供電線連接，任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升三、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1．直流電機(jī)結(jié)構(gòu)直流電機(jī)主要包括定子（固定部分）和電樞（旋轉(zhuǎn)部分）兩部分。直流電機(jī)定子包括機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等。電樞（轉(zhuǎn)子）包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、風(fēng)扇和轉(zhuǎn)軸等。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升2．直流電機(jī)的部件功能1）主磁極主磁極裝在機(jī)座內(nèi)壁上，小功率電機(jī)可以安裝永久磁鐵（見圖2-91）作為主磁極；大功率電機(jī)的主磁極由1mm～1.5mm厚的薄鋼片疊合成的鐵芯及繞在其上的勵(lì)磁繞組構(gòu)成（見圖2-92）。主磁極的作用是通入直流電源，產(chǎn)生主磁通。主磁極產(chǎn)生的氣隙磁場，使電樞表面的氣隙磁通密度按一定波形沿空間分布。勵(lì)磁繞組用圓形或矩形純銅絕緣漆包線制成。各磁極的勵(lì)磁繞組串聯(lián)連接成一路，以保證各磁極勵(lì)磁繞組的電流相等。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升2）換向極換向極的結(jié)構(gòu)與主磁極類似，安裝在兩相鄰磁極之間，如圖2-92所示，其數(shù)目一般與磁極數(shù)相等。其主要作用是改善換向性能，阻礙電樞線圈換向時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，防止電刷與換向器在換向時(shí)產(chǎn)生電火花，換向極繞組要與電樞繞組串聯(lián)，小功率直流電機(jī)可不裝換向極。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升3）機(jī)座直流電機(jī)的機(jī)座用來固定主磁極、換向極、端蓋等，并借助底腳將電機(jī)固定在基礎(chǔ)上。同時(shí)，直流電機(jī)的機(jī)座是磁極間的磁通路徑（稱為磁軛），所以用導(dǎo)磁性好、機(jī)械強(qiáng)度較高的鑄鋼或厚鋼板制成。4）電刷裝置電刷裝置由電刷、刷握、刷座及彈簧等組成，如圖2-93所示。電刷一般由石墨制成，放在刷握內(nèi)，用彈簧將電刷壓緊與換向器表面緊密接觸，保證電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電刷與換向器表面有良好的接觸。電刷裝置與換向器配合將轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組和靜止的外電路連通。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升5）電樞鐵芯電樞鐵芯是主磁路的一部分，用來通過磁通并嵌放電樞繞組。由于轉(zhuǎn)子在定子主磁極產(chǎn)生的恒定磁場內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此電樞鐵芯內(nèi)的磁通是交變的，為減少渦流和磁滯損耗，通常用兩面涂絕緣漆的0.5mm硅鋼片疊壓而成。硅鋼片上有均勻分布的嵌放電樞繞組的槽和軸向通風(fēng)孔，如圖2-94所示。

6）電樞繞組電樞繞組是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵樞紐部件。容量較小的直流電機(jī)的電樞繞組用圓形絕緣導(dǎo)線繞制而成，而大多數(shù)直流電機(jī)的電樞繞組均用矩形絕緣導(dǎo)線繞制成定形線圈，然后嵌入電樞鐵芯的槽中，線圈與鐵芯之間以及上、下層線圈之間都必須妥善絕緣。為了防止電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的作用，繞組在槽內(nèi)部分用絕緣槽楔固定，而伸到槽外的端接部分則用非磁性絕緣扎帶扎緊在線圈支架上。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升

7）換向器換向器是直流電機(jī)特有的關(guān)鍵部件，將電樞繞組內(nèi)部的交流電動(dòng)勢轉(zhuǎn)換成電刷間的直流電動(dòng)勢。換向器的質(zhì)量好壞將直接影響直流電機(jī)的運(yùn)行可靠性。換向器由許多稱為換向片的、彼此互相絕緣的銅片組合而成，有多種結(jié)構(gòu)形式，換向器由V型套筒、換向片、云母片（換向片間的絕緣）和壓緊圈等組成緊密整體。小型換向器用熱固性環(huán)氧樹脂熱壓成整體。電樞繞組端部嵌放在換向片端部槽內(nèi)，并焊接在一起。8）氣隙定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙是主磁路一部分，其大小直接影響運(yùn)行性能。由于氣隙磁場由直流勵(lì)磁產(chǎn)生，因此直流電機(jī)的氣隙可比異步電機(jī)大得多，小型直流電機(jī)為1～3mm，大型直流電機(jī)可達(dá)12mm，任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升

四、直流電機(jī)的分類及參數(shù)1．直流電機(jī)的分類直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式的不同，分為他勵(lì)和自勵(lì)兩種類別，其中，自勵(lì)又分為并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種形式。它們的接線形式如圖所示。他勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁電流由另外的直流電源供給，勵(lì)磁繞組與電樞繞組在電路上沒有任何聯(lián)系。自勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組按照特定的方式連接在一起。并勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)；串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)；復(fù)勵(lì)電機(jī)的主磁極有兩組勵(lì)磁繞組，一組與電樞繞組并聯(lián)，一組與電樞繞組串聯(lián)。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升五、直流電機(jī)的工作特性1．串勵(lì)式直流電機(jī)的工作特性串勵(lì)式直流電機(jī)常用作汽車上的起動(dòng)機(jī)，因勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，所以，勵(lì)磁電流與電樞電流相等，磁通與電樞電流成正比。1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大2）輕載轉(zhuǎn)速高，重載轉(zhuǎn)速低3）短時(shí)輸出功率最大六、直流電機(jī)的常見故障直流電機(jī)常見的故障有：直流發(fā)電機(jī)不發(fā)電或發(fā)電電壓低；直流電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)不正常；電刷火花過大；電機(jī)過熱及機(jī)殼漏電等。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升一、實(shí)施條件實(shí)訓(xùn)工位6個(gè)，直流電機(jī)6臺，萬用表6塊，常用拆裝工具6套，卡尺6個(gè)。二、實(shí)施計(jì)劃1．使用常用的拆裝工具，規(guī)范地拆裝電機(jī)。2．使用常用的檢測儀器及設(shè)備（萬用表、游標(biāo)卡尺）檢修。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升學(xué)生學(xué)習(xí)情況評價(jià)表考核項(xiàng)目評分標(biāo)準(zhǔn)分值學(xué)生

自評

（20%）小組

互評（30%）教師

評價(jià)

（50%）小計(jì)知識目標(biāo)直流電機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)能理解10

直流電機(jī)的分類、特性及應(yīng)用能掌握15

直流電機(jī)的常見故障能敘述10

技能目標(biāo)拆裝直流電機(jī)會(huì)拆裝15

直流電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。能識別10

使用萬用表檢測直流電機(jī)勵(lì)磁線圈、電樞會(huì)檢測10

任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升1.簡單的電阻混（1）電動(dòng)機(jī)按照工作電源分類如圖2-100所示。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升一、填空題1．直流電機(jī)的參數(shù)有_________________、________________、_________________、______________、_______________。2．直流電機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成_______或?qū)_______轉(zhuǎn)換成直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)_______和_________互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將___能轉(zhuǎn)換為____能；作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將____能轉(zhuǎn)換為_____能。3．直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式的不同，分為____和_____兩種類別，其中，自勵(lì)又分為：________、_________、_________三種形式。任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)評價(jià)任務(wù)拓展學(xué)習(xí)總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)鞏固提升三、簡答題1．串勵(lì)式直流電機(jī)的工作特性是什么？2．并勵(lì)式直流電機(jī)的工作特性是什么？3．直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成有哪些？二、選擇題1．應(yīng)用于汽車起動(dòng)機(jī)中的直流電機(jī)電樞