汽车电工电子技术学习情境4任务4_电动机的控制

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1、任务4电动机的控制 4.4.1 控制电器介绍 1.概述 控制电器分类 （1）按工作的电压等级分类高压电器用于交流1200V、直流电 压1500V及以上电路的电器。例如汽车的点火系统的高压线路。 低压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以下电路中起 通断、保护、控制或调解作用的电器。例如接触器和继电器等。 （2）按操作方式分类。按操作方式分为手动电器和自动电器。 手动电器是靠人手操作发出动作指令的电器。例如刀开关、按钮 等。自动电器是依靠指令或物理量（例如电流、电压、时间、速 度等）变化而自动动作的电器。例如接触器、继电器等。 （3）按用途分类。按用途分为控制电器、配电电器、主令电器

2、 、保护电器和执行电器。控制电器用于各种控制电路和控制系统 的电器。配电电器用于电能的输送和分配的电器。主令电器用于 自动控制系统中发出动作指令的电器，如按钮、转换开关等。保 护电器用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等 。执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器。 2.刀开关 刀开关一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切 断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用来控制小容 量电动机的直接起动与停机。如图4-45是刀开关的典型结 构。 安装开关时，在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下 拉为断开电源，不能反装。电源线接在静触点上，负载线应 接在与闸刀相连的端子上。对有熔断丝

3、的刀开关，负载线应 接在闸刀下侧熔断丝的另一端，确保刀开关切断电源后闸刀 和熔断丝不带电。 汽车电源总开关主要用于切断蓄电池与外电路的连接，以 防止汽车停驶过程中蓄电池经外电路漏电。电源开关主要 有闸刀式和电磁式两种。电磁式使用较少。闸刀式电源总 开关如图4-46所示。 图4-46 闸刀式电源总开关 图4-47 刀开关的图形符号及文字 符号 3 .组合开关 组合开关又叫转换开关，是一种转动式的刀开关，主要用于接通或切断电路、 换接电源、控制小型鼠笼式三相异步电动机的起动、停止、正反转或局部照明 。 （a）实物 （b）结构示意图 （c）符号 图4-48 组合开关结构 汽车上各种电气控制系统的工作

4、均受控于开关。开关的状态决定汽车各 种电气系统能否正常工作。汽车电气开关有组合开关和单体开关，现代 小汽车多采用电气系统，用于提高汽车的性能和乘坐舒适性，若采用较 多的单体开关，汽车内部布置会很乱，因此，现代汽车将很多功能相近 的控制系统的开关组合在一起，如灯光系统组合开关、音响组合开关、 空调组合开关、司机位门组合开关等。汽车组合开关如图4-49所示 （a）灯光系统组 合开关 （b）司机位门组 合开关 （d）座椅组合开 关 图4-49 汽车组合开关 汽车上有一个多功能组合开关，它将照明 开关、信号开关等开关组合为一体，安装 在驾驶员操纵的转向柱上。如图4-50所示 。 图4-50 多功能组合

5、开关 5.点火开关 点火开关主要用来控制常用电器的电源电路和点火电路， 另外还控制发电机磁场电路、仪表电路、预热、起动电路 以及一些辅助电器等，一般都是具有自动复位起动挡位的 多挡开关并配有钥匙以备停车时锁住。因此又称为钥匙开 关。图4-51所示为点火开关。 图4-51 点火开关 常用的点火开关多为三挡位、四挡位或五挡位。三挡位点火开关有 “OFF”（断）或“LOCK”（锁住转向盘）、“ON”（通）和“ST”（起动）3 个挡位；四挡位点火开关则在“OFF”和“ON”之间增加了一个“ACC”（专 用辅助电器，如收音机、点烟器）挡；而五挡点火开关则在“ON”和“ST” 之间加了一档“HEAT”（预

6、热）挡，用于柴油发动机冷车启动前的预热 。 点火开关在电路图上通常采用触刀挡位图法和表格法来表示。 如图4- 52所示是五挡位点火开关的三种表示方法。 一些进口汽车和国内生产的轿车其点火开关通常还设有转向盘锁止 （LOCK）挡，当点火开关转至LOCK挡时，转向盘被锁止。这些点 火开关各挡的位置通常是按LOCK、OFF、ACC、ON、ST（顺时针 旋转）的顺序排列。大多数汽车的点火开关安装在转向柱管上（图4 -53和图4-54），以便停车时锁止转向盘。 图4-53 别克君越点火开关（ 2008款） 图4-54 丰田花冠EX点火开 关 近年来，有很多汽车采用按钮式点火开关，并将其安装在 仪表板台板

7、上（图4-55和图4-56）。将钥匙插入点火开关 后，轻按一下按钮即可接通汽车电源，稍长时间按下按钮 则可起动发动机，再按一下按钮即可熄火。 图4-55 一汽迈腾轿车点火 开关 图4-56 宝马3系第五代轿 车点火开关 5.按钮 按钮是在自动控制系统中，发出主令的电器。按钮的触点分常闭触点 （动断触点）和常开触点（动合触点）两种。按钮按下时，常闭触点 断开，常开触点闭合；松开后，依靠复位弹簧使触点恢复到原来的位 置。如图4-57所示。 （a）实物 （b）结构示意图 （c）符号 图4-57 按钮 6.熔断器 熔断器俗称保险丝，它在电路中起保护作用，当电路发生短路 或严重过载故障时，通过熔体的电流

8、势必超过一定的额定值， 使熔体发热，当达到熔点温度时，熔体某处自行熔断，从而分 断故障电路。熔断器主要由熔体和熔座两部分组成。熔体由低 熔点的金属材料（铅、 锡、 锌、 银、铜及合金）制成丝状或 片状。 熔断器性能要求：熔断器用于对局部电路进行保护，能长时间承受额 定电流负载，但在超过额定负载25%的情况下，约3min熔断，而在超 过额定负载100%时，则不到1s即会熔断。结构一定时，流过熔断丝 电流越大，熔断时间越短。 为便于检查和更换熔断器，常将汽车上各电路的熔断器集中安装在一 起，形成熔断器盒。如图4-59所示。同时，在熔断器盒盖上注明各熔 断器的名称、额定电流和位置，并且用不同的颜色来

9、区别熔断器的容 量。 熔断器盒 7. 易熔线 易熔线又称FUL电线，是截面积小于被保护电路导 线的可长时间通过额定电流的铜线或铝合金导线，用 于保护总体线路或较重要电路。易熔线与一般熔丝不 同之处在于其熔断反应较慢，且导线的形式也不同。 易熔线由多股绞合线外包耐热性能好的绝缘护套制成 ，与普通低压导线相比更为柔软，一般长度为50mm 200mm。通常接在电路起始端，即蓄电池正极端 附近。易熔线如图4-60所示。 当线路中有超过额定电流数倍的电流时，易熔线首先 熔断（熔断过程较长），用于保护重要电路，如北京 切诺基设有五股易熔线，分别保护充电电路、预热加 热器、雾灯、灯光及辅助电路。 易熔线的外

10、套要耐热、绝缘性能良好（如玻璃丝）， 且不能捆绑。 （a）易熔线实物 （b）符号 图4-60 易熔线 8.断路器 断路器用于正常工作时容易过载的电路中，原理是利用双金属 片受热变形使触点分离。与易熔线和熔断器相比，易熔线和熔 断器是一次性保险装置，当电路中电流超过熔体的熔断电流时 ，会自行熔化断开电路。断路器是重复性保险装置，当电路过 载或短时，断路器就会自行切断电路，经一段时间冷却后，又 自行接通电路。特点是可重复使用。按作用形式分两类，如图 4-61所示。 （1）手动式断路器。过载变形自动切断，冷却后自动复位， 如此反复直到电路不过载（报警与限流）。如图4-61（a）所 示为手动式断路器，

11、当电流较大时，双金属片受热弯曲使触点 分开，分断电路。其中，按钮为复位开关。螺钉可以调节，用 于整定动作电流。排除故障后，须按下按钮手动复位。 （2）自动复位式断路器。如图4-61（b）所示为自动复位式断 路器，多用于拉杆式灯光开关，当电流过载时，双金属片自动 地“分一合一分”。造成灯光的闪烁，提示线路故障。 （a）手动式断路器 l、9-接线柱；2、8-静触点； 3-双金属片动触点；4-绝缘外 套；5-按钮；6-弹簧；7-复位 垫圈；10-锁紧螺母；11-调整 螺钉 （b）自动复位式断路器 9.行程开关 行程开关又叫限位开关，是一种根据行程位置实现线路切换的主令电器 。用作电路的限位保护、行程

12、控制、自动切换等。结构与按钮类似，但 其动作要由机械撞击推杆，利用机械运动部件的碰撞来控制触头动作， 而使电路通断，如图4-62所示。图4-63是行程开关的符号。 （a）单轮旋转式 （b）双轮旋转式 （c）结构示意图 图4-62 行程开关 （a）常开触点 （b）常闭触点 （c）复合触点 图4-63 行程开关的符号 10.交流接触器 接触器是一种自动开关，是电力拖动中主要的控制电器之一 ，它分为直流和交流两类。其中，交流接触器常用来接通和断 开电动机或其他设备的主电路。图4-64是交流接触器的主要结 构图。接触器主要由电磁铁和触头两部分组成。它是利用电磁 铁的吸引力而动作的。当电磁线圈通电后，吸

13、引山字形动铁芯 （上铁芯），而使常开触头闭合。 根据用途不同，接触器的触头分主触头和辅助触头两 种。辅助触头通过的电流较小，常接在电动机的控制 电路中；主触头能通过较大电流，常接在电动机的主 电路中。如CJl0-20型交流接触器有三个常开主触头和 四个辅助触头 （两个常开，两个常闭）。 当主触头断开时，其间产生电弧，会烧坏触头，并使 电路分断时间拉长，因此，必须采取灭弧措施。通常 交流接触器的触头都做成桥式结构，它有两个断点， 以降低触头断开时加在断点上的电压，使电弧容易熄 灭，同时各相间装有绝缘隔板，可防止短路。在电流 较大的接触器中还专门设有灭弧装置。 （a）接触器线圈 （b）主触头（用

14、于主电路） （c）辅助触头（ 用于控制电路） 图 4-65 接触器电路符号 4.4.2 三相异步电动机的直接启动 如图4-66所示是异步电动机直接启动控制线路图。接 通电源开QS，按下启动按钮SB1， 则电流路径为： C相按钮SB1和接触器KMKM吸引线圈FR常闭 触点A相 接触器吸引线圈得电，使所有动合触点闭合，电 动机得电而开始向一个方向旋转起动。当放开SB1按 钮时，由于并联在其两端的接触器一对辅助动合 触点已闭合，故而不影响接触器吸引线圈得电， 电动机正常运转。接触器这一对辅助动合触点的 作用称为自锁，而这对辅助动合触点亦称为自锁触点 。 如欲使电动机停转，只要按下停止按钮SB2，便可

15、切 断接触器吸引线圈的通电回路，失电而使动合触点断 开，电动机失电停转。 图4-66 三相异步电动机直接启动控制线路图 该电路具有三种保护作用： （1）短路保护作用熔断器FU担任。 （2）欠压保护接触器KM吸引线圈担任。 当电源电压低于额定电压值时，吸引线圈因电 源电压过低而不能克服弹簧作用吸引动铁芯，故 而不能使动合触点闭合，从而避免了电源电压过 低而造成电动机转矩下降，从而影响电动机的正 常运转。 （3）过载保护热继电器FR担任。 当电动机过载时造成电流过大，从而使热继电 器通过发热元件而使双金属片动作，打开FR的常 闭触点，切断了接触器吸引线圈的供电，打开动 合触点KM，电动机失电停转，

16、从而避免了电动机 的损坏。 4.4.3 三相异步电动机的点动或连续控制控制线路 如图4-67所示即为三相异步电动机的点动或连续控制线路 图。此电路既能点动控制，又能直接连续控制。按下点动 按钮SB1，其动断、动合触点联动（如图中虚线连接）， 接触器KM吸引线圈经SB动合触点通电后，电动机运转， 此时SB动断触点切断接触器KM的自锁回路。释放SB按钮 后，接触器KM吸引线圈失电而使电动机停转。若按下按 钮SB1，便可连续工作。 4.4.4 三相异步电动机的正反转控制线路 其过程是：先合上电源开关QS，再按以下步骤操作。 1.正转 按下正转按钮SB1，电流路径为： B相停止钮SB3SB2钮动断触点SB1钮动合触点 接触器KM2辅助动断触点接触器KM1吸引线圈热继电器 FR动断触点C相辅助动合触点