汽车电工电子技术PPT课件

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1、汽车电工电子技术,章节,第一章 直流电路 第二章 电磁学原理及应用 第三章 交流电路 第四章 常见电机 第五章 工业企业供电及用电常识 第六章 常用半导体器件及应用 第七章 汽车常用电子电路 第八章 数字电路基础,绪论,汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。 汽车最常见的五种主动安全技术： 1.ABS（防抱死制动系统） 2.EBD（电子制动力分配系统） 3.TCS(牵引力控制系统) 4.ESP（电子稳定程序） 5. EBA（紧急刹车辅助系统） 其他功能，如倒车影像，倒车雷达，行车记录仪，GPS导航等等。汽车当中的电气设备已经成为汽车的最为重要的组成部分。 因此，学好汽车电工

2、电子技术对于学习汽车专业其他课程的学习具有非常重要的意义。,第一章 直流电路,汽车最主要的电源蓄电池（俗称电瓶）,符号：,第一章 直流电路,一、电路及电路图 1.最简单的直流电路 电路图表示如下：,第一章 直流电路,2.电路的状态,第一章 直流电路,3.汽车电路特点 （1）低压直流供电：汽油机车多用12V，柴油机车多用24V。 （2）单线制：利用车身、底盘、发动机等金属部件作为一个极的公共接 线。 （3）负极搭铁：把电瓶的负极牢固的连接到车身、底盘、发动机等金属部件上。 （4）电气设备并联：车上所有电气设备并联使用，独自开关控制，互不干扰。,第一章 直流电路,二、电路的基本物理量 1.（1）电

3、流 ，其中q为电荷量，t为时间。 恒定电流 电流单位安培（A） 1A=1000mA=1000000A （2）电流参考方向,第一章 直流电路,2.电压、电位和电动势 （1）电压定义：电荷由A点移到B点时电场力所做的功为dW，则A、B两点间电压为 恒定直流电压 单位：V（伏）、KV（千伏）、mV（毫伏） （2）电压参考方向,第一章 直流电路,（3）为方便电路计算，元件上的电压和电流常取一致的参考方向，称为关联参考方向。 关联参考方向时：U=IR 非关联参考方向时：U=-IR,第一章 直流电路,（3）电位与电压单位相同 电位与电压关系 其中，UAB为A、B两点间电压；VA为A点电位，VB为B点电位。

4、 （4）电动势 电动势是衡量电源（如蓄电池）对电荷做功能力而引入的概念，单位和电压一样。 区别：电压的方向由高电位指向低电位，而电动势方向在电源内部由低电位指向高电位。,第一章 直流电路,3.电阻 （1）电阻：导体对自由电子运动的阻碍作用。 符号R或r，单位：（欧）、K （千欧）、M （兆欧）。 （2）电阻元件,固定电阻,可调电阻,第一章 直流电路,4.电功和电功率 （1）电功：电流流过负载时对负载所做的功称为电功，符号W。 （2）电功率 二、电阻、电容和电感 1.电阻 2.电容,第一章 直流电路,3.电感 三、欧姆定律 1. 2. 3.,第一章 直流电路,四、串联电路与并联电路 1.串联电路

5、 2.并联电路,第一章 直流电路,五、基尔霍夫定律 1.基本术语 （1）支路；（2）节点；（3）回路；（4）网孔。,第一章 直流电路,2.基尔霍夫电压定律 在任一回路中，从任一点以顺时针或逆时针方向沿回路绕行一周，则所有支路或元件电压的代数和恒等于零，即 或 3.基尔霍夫电流定律 在任一时刻，对电路中任一节点分析，流入该节点的电流之和恒等于流出该节点的电流之和，即 或,第一章 直流电路,六、惠斯通电桥 电桥平衡条件 或,第二章 电磁学原理及应用,一、电磁学概述 1.磁的基本知识 磁铁、剩磁 。 2.磁场和磁力线 （1）磁力线是假想的封闭曲线 （2）磁感应强度 ，单位T（特斯拉） （3）磁通量

6、（4）磁导率，顺磁物质、反磁物质、铁磁物质 3.铁磁材料：硬磁材料、软磁材料、矩磁材料,第二章 电磁学原理及应用,二、电流磁效应 1.载流导体能产生磁场，用右手定则判断磁力线方向。 2.磁场对载流导体有力的作用，左手定则。 3.霍尔元件。 三、电磁感应 1.导体切割磁力线运动能产生感应电动势，右手定则。 2.线圈中电磁感应。 3.自感现象。 4.互感现象。,第二章 电磁学原理及应用,四、变压器 1.变压器作用：主要用来升高或降低电压。 2.变压器种类：,电力变压器,第二章 电磁学原理及应用,小型电源变压器,第二章 电磁学原理及应用,环形变压器,第二章 电磁学原理及应用,3.变压器结构：绕组和铁

7、芯。 绕组是用漆包线绕的线圈，铁芯一般是硅钢片叠成的。,漆包线,环形铁芯,第二章 电磁学原理及应用,4.几种常见变压器 （1）自耦变压器（有些具有调压功能，可降压也可升压）,第二章 电磁学原理及应用,（2）互感器（电压互感器、电流互感器）,电压互感器,第二章 电磁学原理及应用,电流互感器,第二章 电磁学原理及应用,（3）三相电力变压器,第二章 电磁学原理及应用,5.变压器在汽车中的应用 （1）点火线圈及其原理,传统点火电路原理,第二章 电磁学原理及应用,四、电磁铁和继电器 1.电磁铁 电磁铁是利用通电的铁芯及线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。 电磁铁主要技术参数： （1

8、）额定行程：指刚启动时衔铁和铁芯之间的距离。 （2）额定吸引力：指衔铁处在额定行程时衔铁受到的吸力。 （3）额定电压：指电磁铁线圈上规定应施加的电压值。 2.电磁铁结构,第二章 电磁学原理及应用,3.电磁铁的类型 （1）直流电磁铁 （2）交流电磁铁（卡住时线圈电流会过大可能导致烧坏）,电磁铁,第二章 电磁学原理及应用,4.继电器 继电器其实是一种电磁开关。,汽车继电器内部结构,第二章 电磁学原理及应用,汽车继电器,第二章 电磁学原理及应用,继电器的触点分为常开（NO）和常闭（NC）两种。继电器主要参数有线圈电压、触点电压和触点电流。 继电器广泛应用于各种工业控制系统。在汽车中的应用也非常广泛。

9、汽车上的各种电器（各种灯光、喇叭、空调、电加热等等）都通过继电器进行间接开关控制。 继电器主要功能是实现用小电流控制大电流的通断（弱电控制强电）。,第二章 电磁学原理及应用,汽车方向盘后面的灯控制开关及雨刷开关,第二章 电磁学原理及应用,继电器在汽车中的应用举例,第三章 交流电路,汽车发电机（三相交流同步发电机）,第三章 交流电路,正弦交流电一般由交流发电机产生，广泛应用于工业和民用供电系统。 一、正弦交流电路 1.正弦交流电的表示方法 （1）瞬时值表示法（电流瞬时值） 其中 称为电流的幅值。 交流电流 流过 电阻时产生的电热功率与电流大小为 的直流电流流过 电阻的电热功率相同时，则 的值称为

10、交流电流的有效值。 其关系满足 或,第三章 交流电路,（2）频率和周期的关系 ，表示1s内电流经过多少个周期。 角频率 ，表示1s内电流经过了了多少角度。 （3）相位 ，表示电流初始角度。 幅值、频率和相位统称为正弦量（正弦电压、正弦电流）的三要素。 （4）相位差 相位差为 时表示超前； 时表示滞后； 时表示同相位； 时表示反向。,第三章 交流电路,2.复数与向量 （1）复数两种表示方法 代数式 极坐标式 其中的数量关系 （2）正弦交流电向量表示法,第三章 交流电路,正弦电流 或 （3）复数的运算 则有 ，,第三章 交流电路,3.单一参数正弦交流电路 （1）纯电阻交流电路 电流瞬时值 电阻两端

11、电压 有效值电流电压关系 向量电流电压关系 电阻上瞬时功率 平均功率,第三章 交流电路,（2）纯电感交流电路 电压与电流关系： 电压超前电流90度角。电压与电流有效值关系： 电压与电流向量关系： 其中感抗 电感平均功率为零，即产生无功功率，大小为：,第三章 交流电路,（3）纯电容交流电路 电压与电流关系： 电压超前电流90度角。电压与电流有效值关系： 电压与电流向量关系： 其中容抗 电感平均功率为零，即产生无功功率，大小为：,第三章 交流电路,4.RLC串联交流电路 （1）电压与电流关系 电流为 时，各元件端电压为 电压与电流有效值关系： 向量关系： 电压瞬时值关系： 电压向量关系：,第三章

12、交流电路,由向量图可得，电源电压有效值为 式中， 称为电抗； 称为阻抗，单位都是欧姆。 由向量图还可求出电源电压与电流之间的相位差，即 采用复数运算，则有 式中， 称为复阻抗。 复阻抗的模为 复阻抗的幅角为,第三章 交流电路,（2）功率 有功功率只由电阻产生 将 代入 得 称为交流电路的功率因数， 无功功率： 无功功率由电感和电容共同产生 其中，电感和电容的电压和可表示为 所以无功功率可以表示为 视在功率：电流和电压有效值之积,第三章 交流电路,二、三相交流电路 1.三相交流电源 以A相线为参考，可得,第三章 交流电路,在低压配电系统中， 三相电压为220V。 三相之间的线电压为380V。 2

13、.三相负载的连接 （1）负载的星型连接,第三章 交流电路,（2）负载的三角形连接,第四章 常见电机,常见的电机分为直流电机、交流异步电机和交流同步发电机。直流电机和交流同步发电机广泛应用于汽车当中。 一、直流电动机 1.直流电机的结构 直流电机都有静止部分和旋转部分。静止部分称为定子，旋转部分称为转子，定子和转子之间的间隙称为空气隙。汽车起动机属于典型的串励式直流电机。 （1）定子部分分为主磁极、换向磁极、电刷装置、机座、端盖。,第四章 常见电机,汽车起动机定子,第四章 常见电机,汽车起动机转子,（2）转子部分主要是电枢铁芯、换向器、电枢绕组,第四章 常见电机,2.直流电机原理及相关参数 （1

14、）转动原理 磁场对电流的作用力（左手定则）,第四章 常见电机,（2）电磁转矩 载流导体在磁场中受力为 在给定的直流电动机中，磁感应强度和磁通成正比。导体电流等于电枢电流。导体在磁场中的有效长度及转子半径都是固定的，取决于电动机的结构，所以电磁转矩表示为 当电动机稳定运行时，电磁转矩等于空载损耗转矩与负载转矩之和。,第四章 常见电机,（3）电枢电动势和电流 当直流电动机转动时，电枢绕组切割磁感线，在绕组中产生一个与电枢电流方向相反的反电动势，其表达式为 反电动势大小与磁通、转数成正比，并且反电动势能起到限制电枢电流的作用。电枢端电压与反电动势、电枢电流之间的关系表达式如下 或者,第四章 常见电机

15、,3.直流电机的类型与机械特性 （1）直流电机类型 根据主磁极磁场产生方式划分可分为永磁式和励磁式。 永磁直流电机,第四章 常见电机,根据主磁极励磁绕组接线方式，即励磁方式可分为以下几类。 1）他励直流电动机 励磁绕组与电枢绕组由不同直流电源供电。,第四章 常见电机,2）并励直流电动机 并励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组相并联。励磁绕组电压较高，为减小励磁绕组铜损耗，励磁绕组匝数较多，导线较细。 3）串励直流电动机 串励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组相串联。由于电枢电流等于励磁绕组励磁电流，为了降低励磁绕组的电压降和铜损耗，励磁绕组应具有较小的电阻，因此励磁绕组一般匝数较少，导线较细。 4）复励直流电动机 复励直流电动机的励磁绕组分两部分，一部分与电枢绕组并联，另一部分与电枢绕组串联。,第四章 常见电机,（2）直流电动机的机械特性 当电源电压为额定值，励磁电路电阻为常数时，电动机的电磁转矩与 转速之