雨刮电机高低速原理

03-30

现在的雨刮电机绝大部分是三刷式的(三个电刷),排列方式如图:

三个电刷安装一定角度排列。主碳刷与电源相连,对应(180度)的就是低速碳刷,与相差(120度左右)的是高速电刷。

为什么有一定角度都就实现了高低速运转呢?

先分析一下下面的图。

首先先给线圈供电,电流方向如图所示,电机开始运转(电磁原理,这里不详细讨论),与此同时旋转中,线圈会产生反电动势,随着转速提高反电动势也在提高,当电枢电流产生的电磁力矩与运转阻力矩平衡时,电枢的转速不再上升而趋于稳定。为了方便理解电机转子线圈,把线圈假设成直线圈。

上图现在处于低速档位,图上的N、S代表永磁体的两个极,红色箭头代表供电电流方向,蓝色箭头代表反电动势方向。
a.直流电动机旋转时,在电枢绕组内同时还产生反电动势,其方向与电枢电流的方向相反
b. 当电枢通电后转速逐渐上升时,其绕组内同时产生一个反电动势,方向与电枢电流方向相反
c. 电枢转速上升时,反电动势也相应上升,当电枢电流产生的电磁力矩与运转阻力矩平衡时,电枢的转速不再上升而趋于稳定。
详细的解释:

d.由于运转阻力矩一定时,电枢稳定运转所需要的电枢电流一定,对应的电枢绕组反向电动势的高低就一定。
e.电枢绕组反向电动势与转速和正、负电刷之间串联的电枢线圈个数的乘积成正比。
当开关打到低速档时。如下图。

从上图可以看出,绕组1、2、3、4、8在同一之路中,其中绕组8与绕组1、2、3、4的反向电动势方向相反,相互抵消后,每条支路变为3个绕组。由于电机内部的磁场方向和电枢的旋转方向没有什么变化,所有各绕组内反电动势的方向与低速时相同,但外加电压只需平衡3个绕组所产生的反电动势,因此电机转速增高。
单从上面一个方向考虑是不完善的。这是个并联电路,电源作用在偏置电刷端子时,一个支路电阻增大,另一支路电阻减小,电阻小的电流会增大,也是其中的一方面原因。结论是没有问题的:相对位置的是低速,不相对的是高速。东西已经出来了,对他进行特性分析也是一门学问,能力有限只能理解到这里了。
大家思考:
1、 为什么揽胜L322雨刮电路还在里面并联二极管,其主要作用是什么?

2、为什么低速运转时,高速有更高的电压和电流?同样低速运转时高速端子会有更高的电压和电流。
注意:目前很多车型发展是模块控制,控制单元与电机通过4根线相连,低速线、高速线、复位线、搭铁,低速和高速直接控制继电器,继电器再电机供电。一般继电器必须是5脚的,否则无法实现电机停止时,电机两端搭铁,电机快速放电,电机制动(如下图),不是这样的电机不能里面停下,会延续一点的距离,当出现这个故障的时候,把这个问题考虑进去。

总结于2014年3月5日

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来源:智能汽车网
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