《汽車電工電子》 中職配套PPT課件
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模塊二 電磁學在汽車上的應用實例
一、教學目標
1．了解汽車上的電磁元件作用、種類；
2．知道電磁干擾的危害及其抑制方法。
二、課時分配
本項目共5個課題，安排2課時。
三、教學重點
通過本模塊學習，使學生理解電磁鐵的概念、結構和工作原理；知道電磁鐵的分類和特點；知道繼電器的分類和特點；理解繼電器的概念、結構和工作原理；掌握變壓器的結構和工作原理。
四、教學難點
1．了解汽車電磁元件的結構和原理；
五、教學內(nèi)容
課題一 電磁鐵
電磁鐵
1．概念
電磁鐵是利用通電的鐵心線圈所產(chǎn)生的電磁力吸引銜鐵而做成的一種電器。
2．結構及工作原理
電磁鐵一般是由線圈、鐵心和銜鐵三部分組成。電磁鐵可以通過控制電路的接通和斷開，以達到保護電氣設備的作用，利用電流的磁效應，使軟鐵具有磁性。
① 將軟鐵棒插入一螺線管中，當螺線管通以電流時，螺線管內(nèi)部的磁場使軟鐵棒磁化成暫時磁鐵；但電流切斷后，螺線管及軟鐵棒的磁性隨之消失。
② 軟鐵棒磁化后所產(chǎn)生的磁場，加上螺線管內(nèi)的磁場，使總的磁場強度大大增強，故電磁鐵的磁力遠大于天然磁鐵。
③ 螺線管中電流越大，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁場越強。
3．應用
由于直流電磁體具有結構簡單、易于控制等特點，因此它廣泛用于汽車控制領域中。
課題二 繼電器
1．繼電器基本結構
繼電器主要由線圈、鐵心、銜鐵、觸點等組成。
繼電器基本結構
2．繼電器的分類
汽車繼電器按觸點類型分，有三類：動合繼電器、動斷繼電器、混合型繼電器。
按繼電器的引腳數(shù)分：3引腳、4引腳、5引腳等。
根據(jù)動作原理不同可分：電磁式、感應式、電子式等，最常用的是電磁式。
幾種類型的繼電器
繼電器的種類
3．繼電器的應用
由于汽車電氣系統(tǒng)電壓較低，具有一定功率的用電器工作電流比較大（一般在幾十安以上），這樣大的電流不宜用開關或按鍵直接進行通斷控制，否則將導致觸點因無法承受大電流而燒毀。為了減少控制開關觸點的電流負荷，獲得所需的控制功能，往往根據(jù)需要，在電路中設置一些繼電器。
由于繼電器主要由導線繞制而成，根據(jù)楞次定律可知，當初級線圈在剛接通時，線圈都會感應出一反向電壓。
歐系繼電器
日系繼電器
課題三 變壓器
一、變壓器的結構和工作原理
1．變壓器結構
變壓器是由閉合鐵心、線圈繞組和冷卻系統(tǒng)組成，如圖所示。
變壓器的結構示意圖
（1）鐵心
（2）繞組
（3）冷卻系統(tǒng)
2．單相變壓器的工作原理
變壓器工作原理圖及符號
如圖（a）所示，在原繞組上接入交流電壓U1時，原繞組中便有電流I1通過。原繞組的磁動勢I1N1產(chǎn)生的磁通絕大部分通過鐵心而閉合，從而在副繞組中感應出電動勢。
二、特殊變壓器
1．自耦變壓器
自耦變壓器
（1）結構特點
在閉合的鐵心上只有一個繞組，它既是原繞組又是副繞組。低壓繞組是高壓繞組的一部分。
（2）電壓比、電流比
（3）用途
調節(jié)電爐爐溫、照明亮度、啟動交流電動機以及用于實驗和在小儀器中。
（4）使用時的注意事項
① 在接通電源前，應將滑動觸頭旋到零位，以免突然出現(xiàn)過高電壓。
② 接通電源后，應慢慢地轉動調壓手柄，將電壓調到所需要的數(shù)值。
③ 輸入、輸出邊不得接錯，電源不準接在滑動觸頭側，否則會引起短路事故。
2．儀用互感器
儀用互感器是專供電工測量和自動保護的裝置，使用儀用互感器的目的在于擴大測量表的量程。
（1）電壓互感器
電壓互感器的副邊額定電壓一般設計為標準值100V，以便統(tǒng)一電壓表的表頭規(guī)格。
電壓互感器原、副繞組的電壓比等于其匝數(shù)比：
若電壓互感器和電壓表固定配合使用，則從電壓表上可直接讀出高壓線路的電壓值。
電壓互感器
電流互感器
（2）電流互感器
電流互感器是用來將大電流變?yōu)樾‰娏鞯奶厥庾儔浩鳎母边咁~定電流一般設計為標準值5A，以便統(tǒng)一電流表的表頭規(guī)格。
電流互感器的原、副繞組的電流比等于匝數(shù)的反比，即：
若安培表與專用的電流互感器配套使用，則安培表的刻度就可按大電流電路中的電流值標出。
課題四 點火線圈
1．點火線圈的工作原理
通常點火線圈里有兩組線圈：初級線圈和次級線圈。
點火線圈的工作原理
點火線圈的工作方式與普通變壓器不一樣，普通變壓器是連續(xù)工作的，而點火線圈則是斷續(xù)工作的。
2．點火線圈的分類
點火線圈依照磁路分為開磁式和閉磁式兩種。
開磁式點火線圈
1—瓷座；2—鐵心；3—初級繞組；4—次級繞組；5—硅鋼片；6—外殼；7、10接線柱；8—膠木蓋；9—高壓接線柱
閉磁式點火線圈
1—E字形鐵心；2—次繞組接線柱；3—高壓接線柱；4—一次繞組；5—二次繞組
3．汽車點火系統(tǒng)的組成和工作原理
傳統(tǒng)點火系是由電源、點火線圈、斷電器、分電器、點火開關、火花塞等組成。
點火系統(tǒng)的組成和工作原理
各組成部分的功用：
① 電源為蓄電池和發(fā)電機，標稱電壓為12V，其作用是供給點火系統(tǒng)所需的電能。
② 點火線圈是將12V的低壓電轉換為15～20kV高壓電。
③ 斷電器是用于接通和斷開初級電路，它是由觸點和凸輪組成，凸輪的凸角數(shù)與汽缸數(shù)相同。
④ 電容器與斷電器的觸點并聯(lián)，用于減少觸點間的火花，延長觸點的使用壽命。
⑤ 分電器由分電器蓋和分火頭組成。
⑥ 點火開關用于控制點火系統(tǒng)初級電路的通斷，只要斷開點火開關，發(fā)動機可立即熄火。
⑦ 火花塞的作用是將點火線圈產(chǎn)生的高壓電引入燃燒室，并在其電極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。
課題五 汽車電磁干擾及其抑制
一、汽車電磁干擾現(xiàn)象
汽油發(fā)動機在工作時，它的高壓點火系統(tǒng)會產(chǎn)生強電磁波，對環(huán)境造成電磁污染。因此，人們將“電磁污染”列入汽車所造成的三大污染源之一（排放、噪聲、電磁）。
二、汽車內(nèi)電磁干擾的特點
車內(nèi)電磁干擾可以通過各種連接線纜傳播，也會以耦合方式、空間輻射方式進行傳播。典型的形式有： 沿電源線傳導干擾；人體靜電放電對電子部件的干擾；干擾能量通過空間輻射等。
1．發(fā)動機點火系統(tǒng)產(chǎn)生沿電源線傳導的干擾
發(fā)動機點火系統(tǒng)的電路框圖
波動電壓ΔV能量
初級回路中的瞬變電壓則沿電源線傳到電源系統(tǒng)中，干擾電源系統(tǒng)，產(chǎn)生一波動電壓ΔV。一般情況下，實驗測量得到ΔV為2～4V。
2．感性負載產(chǎn)生沿電源線傳導的干擾
當感性負載（R2）的供電被突然切斷時，會產(chǎn)生反向瞬變電壓Uc。線圈初始儲能越大，關斷速度越快，瞬變過電壓就越高。實測結果，一般Va為－100～300V；時間為0.2～0.5s。
感性負載特性
3．靜電放電對車內(nèi)電子部件的干擾
人體靜電遇到一些導體就會釋放出來，有直接放電，人們感覺不到，當靜電儲存到一定程度后，會通過空氣放電，甚至會有火花產(chǎn)生，人們就會有強烈的放電感覺。人們在使用汽車時，這種靜電放電現(xiàn)象是不可避免的會產(chǎn)生。
4．部件或線纜間的相互耦合干擾
汽車中的各種線纜經(jīng)常將他們捆綁成一束沿汽車內(nèi)側布置，電源線中的瞬變干擾會耦合到信號線或控制線中，形成差模信號，會對車內(nèi)ECU等電子模塊產(chǎn)生影響。
5．輻射干擾
干擾能量的電磁波輻射形式，人們比較熟悉。人們關注的頻率范圍是150kHz～1000MHz。其他頻段的干擾也是存在的，人們正在進行研究。
三、電磁干擾的抑制
電磁干擾的抑制措施的選用。首先要考慮干擾源，要根據(jù)不同的干擾源的特點采取不同的抑制方式。如：點火系統(tǒng)的干擾；電源供電系統(tǒng)的干擾；電感性負載或開關性負載引起的干擾等。其次，考慮干擾的傳播途徑，這對采取有效地抑制措施非常重要。
六、課后作業(yè)
完成所有課題的學后測評。
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