學(xué)習(xí)任務(wù)三 此路變壓器的控制與檢測講解

學(xué)習(xí)任務(wù)三磁路、變壓器控制與檢測《汽車電工電子技術(shù)》CONTENTS目錄3變壓器的控制與檢測1磁體、磁路、磁路參數(shù)分析繼電器的控制與檢測2汽車點火線圈的控制與檢測4任務(wù)描述繼電器是最常用的間接控制器件，不管是在汽車上還是工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用，通過繼電器原理和電路的接法導(dǎo)入磁場、磁路及磁路參數(shù)定律的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)12能力目標(biāo)會分析繼電器的控制原理并檢測其特性；會分析變壓器的控制原理并檢測其特性。分析磁體、磁路、磁路參數(shù)；分析繼電器的構(gòu)成原理并分析繼電器控制電路；分析變壓器的結(jié)構(gòu)與原理；分析汽車點火線圈結(jié)構(gòu)與工作原理。1234規(guī)范課堂6S管理；養(yǎng)成團隊協(xié)作的好作風(fēng)；養(yǎng)成獨立思考問題的好習(xí)慣；能與同學(xué)密切合作，規(guī)范、安全地完成學(xué)習(xí)活動。素質(zhì)目標(biāo)123401磁體、磁路、磁路參數(shù)分析任務(wù)描述1繼電器是最常用的間接控制器件。不管是在汽車上還是工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用，通過繼電器原理和電路的接法導(dǎo)入磁場、磁路及磁路參數(shù)定律的學(xué)習(xí)。任務(wù)目標(biāo)2建議學(xué)時：2學(xué)時。能理解磁場及基本物理量；1分析基本電磁現(xiàn)象；2應(yīng)用磁路的基本定律分析磁路的特點；3以繼電器的磁路構(gòu)成為例學(xué)會分析磁路。4磁體、磁場的概念一直流電路就是用導(dǎo)線把電源、用電器(負(fù)載)、控制器件等連接起來組成的電流流通的路徑。１.磁體磁是物質(zhì)運動的基本形式之一，物體能吸引鐵、鈷等金屬或它們的合金的性質(zhì)稱為磁性，具有磁性的物體稱為磁體。２.磁導(dǎo)率

磁導(dǎo)率μ是表示物質(zhì)導(dǎo)磁性的物理量，真空的磁導(dǎo)率為μ0=4π×10?7H/m(亨/米)。３.磁通與磁感應(yīng)強度穿過一個平面的磁通量，簡稱磁通，用符圖號“Φ”表示；磁感應(yīng)強度B表示磁場空間某點的磁場強弱和方向的物理量。４.磁場強度磁場強度和磁感應(yīng)強度均為表征磁場性質(zhì)，磁場強度與介質(zhì)無關(guān)。電流的磁場二１.通電直導(dǎo)線周圍的磁場磁感線的方向與電流方向之間的關(guān)系可用安培定則(右手螺旋定則)來判定。２.通電線圈的磁場通電線圈磁場的強弱，不僅與線圈的電流大小有關(guān)，而且還與線圈的匝數(shù)有關(guān)，即與線圈的電流和匝數(shù)的乘積成正比。3.電磁鐵我們知道電流周圍存在磁場，當(dāng)一帶電導(dǎo)線變成線圈時就會產(chǎn)生一個帶Ｎ、Ｓ極的磁場，如條形磁鐵一樣，如果將一鐵芯放入線圈中，磁場會變強，可以吸引鐵質(zhì)；繼電器和電磁閥就是應(yīng)用電磁鐵原理，線圈通電后能產(chǎn)生極強的磁吸引力。磁路的構(gòu)成及基本定律三１.磁路磁路是磁通所通過的路徑，磁路中產(chǎn)生的磁通分為主磁通和漏磁通。磁路的構(gòu)成及基本定律三2.電磁感應(yīng)定律

電磁感應(yīng)定律又稱為法拉第電磁感應(yīng)定律，其內(nèi)容是：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。其表達式為：電磁感應(yīng)另一種解釋是導(dǎo)線切割磁力線感應(yīng)電，如3-7圖所示。繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理四

繼電器是一種電磁控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成。任務(wù)實施4任務(wù)實施１.組織方式(１)場地設(shè)施：每小組對應(yīng)一套電器實驗設(shè)施、一張實訓(xùn)工作臺。(２)實訓(xùn)工具：萬用表、線束、可調(diào)鋰離子電池模塊、負(fù)載積木板、開關(guān)熔斷絲積木板。(３)學(xué)生組織：教師指導(dǎo)，按各實例知識講解及實訓(xùn)進行自評、互評。(４)檢查實訓(xùn)任務(wù)：真實、完整、有效。２.繼電器技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)備１)額定工作電壓

２)直流電阻３)吸合電流４)釋放電流５)觸點切換電壓和電流一、任務(wù)準(zhǔn)備任務(wù)實施4任務(wù)實施3.測試?yán)^電器準(zhǔn)備１)測觸點電阻。２)測線圈電阻4.繼電器符號說明一、任務(wù)準(zhǔn)備(１)遵守場地安全規(guī)定，注意用電安全。(２)插拔電氣元件時一定要斷電操作。(３)在接線、拆線時，嚴(yán)禁用力拉扯線束。

2.注意事項任務(wù)實施4任務(wù)實施二、操作步驟根據(jù)學(xué)習(xí)工作頁，結(jié)合實訓(xùn)指導(dǎo)書，按下列步驟完成實施。1.認(rèn)識繼電器；2.對繼電器的特性檢測。任務(wù)小結(jié)5任務(wù)小結(jié)（1）磁是物質(zhì)運動的基本形式之一?磁場是存在于磁體周圍空間的一種特殊物質(zhì)。（2）描述磁場的物理量有磁導(dǎo)率、磁通、磁感應(yīng)強度、磁場強度等。（3）磁路是磁通所通過的路徑。（4）電磁感應(yīng)定律又稱為法拉第電磁感應(yīng)定律，其內(nèi)容是:電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。（5）繼電器是一種電磁控制器件，它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)之間的互動關(guān)系。02繼電器的控制與檢測任務(wù)描述1繼電器是一種用小電流控制大電流的器件，在汽車上經(jīng)常利用開關(guān)控制繼電器的吸合與斷開，再利用繼電器的觸點控制電器部件的通斷，在汽車上常用的繼電器有:起動繼電器、喇叭繼電器、閃光繼電器等。本子任務(wù)完成起動繼電器、喇叭繼電器及閃光繼電器的檢測。任務(wù)目標(biāo)2建議學(xué)時：2學(xué)時。會分析起動繼電器、喇叭繼電器及閃光繼電器的電路原理；1會連接起動繼電器、喇叭繼電器及閃光繼電器的電路；2初步學(xué)會排除起動繼電器、喇叭繼電器及閃光電器電路故障。3起動繼電器一汽車上點火開關(guān)和起動機電磁開關(guān)之間裝有起動繼電器，如圖3-11所示。喇叭繼電器二如圖3-12所示為繼電器在喇叭電路中的應(yīng)用。蓄電池電壓加至繼電器線圈的一端，另一端接喇叭按鈕。喇叭按鈕是常開式開關(guān)。閃光繼電器三１.閃光繼電器種類閃光繼電器又稱為閃光器，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為電阻絲式、電容式和電子式三種。閃光繼電器三２.電容機械式閃光繼電器

工作原理利用電容器充放電延時特性，使繼電器的兩個線圈的電磁吸力時而相加，時而相減，產(chǎn)生周期性的開關(guān)作，使轉(zhuǎn)彎信號燈閃爍。任務(wù)實施4任務(wù)實施一、任務(wù)準(zhǔn)備１.組織方式(１)場地設(shè)施：每小組對應(yīng)一套實驗設(shè)施、一張實訓(xùn)工作臺。(２)實訓(xùn)工具：萬用表、線束、鋰離子電池一塊，繼電器電路板。(３)學(xué)生組織：教師指導(dǎo)，按各實例知識講解及實訓(xùn)進行自評、互評。(４)檢查實訓(xùn)任務(wù)：真實、完整、有效。(１)遵守場地安全規(guī)定，注意用電安全。(２)插拔電氣元件時一定要斷電操作。(３)正確使用萬用表。(４)在接線、拆線時，嚴(yán)禁用力拉扯線束。(5)操作規(guī)范:當(dāng)汽車?yán)壤^電器損壞后，不能直接將喇叭按鈕直接接在喇叭電路中，那樣將燒毀喇叭按鈕。

2.注意事項任務(wù)實施4任務(wù)實施二、操作步驟根據(jù)學(xué)習(xí)工作頁，結(jié)合實訓(xùn)指導(dǎo)書，按下列步驟完成實施。(１)使用萬用表測量繼電器的線圈電阻。(２)按照圖,3-15所示，接好實訓(xùn)電路。(３)在繼電器線圈不帶電的條件下，使用萬用表測量繼電器觸點的電阻。(４)在繼電器線圈帶電的條件下，使用萬用表測量繼電器觸點的電阻值，判斷其特性。任務(wù)小結(jié)5任務(wù)小結(jié)(１)汽車上常用繼電器吸合與斷開的控制。(２)起動繼電器的控制過程分析。(３)喇叭繼電器的控制過程分析。(４)閃光繼電器又稱為閃光器，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為阻絲式，電容式和電子式三種。(５)閃光繼電器的控制過程分析。03變壓器的控制與檢測任務(wù)描述1變壓器是最常用的間接控制器件，分析基本變壓器、旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理，學(xué)習(xí)變壓器的控制及檢測。任務(wù)目標(biāo)212建議學(xué)時:２學(xué)時。3基本認(rèn)知旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與原理；掌握串、并聯(lián)電路分析的基本方法；

分析變壓器變電壓、變電流的原理；4掌握變壓器的測量方法。變壓器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一１.變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器因使用場合、工作要求不同，有各種各樣的結(jié)構(gòu)，但其基本結(jié)構(gòu)都一樣，即主體由鐵芯和繞組(線圈)兩部分組成。與電源相接的繞組稱為一次繞組(原繞組)，又稱一次側(cè)，與負(fù)載相接的繞組稱為二次繞組(副繞組)，又稱二次側(cè)。按繞組與鐵芯的安裝位置不同，變壓器可分為芯式和殼式兩種。變壓器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一２.變壓器的工作原理和特性圖3-17所示為變壓器的原理圖。為了便于分析，將高壓繞組和低壓繞組分別畫在兩邊，與電源相連的稱為一次繞組(或稱初級繞組)，與負(fù)載相連的稱為二次繞組(或稱次級繞組)。變壓器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一１)電壓變換(空載狀態(tài)，ｉ2＝０，即ｉ2Ｎ2＝０)一次、二次繞組的電壓之比為Ｋ，稱為變壓器的變比，也即一次、二次繞組的匝數(shù)比。當(dāng)電源電壓Ｕ1一定時，只要改變匝數(shù)，就可得出不同的輸出電壓Ｕ2。有:因此:ｋ>１，降壓。ｋ<１，升壓。由于變壓器有內(nèi)阻抗壓降，故滿載時的電壓應(yīng)比空載時低５％~１０％。變壓器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一２)電流變換(有載狀態(tài))當(dāng)電源電壓和頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負(fù)載時是基本恒定的。有:在額定狀態(tài)下可以將Ｉ０忽略不計，則有:其有效值表示式為:變壓器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一３)阻抗變換變壓器能起變換電壓和變換電流的作用，此外，它還有變換負(fù)載阻抗的作用，以實現(xiàn)“匹配”。可以用不同的匝數(shù)，把負(fù)載阻抗模變換為所需要的、比較合適的數(shù)值，這種做法稱為阻抗匹配。計算公式為:變壓器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理一４)變壓器的頻率特性用于傳輸信號的變壓器，由于信號具有一定的頻率寬度，通常要求變壓器對不同頻率分量的信號電壓，均勻而且不失真地傳輸。但實際上由于變壓器一次電感和漏感的影響，對不同頻率分量傳輸能力并不一樣，使得信號產(chǎn)生失真，一次電感越小，信號的低頻分量幅度就越少；漏感越大，高頻分量幅度就越小。變壓器的外特性二１.變壓器的外特性(圖３-１８)２.電壓調(diào)整率(電壓變化率)當(dāng)負(fù)載增加時，通常希望電壓Ｕ２

的變動越小越好(電焊變壓器除外)，故從空載到額定負(fù)載，變壓器二次電壓的變化程度用電壓調(diào)整率來表示，即：變壓器的額定值、功率、效率三１.額定電壓Ｕ1N、Ｕ2N額定電壓是指變壓器線電壓(有效值)?它應(yīng)與所連接的輸變電線路電壓相符合。２.額定電流Ｉ1N、Ｉ2N額定電流是指用電設(shè)備在額定電壓下，按照額定功率運行時的電流，也可定義為電氣設(shè)備在額定環(huán)境條件(環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下可以長期連續(xù)工作的電流，用電器正常工作時的電流不應(yīng)超過它的額定電流。３.額定功率ＳN額定功率是指主分接下視在功率的慣用值。單相:三相:變壓器的額定值、功率、效率三４.溫升環(huán)境40℃時變壓器繞組通過ＩN時的最高允許溫度。５.變壓器的損耗與效率和交流鐵芯線圈一樣，變壓器的功率損耗包括鐵芯中的鐵損和繞組上的銅損兩部分。鐵損的大小與鐵芯內(nèi)磁感應(yīng)強度的最大值有關(guān)，與負(fù)載大小無關(guān)，銅損與負(fù)載大小(正比于電流平方)有關(guān)。提示:變壓器的效率為變壓器的輸出功率與輸入功率之比。(１)輸入功率:(２)輸出功率:(３)輸入功率與輸出功率之間的關(guān)系:旋轉(zhuǎn)變壓器四旋轉(zhuǎn)變壓器(簡稱旋變)是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。當(dāng)勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正、余弦函數(shù)關(guān)系，這種旋轉(zhuǎn)變壓器又稱為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器；旋轉(zhuǎn)變壓器作為速度及位置檢測，可以反饋給控制器進行監(jiān)測，來準(zhǔn)確控制電動機的轉(zhuǎn)速及位置。旋轉(zhuǎn)變壓器由旋變線圈、信號盤組成。目前都是向變頻變速發(fā)展，采用的是正弦波控制的永磁交流電動機。任務(wù)實施4任務(wù)實施一、任務(wù)準(zhǔn)備１.組織方式(１)場地設(shè)施：每小組對應(yīng)一套實驗設(shè)施、一張實訓(xùn)工作臺。(２)實訓(xùn)工具：串、并聯(lián)電路特性板、線束、鋰離子電池一塊，變壓器及互感器電路板。(３)學(xué)生組織：教師指導(dǎo)，按各實例知識講解及實訓(xùn)進行自評、互評。(４)檢查實訓(xùn)任務(wù)：真實、完整、有效。(１)遵守場地安全規(guī)定，注意用電安全。(２)插拔電氣元件時一定要斷電操作。(３)正確使用萬用表。(４)在接線、拆線時，嚴(yán)禁用力拉扯線束。

2.注意事項任務(wù)實施4任務(wù)實施（任務(wù)測評表見教材）二、操作步驟步驟三(１)連接變壓器特性電路，接好實訓(xùn)電路。(２)用示波器觀察變壓器輸出波形。任務(wù)小結(jié)5任務(wù)小結(jié)(１)變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止電器。(２)變壓器由鐵芯和繞組(線圈)兩部分組成。(３)變壓器可以變電壓、變電流、變電阻，還用來耦合電路、傳遞信號，并實現(xiàn)阻抗匹配。(４)變壓器的銘牌標(biāo)注額定電壓、額定電流、變比、額定功率、絕緣等級等值。(５)旋轉(zhuǎn)變壓器(簡稱旋變)是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。04汽車點火線圈的控制與檢測任務(wù)描述1汽車高壓點火控制電路的功用是產(chǎn)生火花塞跳火點燃可燃混合氣做功，點火控制電路核心部件是點火線圈，其原理是變壓器低壓轉(zhuǎn)換成高壓，點火控制電路有幾種不同控制形式。任務(wù)目標(biāo)21分析點火系統(tǒng)的功用與種類；2知道點火控制電路的工作原理；建議學(xué)時:2學(xué)時。3能夠?qū)c火控制電路的波形分析。汽車上使用的變壓器一汽車上最常見的變壓器就是點火線圈，它能將汽車電源系統(tǒng)提供的低壓電，變?yōu)楦哌_幾千伏甚至上萬伏的高壓電，用于點燃發(fā)動機內(nèi)的汽油混合氣，常見的點火線圈有開磁路和閉磁路兩種。汽車上使用的變壓器一為加強絕緣和防止潮氣侵入，在外殼內(nèi)填滿瀝青或變壓器油，前者稱為干式點火線圈，后者稱為油浸式點火線圈。當(dāng)一次電流流過一次繞組時，使鐵芯磁化，其磁路如圖3-20所示。閉磁路式點火線圈二閉磁路式點火線圈的結(jié)構(gòu)如圖3-21所示，在“日”字形鐵芯內(nèi)繞有一次繞組，在一次繞組的外面繞有二次繞組，其磁路如圖3-22所示。閉磁路式點火線圈二閉磁路式點火線圈體積小，可直接裝在分電器蓋上，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且省去了點火線圈與分電器之間的高壓導(dǎo)線，并可使二次電容減小，所以在電子點火系統(tǒng)中廣泛使用。提示：

(１)檢查點火線圈的外表，若絕緣蓋破裂或外殼破裂，容易受潮而失去點火能力。(２)用萬用表測量點火線圈的一次繞組、二次繞組以及附加電阻的電阻值，應(yīng)符合點火線圈參數(shù)值。點火系統(tǒng)的功用與種類三汽車點火系統(tǒng)的功用是點燃式發(fā)動機為了正常工作，按照各缸點火次序，定時地供給火花塞以足夠高能量的高壓電(15000~30000Ｖ)，使火花塞產(chǎn)生足夠強的火花，點燃可燃混合氣。點火系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)可分為傳統(tǒng)點火系統(tǒng)和電子電火系統(tǒng)。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)包括蓄電池點火系統(tǒng)、磁電機點火系統(tǒng)，目前已經(jīng)基本淘汰?電子點