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1、第第3 3章磁路和铁芯线圈电路章磁路和铁芯线圈电路本讲稿第一页，共一百一十二页3.1 3.1 磁路和铁磁性材料磁路和铁磁性材料3.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量3.1.2 铁磁性材料铁磁性材料3.1.3 汽车中的霍尔元件汽车中的霍尔元件本讲稿第二页，共一百一十二页 所谓磁路，就是约束在铁芯及其气隙所限所谓磁路，就是约束在铁芯及其气隙所限定的范围内的磁通路径。定的范围内的磁通路径。图图图图3-1 3-1 磁路示意磁路示意磁路示意磁路示意图图图图本讲稿第三页，共一百一十二页3.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量1 1磁感应强度和磁通磁感应强度和磁通 电磁力的大小就与磁感应强度（电磁
2、力的大小就与磁感应强度（B B）、电流）、电流（I I）、垂直于磁场的导体有效长度）、垂直于磁场的导体有效长度L L成正比，成正比，公式为公式为F F=BILBIL （3-13-1）磁通（磁通（）是一个反映一定区域磁场强弱、方）是一个反映一定区域磁场强弱、方向等状况的物理量。向等状况的物理量。=BSBS （3-23-2）本讲稿第四页，共一百一十二页图图图图3-2 3-2 载载载载流流流流导导导导体受体受体受体受电电电电磁力作用磁力作用磁力作用磁力作用本讲稿第五页，共一百一十二页 磁导率（磁导率（）是用来衡量物质导磁性能的物理）是用来衡量物质导磁性能的物理量。量。（3-33-3）（3-43-4）
3、2 2磁导率和磁场强度磁导率和磁场强度本讲稿第六页，共一百一十二页图图图图3-3 3-3 直直直直导导导导体周体周体周体周围围围围的磁的磁的磁的磁场场场场本讲稿第七页，共一百一十二页3.1.2 铁磁性材料铁磁性材料1 1铁磁性材料特点铁磁性材料特点（1 1）磁化曲线）磁化曲线高导磁性和磁饱和性高导磁性和磁饱和性图图图图3-4 B=f3-4 B=f（H H）磁化曲）磁化曲）磁化曲）磁化曲线线线线本讲稿第八页，共一百一十二页图图图图3-5 3-5 磁滞回磁滞回磁滞回磁滞回线线线线（2 2）磁滞回线）磁滞回线磁滞性磁滞性本讲稿第九页，共一百一十二页 按按照照铁铁磁磁性性材材料料磁磁滞滞回回线线的的形
4、形状状以以及及在在工工程程中中的的用用途途不不同同，铁铁磁磁性性材材料料可可分分为为3 3大大类类，即即软软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。磁材料、硬磁材料和矩磁材料。2 2铁磁性材料分类铁磁性材料分类本讲稿第十页，共一百一十二页图图图图3-6 3-6 铁铁铁铁磁性材料分磁性材料分磁性材料分磁性材料分类类类类本讲稿第十一页，共一百一十二页3.1.3 汽车中的霍尔元件汽车中的霍尔元件1 1霍尔效应和霍尔元件霍尔效应和霍尔元件图图图图3-7 3-7 霍霍霍霍尔尔尔尔效效效效应应应应本讲稿第十二页，共一百一十二页霍尔电压为霍尔电压为 （3-73-7）式中，式中，K KH H霍尔元件灵敏度，大小由霍尔元件
5、霍尔元件灵敏度，大小由霍尔元件的半导体材料及几何尺寸决定。的半导体材料及几何尺寸决定。本讲稿第十三页，共一百一十二页 图图3-83-8（c c）所所示示为为霍霍尔尔元元件件的的基基本本检检测测电电路路，实实际际应应用用中中可可以以把把激激励励电电流流（I I）或或磁磁感感应应强强度度（B B）作为输入信号进行检测。）作为输入信号进行检测。图图图图3-8 3-8 霍霍霍霍尔尔尔尔元件元件元件元件结结结结构及基本构及基本构及基本构及基本检测电检测电检测电检测电路路路路本讲稿第十四页，共一百一十二页 霍霍尔尔式式曲曲轴轴位位置置传传感感器器利利用用触触发发叶叶片片或或轮轮齿齿改改变变通通过过霍霍尔尔
6、元元件件的的磁磁感感应应强强度度（B B），从从而而使使霍霍尔尔元元件件产产生生脉脉冲冲的的霍霍尔尔电电压压信信号号，经经放放大大整整形后即为曲轴位置传感器的输出形后即为曲轴位置传感器的输出 信号。信号。2 2霍尔元件在汽车中的应用霍尔元件在汽车中的应用本讲稿第十五页，共一百一十二页图图图图3-9 3-9 霍霍霍霍尔尔尔尔式曲式曲式曲式曲轴轴轴轴位置位置位置位置传传传传感器感器感器感器11霍霍霍霍尔尔尔尔元件元件元件元件 22磁极磁极磁极磁极 33转转转转子叶片子叶片子叶片子叶片本讲稿第十六页，共一百一十二页3.2.1 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律3.2.2 磁路的基尔霍夫定律磁路的基尔霍夫定
7、律3.2.3 磁路定律在汽车中的应用磁路定律在汽车中的应用磁感应点火信号发生器磁感应点火信号发生器3.23.2磁路基本定律及其应用磁路基本定律及其应用本讲稿第十七页，共一百一十二页 一段磁路，设长为一段磁路，设长为l l，磁路截面积为，磁路截面积为S S，磁力，磁力线均匀分布于横截面上，可知线均匀分布于横截面上，可知 经变换，得磁通（经变换，得磁通（）为）为（3-83-8）3.2.1 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律本讲稿第十八页，共一百一十二页 式中，式中，U Um m磁路的磁位差，单位为安培（磁路的磁位差，单位为安培（A A），），U Um m=HlHl；R Rm m磁路的磁阻，单位为磁路的磁
8、阻，单位为1/1/亨（亨（1/H1/H），），。本讲稿第十九页，共一百一十二页3.2.2 磁路的基尔霍夫定律磁路的基尔霍夫定律1 1基尔霍夫磁通定律基尔霍夫磁通定律 写成一般形式为写成一般形式为 （3-93-9）本讲稿第二十页，共一百一十二页(HlHl)=()=(NINI)=()=(F F)（3-103-10）式中，式中，NINI磁路的磁动势（磁路的磁动势（F F），单位为安培（），单位为安培（A A）；）；HlHl磁位差磁位差U Um m。2 2基尔霍夫磁位差定律基尔霍夫磁位差定律本讲稿第二十一页，共一百一十二页图图图图3-11 3-11 基基基基尔尔尔尔霍夫磁位差定律霍夫磁位差定律霍夫磁位
9、差定律霍夫磁位差定律本讲稿第二十二页，共一百一十二页 【例例3-13-1】图图3-123-12所所示示为为一一无无分分支支磁磁路路，磁磁路路中中磁磁通通为为顺顺时时针针方方向向，试试对对磁磁路路进进行行分分段段，并并写出该磁路的磁位差平衡式。写出该磁路的磁位差平衡式。图图图图3-12 3-12 无分支磁路无分支磁路无分支磁路无分支磁路本讲稿第二十三页，共一百一十二页表表表表3-13-1磁路与磁路与磁路与磁路与电电电电路路路路对对对对照表照表照表照表磁 路电 路磁通（）电流（I）磁位差（Um）电压（U）磁动势（F）电动势（E）磁阻Rm=l/S电阻R=l/rS磁导率（）电导率（r）欧姆定律=Um/
10、Rm欧姆定律 I=U/R基尔霍夫定律=0Hl=NI基尔霍夫定律I=0IR=U本讲稿第二十四页，共一百一十二页 汽车点火系统的作用是为汽油发动机汽缸内汽车点火系统的作用是为汽油发动机汽缸内已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花，使已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花，使发动机能及时、迅速地燃烧做功。发动机能及时、迅速地燃烧做功。点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，均应保证可靠而准确地点火。均应保证可靠而准确地点火。3.2.3 磁路定律在汽车中的应用磁路定律在汽车中的应用磁感磁感应点火信号发生器应点火信号发生器本讲稿第二十五页，共一百一十二页图图图图3
11、-13 3-13 磁感磁感磁感磁感应应应应式点火信号式点火信号式点火信号式点火信号发发发发生器生器生器生器11信号信号信号信号转转转转子子子子 22永久磁永久磁永久磁永久磁铁铁铁铁 33铁铁铁铁芯芯芯芯44磁通磁通磁通磁通 55传传传传感感感感线线线线圈圈圈圈 66空气隙空气隙空气隙空气隙本讲稿第二十六页，共一百一十二页图图图图3-14 3-14 信号信号信号信号转转转转子旋子旋子旋子旋转转转转的的的的3 3个不同状个不同状个不同状个不同状态态态态11信号信号信号信号转转转转子子子子 22传传传传感感感感线线线线圈圈圈圈 33铁铁铁铁芯芯芯芯 44永久磁永久磁永久磁永久磁铁铁铁铁 如图如图3-
12、143-14所示，通过对信号转子旋转的所示，通过对信号转子旋转的3 3个个不同状态的分析，得到传感线圈中磁通和感应电不同状态的分析，得到传感线圈中磁通和感应电动势的波形变化如图动势的波形变化如图3-153-15所示。所示。本讲稿第二十七页，共一百一十二页3.33.3铁芯线圈和电磁铁铁芯线圈和电磁铁3.3.1 铁芯线圈的交流电路分析铁芯线圈的交流电路分析3.3.2 铁芯线圈的功率损耗铁芯线圈的功率损耗3.3.3 电磁铁电磁铁本讲稿第二十八页，共一百一十二页根据基尔霍夫定律得根据基尔霍夫定律得 （3-143-14）3.3.1 铁芯线圈的交流电路分析铁芯线圈的交流电路分析图图图图3-16 3-16
13、铁铁铁铁芯芯芯芯线线线线圈圈圈圈电电电电路路路路本讲稿第二十九页，共一百一十二页 式中，铜耗式中，铜耗 ，它与电流的平方，它与电流的平方成正比。成正比。铁耗包含两部分损耗铁耗包含两部分损耗磁滞损耗（磁滞损耗（p ph h）和涡）和涡流损耗（流损耗（p pe e）。）。3.3.2 铁芯线圈的功率损耗铁芯线圈的功率损耗本讲稿第三十页，共一百一十二页（3-183-18）（1 1）磁滞损耗）磁滞损耗 铁铁芯芯既既能能导导磁磁，也也能能导导电电，因因此此当当磁磁通通交交变变时时，在在铁铁芯芯截截面面中中产产生生感感应应电电动动势势，继继而而产产生漩涡状的感应电流，称之为涡流。生漩涡状的感应电流，称之为涡
14、流。涡涡流流是是电电磁磁感感应应的的一一种种特特殊殊形形式式，如如图图3-173-17所示。所示。（2 2）涡流损耗）涡流损耗本讲稿第三十一页，共一百一十二页图图图图3-17 3-17 涡涡涡涡流流流流本讲稿第三十二页，共一百一十二页图图图图3-18 =f3-18 =f（i i）曲）曲）曲）曲线线线线本讲稿第三十三页，共一百一十二页图图图图3-19 3-19 电电电电磁磁磁磁铁铁铁铁的的的的结结结结构构构构11铁铁铁铁芯芯芯芯 22线线线线圈圈圈圈 33衔铁衔铁衔铁衔铁本讲稿第三十四页，共一百一十二页 根据电磁铁线圈中所通过的电流不同，可分根据电磁铁线圈中所通过的电流不同，可分为直流电磁铁和交
15、流电磁铁两大类。为直流电磁铁和交流电磁铁两大类。3.3.3 电磁铁电磁铁1 1直流电磁铁直流电磁铁直流电磁铁的励磁电流是直流。直流电磁铁的励磁电流是直流。F F=4 4B B0 02 2S S10105 5 （3-213-21）本讲稿第三十五页，共一百一十二页F Favav=2B=2Bm m2 2SS10105 5 （3-223-22）2 2交流电磁铁交流电磁铁 由于交流电磁铁的吸力随时间在由于交流电磁铁的吸力随时间在0 0与最大值之间与最大值之间变化，因而衔铁要发生震动而引起噪声。变化，因而衔铁要发生震动而引起噪声。为改善电磁铁工作时的震动和噪声现象，可以为改善电磁铁工作时的震动和噪声现象，
16、可以在铁芯的局部端面上嵌装一个短路环，又称分磁环，在铁芯的局部端面上嵌装一个短路环，又称分磁环，如图如图3-203-20所示。所示。本讲稿第三十六页，共一百一十二页图图图图3-20 3-20 交流交流交流交流电电电电磁磁磁磁铁铁铁铁的短路的短路的短路的短路环环环环本讲稿第三十七页，共一百一十二页表表表表3-23-2直流直流直流直流电电电电磁磁磁磁铁铁铁铁和交流和交流和交流和交流电电电电磁磁磁磁铁铁铁铁的比的比的比的比较较较较电磁铁铁芯结构吸合过程吸合后吸合不好时直流电磁铁整块软钢制成，无短路环电流不变，吸力变大，磁阻变小无震动线圈不会过热交流电磁铁硅钢片叠成，有短路环吸力不变，电流变小，磁阻变
17、小有震动线圈会过热，可能烧坏本讲稿第三十八页，共一百一十二页 图图3-213-21所示为汽车电控燃油喷射系统中的喷所示为汽车电控燃油喷射系统中的喷油器，其中电磁铁中的衔铁与针阀是一体的，喷油器，其中电磁铁中的衔铁与针阀是一体的，喷油器就是采用电磁铁的电磁吸力来打开或关闭燃油器就是采用电磁铁的电磁吸力来打开或关闭燃油计柱塞，从而控制喷油器的喷油量。油计柱塞，从而控制喷油器的喷油量。本讲稿第三十九页，共一百一十二页图图图图3-21 3-21 汽汽汽汽车电车电车电车电控燃油控燃油控燃油控燃油喷喷喷喷射系射系射系射系统统统统中的中的中的中的喷喷喷喷油器油器油器油器本讲稿第四十页，共一百一十二页图图图图
18、3-22 3-22 开关式开关式开关式开关式电电电电磁磁磁磁阀阀阀阀11计计计计算机算机算机算机 22铁铁铁铁芯芯芯芯线线线线圈圈圈圈 33衔铁衔铁衔铁衔铁 44阀阀阀阀球球球球 55泄油孔泄油孔泄油孔泄油孔 66主油道主油道主油道主油道 77控制油道控制油道控制油道控制油道本讲稿第四十一页，共一百一十二页3.43.4变压器变压器3.4.1 单相变压器的基本结构单相变压器的基本结构3.4.2 单相变压器的工作原理单相变压器的工作原理3.4.3 仪表用互感器仪表用互感器3.4.4 变压器技术参数变压器技术参数本讲稿第四十二页，共一百一十二页 变变压压器器是是将将一一种种等等级级的的交交流流电电压
19、压变变换换成成频频率率相相同的另一种等级的交流电压的静止电气设备。同的另一种等级的交流电压的静止电气设备。本讲稿第四十三页，共一百一十二页3.4.1 单相变压器的基本结构单相变压器的基本结构图图图图3-23 3-23 单单单单相相相相变压变压变压变压器器器器结结结结构构构构本讲稿第四十四页，共一百一十二页 铁芯构成了变压器的磁路，使绕组之间实现铁芯构成了变压器的磁路，使绕组之间实现电磁耦合。电磁耦合。为了提高铁芯导磁性能，减少铁芯损耗，为了提高铁芯导磁性能，减少铁芯损耗，铁芯通常采用厚度为铁芯通常采用厚度为0.350.350.5mm0.5mm且表面涂有绝缘且表面涂有绝缘漆的硅钢片交错叠装而成。
20、漆的硅钢片交错叠装而成。1 1铁芯铁芯本讲稿第四十五页，共一百一十二页 绕组构成变压器的电路，与电源相连接的绕组绕组构成变压器的电路，与电源相连接的绕组称为一次侧绕组或初级绕组，与负载相连的绕组称称为一次侧绕组或初级绕组，与负载相连的绕组称为二次侧绕组或次级绕组。为二次侧绕组或次级绕组。根据两侧绕组匝数的不同，也可将匝数多的称根据两侧绕组匝数的不同，也可将匝数多的称为高压绕组，匝数少的称为低压绕组。为高压绕组，匝数少的称为低压绕组。单相小容量变压器的绕组多用高强度漆包单相小容量变压器的绕组多用高强度漆包线绕制。线绕制。为了降低绕组和铁芯间的绝缘要求，一般高压为了降低绕组和铁芯间的绝缘要求，一般
21、高压绕组同心地套在低压绕组的外面。绕组同心地套在低压绕组的外面。2 2绕组绕组本讲稿第四十六页，共一百一十二页3.4.2 单相变压器的工作原理单相变压器的工作原理1 1变压器的空载运行变压器的空载运行电压变换电压变换 图图3-243-24所示为单相变压器的空载运行示意图。所示为单相变压器的空载运行示意图。图中标注了各物理量的参考方向。图中标注了各物理量的参考方向。一一次次侧侧绕绕组组接接额额定定电电压压为为U UN1N1的的交交流流电电源源，二二次侧绕组处于开路状态，称为变压器的空载运行。次侧绕组处于开路状态，称为变压器的空载运行。本讲稿第四十七页，共一百一十二页图图图图3-24 3-24 单
22、单单单相相相相变压变压变压变压器的空器的空器的空器的空载载载载运行示意运行示意运行示意运行示意图图图图本讲稿第四十八页，共一百一十二页 图图3-263-26所示为单相变压器的负载运行示意图。所示为单相变压器的负载运行示意图。图中标注了各物理量的参考方向。图中标注了各物理量的参考方向。一次侧绕组接额定电压为一次侧绕组接额定电压为U UN1N1的交流电源，二的交流电源，二次侧绕组与负载相连接时，称为变压器的负载次侧绕组与负载相连接时，称为变压器的负载运行。运行。2 2变压器的负载运行变压器的负载运行电流变换电流变换本讲稿第四十九页，共一百一十二页 图图图图3-25 3-25 变压变压变压变压器器器
23、器绕组绕组绕组绕组的同名端的同名端的同名端的同名端 本讲稿第五十页，共一百一十二页图图图图3-26 3-26 单单单单相相相相变压变压变压变压器的器的器的器的负载负载负载负载运行示意运行示意运行示意运行示意图图图图本讲稿第五十一页，共一百一十二页 变变压压器器除除了了可可以以变变换换电电压压、电电流流之之外外，还还可可以以变变换换负负载载阻阻抗抗，从从而而实实现现阻阻抗抗匹匹配配。如如图图3-273-27所示。所示。3 3变压器的阻抗变换变压器的阻抗变换图图图图3-27 3-27 变压变压变压变压器的阻抗器的阻抗器的阻抗器的阻抗变换变换变换变换本讲稿第五十二页，共一百一十二页 变压器在传递能量
24、时存在损耗，包括铜耗和变压器在传递能量时存在损耗，包括铜耗和铁耗。铁耗。铜耗（铜耗（p pCuCu）为一、二次侧绕组电阻产生的）为一、二次侧绕组电阻产生的损耗，大小为损耗，大小为（3-323-32）它随负载电流的变化而变化，因此称铜耗它随负载电流的变化而变化，因此称铜耗（p pCuCu）为可变损耗。）为可变损耗。4 4变压器的损耗与效率变压器的损耗与效率本讲稿第五十三页，共一百一十二页图图图图3-28 3-28 变压变压变压变压器效率特性曲器效率特性曲器效率特性曲器效率特性曲线线线线本讲稿第五十四页，共一百一十二页3.4.3 仪表用互感器仪表用互感器1 1电压互感器电压互感器图图图图3-29
25、3-29 电压电压电压电压互感器的外形和原理互感器的外形和原理互感器的外形和原理互感器的外形和原理图图图图本讲稿第五十五页，共一百一十二页图图图图3-30 3-30 电电电电流互感器的外形和原理流互感器的外形和原理流互感器的外形和原理流互感器的外形和原理图图图图2 2电流互感器电流互感器本讲稿第五十六页，共一百一十二页3.4.4 变压器技术参数变压器技术参数1 1额定电压（额定电压（UN1UN1、UN2UN2）额额定定电电压压是是根根据据变变压压器器的的绝绝缘缘强强度度和和允允许许温温升而规定的电压值，单位为升而规定的电压值，单位为V V或或kVkV。本讲稿第五十七页，共一百一十二页 额额定定
26、电电流流是是根根据据变变压压器器允允许许温温升升而而规规定定的的电电流流值值，单位为，单位为A A或或kAkA。2 2额定电流（额定电流（IN1IN1、IN2IN2）本讲稿第五十八页，共一百一十二页 变压器额定容量是指在额定电压和额定电流变压器额定容量是指在额定电压和额定电流情况下，其输出的额定视在功率。情况下，其输出的额定视在功率。单相变压器为单相变压器为（3-363-36）三相变压器为三相变压器为S SN=N=（3-373-37）3 3额定容量（额定容量（SNSN）本讲稿第五十九页，共一百一十二页 我我国国规规定定标标准准工工频频频频率率为为50Hz50Hz，有有些些国国家家则则规定为规定
27、为60Hz60Hz，使用时应注意。，使用时应注意。改改变变使使用用频频率率会会导导致致变变压压器器某某些些电电磁磁参参数数（如磁通等）发生变化，影响其正常工作。（如磁通等）发生变化，影响其正常工作。4 4额定频率（额定频率（f f）本讲稿第六十页，共一百一十二页 【例例3-23-2】有一台单相变压器，有一台单相变压器，SNSN=10kVA10kVA，UN1/UN2UN1/UN2=380V/220V380V/220V。（1 1）若在二次侧接上）若在二次侧接上40W40W，220V220V的白炽灯最多的白炽灯最多可接多少盏？可接多少盏？试计算此时变压器一次侧、二次侧工作电流。试计算此时变压器一次侧
28、、二次侧工作电流。（2 2）若在二次侧接上）若在二次侧接上coscos=0.460.46，UNUN=220V220V，PNPN=40W40W的日光灯（设每灯含有镇的日光灯（设每灯含有镇流器的功耗流器的功耗7W7W），问最多可接多少盏？），问最多可接多少盏？本讲稿第六十一页，共一百一十二页本讲稿第六十二页，共一百一十二页3.5.1 汽车电路的特点汽车电路的特点3.5.2 继电器继电器3.5.3 汽车继电器电路分析汽车继电器电路分析3.5 3.5 汽车继电器电路分析汽车继电器电路分析本讲稿第六十三页，共一百一十二页3.5.1 汽车电路的特点汽车电路的特点1 1直流低压直流低压 汽汽车车中中电电源源
29、有有两两类类，一一类类是是蓄蓄电电池池，另另一一类类是是交交流流发发电电机机及及其其整整流流电电路路，它它们们都都是是直直流流低低压压电源。电源。本讲稿第六十四页，共一百一十二页 蓄蓄电电池池正正极极线线直直接接与与各各用用电电设设备备连连接接，蓄蓄电电池池负负极极线线直直接接搭搭在在车车架架金金属属机机件件上上，这这种种负负极极线线与与车车体体相相连连接接的的方方式式就就称称为为搭搭铁铁，也也称称为为接接地地或或接铁。接铁。2 2负极搭铁负极搭铁本讲稿第六十五页，共一百一十二页图图图图3-32 3-32 汽汽汽汽车电电车电电车电电车电电路特点分析（制路特点分析（制路特点分析（制路特点分析（制
30、动动动动灯灯灯灯监视电监视电监视电监视电路）路）路）路）11熔断器熔断器熔断器熔断器 22制制制制动动动动踏板踏板踏板踏板 33制制制制动动动动灯开关灯开关灯开关灯开关 44干簧管干簧管干簧管干簧管继电继电继电继电器器器器55监视监视监视监视指示灯指示灯指示灯指示灯 66制制制制动动动动灯灯灯灯本讲稿第六十六页，共一百一十二页 电电源源到到用用电电设设备备只只用用一一根根导导线线连连接接，用用电电设设备的另一端也就近搭铁。备的另一端也就近搭铁。3 3单线并联单线并联本讲稿第六十七页，共一百一十二页3.5.2 继电器继电器1 1电磁式继电器电磁式继电器 电电磁磁式式继继电电器器通通常常用用来来传
31、传递递信信号号和和同同时时控控制制多个电路，也可直接用它来控制电气执行元件。多个电路，也可直接用它来控制电气执行元件。本讲稿第六十八页，共一百一十二页 蓄蓄电电池池正正极极线线直直接接与与各各用用电电设设备备连连接接，蓄蓄电电池池负负极极线线直直接接搭搭在在车车架架金金属属机机件件上上，这这种种负负极极线线与与车车体相连接的方式就称为搭铁，也称为接地或接铁。体相连接的方式就称为搭铁，也称为接地或接铁。2 2负极搭铁负极搭铁本讲稿第六十九页，共一百一十二页 图图图图3-33 3-33 常用常用常用常用电电电电磁式磁式磁式磁式继电继电继电继电器的器的器的器的图图图图形符号形符号形符号形符号 本讲稿
32、第七十页，共一百一十二页图图图图3-34 3-34 几种常几种常几种常几种常见见见见插接式插接式插接式插接式继电继电继电继电器的外形示意器的外形示意器的外形示意器的外形示意图图图图本讲稿第七十一页，共一百一十二页 在在图图3-353-35（c c）中中继继电电器器线线圈圈得得电电，动动合合触触点点（87-88a87-88a）闭闭合合，动动断断触触点点（87-87a87-87a）断断开开。图图3-323-32（b b）、（d d）中中的的二二极极管管和和电电阻阻都都是是起起保保护继电器作用。护继电器作用。本讲稿第七十二页，共一百一十二页图图图图3-35 3-35 几种常几种常几种常几种常见见见见
33、插接插接插接插接继电继电继电继电器的内部器的内部器的内部器的内部结结结结构及插座插脚布置构及插座插脚布置构及插座插脚布置构及插座插脚布置图图图图本讲稿第七十三页，共一百一十二页图图图图3-36 3-36 干簧式干簧式干簧式干簧式继电继电继电继电器外形、器外形、器外形、器外形、图图图图形符号及工作原理形符号及工作原理形符号及工作原理形符号及工作原理本讲稿第七十四页，共一百一十二页3.5.3 汽车继电器电路分析汽车继电器电路分析1 1扬声器继电器电路扬声器继电器电路图图图图3-37 3-37 汽汽汽汽车扬车扬车扬车扬声器声器声器声器继电继电继电继电器器器器电电电电路路路路11触点臂触点臂触点臂触点
34、臂 22线线线线圈圈圈圈 33按按按按钮钮钮钮 44触点触点触点触点 55支架支架支架支架 66扬扬扬扬声器声器声器声器 77蓄蓄蓄蓄电电电电池池池池本讲稿第七十五页，共一百一十二页图图图图3-38 3-38 单线单线单线单线圈式蓄圈式蓄圈式蓄圈式蓄电电电电池池池池继电继电继电继电器器器器结结结结构示意构示意构示意构示意图图图图11回位回位回位回位弹弹弹弹簧簧簧簧 22动动动动触点触点触点触点 33静触点静触点静触点静触点 44励磁励磁励磁励磁线线线线圈圈圈圈 55动铁动铁动铁动铁芯芯芯芯 66静静静静铁铁铁铁芯芯芯芯 2 2蓄电池继电器电路蓄电池继电器电路 电电磁磁式式电电源源总总开开关关亦
35、亦称称蓄蓄电电池池继继电电器器。其其结结构构有单线圈式和双线圈式两种。有单线圈式和双线圈式两种。本讲稿第七十六页，共一百一十二页 图图图图3-39 3-39 单线单线单线单线圈式蓄圈式蓄圈式蓄圈式蓄电电电电池池池池继电继电继电继电器控制器控制器控制器控制电电电电路路路路11主触点主触点主触点主触点 22单线单线单线单线圈式圈式圈式圈式电电电电源开关源开关源开关源开关 33蓄蓄蓄蓄电电电电池池池池 44开关开关开关开关 55线线线线圈圈圈圈本讲稿第七十七页，共一百一十二页 图图图图3-40 3-40 双双双双线线线线圈式蓄圈式蓄圈式蓄圈式蓄电电电电池池池池继电继电继电继电器器器器结结结结构示意构
36、示意构示意构示意图图图图11弹弹弹弹簧簧簧簧 22切切切切换拨换拨换拨换拨片片片片 33动动动动触点触点触点触点 44动动动动断触点断触点断触点断触点 55静触点静触点静触点静触点 66吸拉吸拉吸拉吸拉线线线线圈圈圈圈 77保位保位保位保位线线线线圈圈圈圈 88动铁动铁动铁动铁芯芯芯芯 99静静静静铁铁铁铁芯芯芯芯本讲稿第七十八页，共一百一十二页图图图图3-41 3-41 双双双双线线线线圈式蓄圈式蓄圈式蓄圈式蓄电电电电池池池池继电继电继电继电器控制器控制器控制器控制电电电电路路路路11主触点主触点主触点主触点 22续续续续流二极管流二极管流二极管流二极管 33蓄蓄蓄蓄电电电电池池池池 44开
37、关开关开关开关 55吸拉吸拉吸拉吸拉线线线线圈圈圈圈 66动动动动断触点断触点断触点断触点 77保位保位保位保位线线线线圈圈圈圈本讲稿第七十九页，共一百一十二页3.63.6汽车点火线圈和传统点火系统汽车点火线圈和传统点火系统工作过程工作过程3.6.1 点火线圈点火线圈3.6.2 传统点火系统传统点火系统本讲稿第八十页，共一百一十二页3.6.1 点火线圈点火线圈1 1点火线圈的分类点火线圈的分类 点点火火线线圈圈按按冷冷却却方方式式不不同同分分为为沥沥青青式式、油油浸浸式式和和气气冷冷式式；按按有有无无附附加加电电阻阻可可分分为为带带附附加加电电阻阻型型和和不不带带附附加加电电阻阻型型；按按接接
38、线线柱柱的的多多少少可可分分为为两两接接柱柱式式和和三三接接柱柱式式；按按铁铁芯芯形形状状不不同同可可分分为为开开磁磁路路式式和和闭闭磁磁路路式式；按按功功能能差差异异可可分分为为普普通通型型和和高高能型。能型。本讲稿第八十一页，共一百一十二页 点点火火线线圈圈的的内内部部结结构构如如图图3-473-47所所示示，主主要要由由铁铁芯芯、一一次次侧侧与与二二次次侧侧绕绕组组、壳壳体体及及附附加加电电阻阻等组成。等组成。2 2传统点火线圈传统点火线圈开磁路点火线圈开磁路点火线圈本讲稿第八十二页，共一百一十二页图图图图3-47 3-47 点火点火点火点火线线线线圈的内部圈的内部圈的内部圈的内部结结结
39、结构构构构11绝缘绝缘绝缘绝缘座座座座 22铁铁铁铁芯芯芯芯 33二次二次二次二次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组 44一次一次一次一次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组 55导导导导磁磁磁磁钢钢钢钢套套套套 66外壳外壳外壳外壳 77接接接接线线线线柱（接断路器）柱（接断路器）柱（接断路器）柱（接断路器）88胶木盖胶木盖胶木盖胶木盖 99高高高高压线压线压线压线接接接接头头头头 1010接接接接线线线线柱（接附加柱（接附加柱（接附加柱（接附加电电电电阻及短路开关）阻及短路开关）阻及短路开关）阻及短路开关）1111接接接接线线线线柱（接柱（接柱（接柱（接电电电电源、附加源、附加源、附加源、附加电电电电阻及短路开
40、关）阻及短路开关）阻及短路开关）阻及短路开关）1212附加附加附加附加电电电电阻阻阻阻本讲稿第八十三页，共一百一十二页图图图图3-48 3-48 开磁路点火开磁路点火开磁路点火开磁路点火线线线线圈的磁路圈的磁路圈的磁路圈的磁路 11磁力磁力磁力磁力线线线线 22铁铁铁铁芯芯芯芯 33一次一次一次一次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组44二次二次二次二次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组 55导导导导磁磁磁磁钢钢钢钢片片片片3 3闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈本讲稿第八十四页，共一百一十二页 图图图图3-49 3-49 闭闭闭闭磁路点火磁路点火磁路点火磁路点火线线线线圈圈圈圈11铁铁铁铁芯芯芯芯 22一次一次一次一次
41、侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组接接接接线线线线柱柱柱柱 33二次二次二次二次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组接接接接线线线线柱柱柱柱44一次一次一次一次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组 55二次二次二次二次侧绕组侧绕组侧绕组侧绕组 66空气隙空气隙空气隙空气隙本讲稿第八十五页，共一百一十二页图图图图3-50 3-50 两种点火两种点火两种点火两种点火线线线线圈圈圈圈变换变换变换变换效率的比效率的比效率的比效率的比较较较较11开磁路开磁路开磁路开磁路线线线线圈圈圈圈 22闭闭闭闭磁路磁路磁路磁路线线线线圈圈圈圈本讲稿第八十六页，共一百一十二页点火线圈规格Rt/L1/mHR2/kL2/H开磁路线圈1.46.110.25
42、5闭磁路线圈1.46.56.66.4本讲稿第八十七页，共一百一十二页3.6.2 传统点火系统传统点火系统1 1传统点火系统的基本组成传统点火系统的基本组成 传统点火系统组成示意图如图传统点火系统组成示意图如图3-513-51所示，主所示，主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器（包要由电源、点火开关、点火线圈、分电器（包括配电器和断电器）、火花塞等组成。括配电器和断电器）、火花塞等组成。本讲稿第八十八页，共一百一十二页图图图图3-51 3-51 传统传统传统传统点火系点火系点火系点火系统组统组统组统组成示意成示意成示意成示意图图图图11点火开关点火开关点火开关点火开关 22电电电电流表流表流表流
43、表 33蓄蓄蓄蓄电电电电池池池池 44起起起起动动动动机机机机55高高高高压导线压导线压导线压导线 66阻尼阻尼阻尼阻尼电电电电阻阻阻阻 77火花塞火花塞火花塞火花塞 88断断断断电电电电器器器器99电电电电容器容器容器容器 1010点火点火点火点火线线线线圈圈圈圈 1111附加附加附加附加电电电电阻阻阻阻 1212配配配配电电电电器器器器本讲稿第八十九页，共一百一十二页（1 1）电源）电源 电源为蓄电池和发电机，供给点火系统所需电源为蓄电池和发电机，供给点火系统所需电能，一般电压为电能，一般电压为12V12V。（2 2）点火开关）点火开关 点火开关的作用是接通或断开点火系统一次点火开关的作用
44、是接通或断开点火系统一次侧电路。侧电路。（3 3）点火线圈）点火线圈 点火线圈就是一个升压变压器。点火线圈就是一个升压变压器。本讲稿第九十页，共一百一十二页（4 4）分电器）分电器 分电器包括配电器和断电器，作用是接通和分电器包括配电器和断电器，作用是接通和切断低压电路，使点火线圈及时产生高压电，按切断低压电路，使点火线圈及时产生高压电，按发动机各汽缸的点火顺序送至火花塞。发动机各汽缸的点火顺序送至火花塞。（5 5）电容器）电容器 电容器与断路器触点并联，用来减小断路器电容器与断路器触点并联，用来减小断路器触点断开时的火花，延长触点的使用寿命，提高触点断开时的火花，延长触点的使用寿命，提高点火
45、线圈的高电压。点火线圈的高电压。本讲稿第九十一页，共一百一十二页 传统点火系统是基于电磁感应原理进行工作的。传统点火系统是基于电磁感应原理进行工作的。它把蓄电池或发电机的它把蓄电池或发电机的12V12V低压电转变为低压电转变为151520kV20kV的高压电，同时按一定规律送入各缸火花的高压电，同时按一定规律送入各缸火花塞，经过火花塞电极间火花放电点燃混合气。塞，经过火花塞电极间火花放电点燃混合气。2 2传统点火系统的工作原理传统点火系统的工作原理本讲稿第九十二页，共一百一十二页（1 1）断电器触点闭合，一次侧绕组电流按指）断电器触点闭合，一次侧绕组电流按指数规律增长数规律增长图图图图3-52
46、 3-52 传统传统传统传统点火系点火系点火系点火系统统统统的工作的工作的工作的工作过过过过程程程程本讲稿第九十三页，共一百一十二页（2 2）断电器触点打开，二次侧绕组产生高电压）断电器触点打开，二次侧绕组产生高电压图图图图3-53 3-53 传统传统传统传统点火系点火系点火系点火系统统统统工作工作工作工作过过过过程波形程波形程波形程波形图图图图（3 3）火花塞电极间火花放电）火花塞电极间火花放电本讲稿第九十四页，共一百一十二页习 题 1 1铁磁性材料有哪些特点？铁磁性材料有哪些特点？2 2什么是铁磁性材料的磁滞性？它是如什么是铁磁性材料的磁滞性？它是如何形成的？何形成的？3 3简述磁路的欧姆
47、定律，其中磁路磁阻与简述磁路的欧姆定律，其中磁路磁阻与哪些参数有关。哪些参数有关。4 4简述磁路的基尔霍夫定律。简述磁路的基尔霍夫定律。5 5为什么交流铁芯线圈在超过它的额定电为什么交流铁芯线圈在超过它的额定电压并不多的情况下工作时，线圈往往就烧坏了？压并不多的情况下工作时，线圈往往就烧坏了？本讲稿第九十五页，共一百一十二页 6 6直流电磁铁与交流电磁铁有什么不同？试直流电磁铁与交流电磁铁有什么不同？试比较。比较。7 7为什么变压器的铁芯要用硅钢片叠成？能否为什么变压器的铁芯要用硅钢片叠成？能否采用整块的铁芯？为什么？采用整块的铁芯？为什么？8 8额定电压为额定电压为220V/110V220V
48、/110V的单相变压器，的单相变压器，如果不慎将低压端接到如果不慎将低压端接到220V220V电源上行不行？后电源上行不行？后果怎样？空载电流有何变化？果怎样？空载电流有何变化？本讲稿第九十六页，共一百一十二页 9 9有一单相安全变压器，一、二次侧的额定有一单相安全变压器，一、二次侧的额定电压为电压为220V/36V220V/36V，额定容量为，额定容量为2kVA2kVA，求：，求：（1 1）一、二次侧的额定电流；）一、二次侧的额定电流；（2 2）当一次侧加额定电压后，一、二次）当一次侧加额定电压后，一、二次侧绕组中是否在任何负载下电流为额定值；侧绕组中是否在任何负载下电流为额定值；（3 3）
49、如果在二次侧接）如果在二次侧接36V36V、100W100W的白炽灯的白炽灯2020盏，求此时一次侧的电流；若电灯减少至盏，求此时一次侧的电流；若电灯减少至2 2盏时，盏时，再求一次侧电流；在上述两种情况下所算得的一次再求一次侧电流；在上述两种情况下所算得的一次侧电流哪一种情况比较准确，为什么？侧电流哪一种情况比较准确，为什么？本讲稿第九十七页，共一百一十二页自测题一、填空题一、填空题 1 1无分支磁路的线圈接于直流电源上，如果无分支磁路的线圈接于直流电源上，如果将磁路气隙增大（指长度增加），则磁通将会减小。将磁路气隙增大（指长度增加），则磁通将会减小。（）2 2一段材料的磁阻与它的磁导率成正
50、比。一段材料的磁阻与它的磁导率成正比。（）3 3空气隙的磁阻远远大于同样长度、同样截空气隙的磁阻远远大于同样长度、同样截面的铁磁性材料的磁阻。面的铁磁性材料的磁阻。（）本讲稿第九十八页，共一百一十二页 4 4交流铁芯线圈，已工作在接近磁化曲线的交流铁芯线圈，已工作在接近磁化曲线的饱和段，如将电压提高一倍，则电流将会大大增饱和段，如将电压提高一倍，则电流将会大大增加（远远超过一倍）。加（远远超过一倍）。（）5 5变压器只能用于直流电源供电的电路。变压器只能用于直流电源供电的电路。（）6 6从空载到负载运行过程中，变压器主从空载到负载运行过程中，变压器主磁通基本不变。磁通基本不变。（）7 7对于一