雨刮电机自动复位原理

雨刮品质部培训资料2015.04.16浙江胜华波电器股份有限公司上海分公司报告部门质量部培训内容：雨刮电机自动复位原理一、三刷永磁电机的结构二、电机的变速原理三、前电机自动复位原理四、后电机自动复位原理1.三刷永磁电机结构1.1结构：三刷永磁电机因带有3个电刷而得名。由永久磁铁（磁极、磁瓦）、电枢（转子）、3个电刷、机壳、及驱动盖板（与减速箱体连为一体）。1.2磁极（磁瓦）一般为铁氧体材料制成的永久磁铁，数量为一对。电刷C为高速电刷，亦称为第三电刷，它与电刷B（低速碳刷）的夹角为30度或60度。搭铁电刷A（负极碳刷）可以直接搭铁，也可以经雨刮器开关搭铁。（SHB电机为60度夹角）2.变速原理2.1:三刷永磁电机是利用三个电刷在电路中改变正、负电刷之间串连的线圈数目而实现变速的.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。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。f.电枢绕组反向电动势一定时,转速和正、负电刷之间串联的电枢线圈个数成反比。2.2:反电动势是指与电源的电动势方向相反的电动势。计算方式,设线圈的(横切)面积为S,角速度(转速)为w,线圈匝数n,磁场强度为B,其公式为E=nBSw外加电源电压(U.)=E+电压降(U)那么角速度(转速)W=(U.-U)/nBS其中线圈的(横切)面积S、磁场强度B、外加电源电压U.恒定不变,线圈有效匝数n越少,角速度W越大即电机转速越快.2.3:低速——高速低速时有效绕组12组,高速时绕组7,8,9,10,11联通,另一绕组1,2,3,4,5,6,12联通(其中6与12反电动势相互抵消),此时有效绕组10组。换挡时Ｕ.,B,S不变n减小则总电阻Ｒ减小,反电动势Ｅ=变小,W增大即转速增大，I=U./R增大,至重新达到平衡。电源和低速、负极碳刷接通时电源和高速、负极碳刷接通时3.自动复位机构的工作原理3.1:自动复位机构的作用：当驾驶员关闭刮水器开关，刮水器停止工作时,刮片应能回到其行程的末端(初始位置)而不是在中间位置.3.2：刮水器开关有三个档位,0档为复位档,Ⅰ档为低速档,Ⅱ档为高速档.四个接线柱分别接(1)复位线(SHB复位线颜色白色或黄色),(2)电动机低速电刷(导线统一为绿色),(3)正极(导线统一为红色),(4)电动机高速电刷(导线统一为蓝色）,黑色导线统一接负极.刮水器开关的档位转换是靠其内部的导电介质前后运动完成的,导电介质是一块有三个凸起触点的铜片.3.自动复位机构的工作原理开关的作用：控制正极与高、低速线及回位线的链接与断开，达到电机运行状态的作用。正极、负极、回位线接入箱体，由回位弹片与回位片连接，高、低速线分别与高低速碳刷连接。其中：负极也由接地片与箱体连接。线路板上高低速碳刷分别与高低速导线连接，负极碳刷由螺丝与箱体连接。3.3:相关导线的连接3.自动复位机构的工作原理3.4:低速档当刮水器开关拉到“I”档时，其工作电路如下：电源正极---开关---接线柱(3)---接线柱(2)---绿色导线---低速正极碳刷(B1)---电枢绕组---负极碳刷(B3)---搭铁---电源负极，形成回路，此时刮水电机低速运转（此时1、4不带电）。低速工作原理图3.自动复位机构的工作原理3.5:高速档当刮水器开关拉到“Ⅱ”档时，其工作电路如下：电源正极---开关---接线柱(3)---接线柱(4)---高速正极碳刷(B2)---电枢绕组---负极碳刷(B3)---搭铁---电源负极，形成回路，此时刮水电机高速运转(此时1、2不带电）。高速工作原理图3.自动复位机构的工作原理3.6:回位板结构与作用当驾驶员在刮水片处于中间位置断开控制开关时，由于复位开关仍闭合，故仍能连续给电机电流，直到刮水片到达下限位置（初始位置）时回位板才能将复位开关断开，使电机停止。SHB前电机回位板缺口与凸起的位置SHBZD301前电机与导线连接的回位弹片位置3.自动复位机构的工作原理3.7：复位原理详解下图所示为雨刮器(以ZD301为例)自动复位装置的原理图，黑色导线的回位弹片与电机的外壳连接搭铁，回位弹片上铆接的触点，由于回位弹片的弹性作用，使回位弹片触点始终保持与回位板有很好的接触。当刮水器开关拉到“0”档，欲关闭雨刮器时，若刮片不再停止位置，斜齿轮端面的电路连接如下图所示，红色和白色导线回位弹片的触点与回位板保持接触，其工作电路为：电源正极---开关---红色导线回位弹片---回位板---白色导线回位弹片---接线柱(1)---接线柱(2)---低速碳刷（B1)---电枢绕组---负极碳刷（B3）---电源负极,构成回路,这样电机会继续运转.(高低速导线不带电）复位原理图3.自动复位机构的工作原理3.8：制动原理电机复位时，黑色导线的回位弹片与回位板接触时，电机会立刻停止。此时电机的低速碳刷B1与负极碳刷B3之间会产生电动势，其制动回路为：电机的负极碳刷（B3）---黑色导线回位弹片---回位板---白色导线回位弹片---接线柱（1）---接线柱（2）---低速碳刷（B1）---电机电枢，在电机内部的电枢上有反向的电流通过。通过这个制动回路使电机快速的停止，刮片便能够准确的停在风挡玻璃下端指定的位置上。工作原理图3.自动复位机构的工作原理案例1:电机复位时，当红色导线连接的弹片触点未滑动到缺口位置时,黑色导线的弹片触点已经滑动到回位板凸起位置时.此时电机则短路不工作.案例2:电机复位时，当红色导线连接的弹片触点已经滑动到缺口位置时,黑色导线的弹片触点未滑动到回位板凸起位置时.此时刮片则不能停在指定的位置上.案例3:电机复位时，当红色导线连接的弹片触点滑动到缺口位置时,黑色导线的弹片触点也已经滑过回位板凸起位置时.此时电机则会持续运转一周.3.9:不良案例4.后刮电机自动复位工作原理4.1:后刮水器开关档位及结构(以CC021后电机为例)后刮水器开关有两个档位,0档为复位档,Ⅰ档为工作档.后刮水器开关是靠其内部导电介质的6个触点上下运动来完成档位切换的.其结构如下图所示：4.2:工作原理图(以CC021后电机为例)4.后刮电机自动复位工作原理4.3:相关导线连接后电机开关的6个接线柱分别(1)蓝色(2)号接线柱与(6)电源正极并联(3)号接线柱未接线(4)回位线(5)红线开关的作用：控制正极与工作线及回位线的链接与断开，达到电机运行状态的作用。负极、回位线、工作蓝线接入箱体，由回位弹片与回位片连接，电源正极线与正极碳刷连接。其中：负极也由接地线与箱体连接。1234564.后刮电机自动复位工作原理4.4:工作档位当刮水器开关拉到“I”档时，其工作电路如下：电源正极---开关---接线柱（6）---接线柱（5）---正极碳刷（B1)---电枢绕组---负极碳刷（B3)--电源负极，形成回路，此时刮水电机均速运转工作Ⅰ档触点位置:（注：开关接线柱6和接线柱2并联，接线柱3未接任何导线）工作电路原理图4.后刮电机自动复位工作原理4.5:回位板结构与作用a.当驾驶员在刮水片处于中间位置断开控制开关时，由于复位开关仍闭合，故仍能连续给电机电流，直到刮水片到达下限位置（初始位置）时回位板才能将复位开关断开，使电机停止。b.CC021后刮电机的回位板结构与ZD301的回位板结构类似，回位原理一样。其结构如图：CC021回位板结构与触点位置ZD301回位板结构与触点位置4.6:复位原理详解(以CC021后电机为例)4.后刮电机自动复位工作原理当刮水器开关拉到“0”档，欲关闭雨刮器时,若刮片不再停止位置,斜齿轮端面的电路连接如下图所示,蓝色、黄色导线回位弹片的触点与回位板保持接触，其工作电路为：电源正---开关---接线柱（2）---接线柱（1）---蓝色导线回位弹片---回位板---黄色导线回位弹片---接线柱（4）---接线柱（5）---正极碳刷（B1)---电枢绕组---负极碳刷(B3)---搭铁---电源负极，构成回路。1245复位原理图4.7:制动原理详解4.后刮电机自动复位工作原理当刮水器开关拉到“0”档，黑色导线的回位弹片与回位板接触时，电机会立刻停止。此时电机的低速碳刷B1与负极碳刷B3之间会产生电动势，其制动回路为：电机的负极碳刷（B3）---回位弹片（7）触点---回位板---回位弹片（6）触点---接线柱（4）---接线柱（5）---正极碳（B1)---电枢绕组，在电机内部的电枢上有反向的电流通过。通过这个制动回路使电机快速的停止，刮片便能够准确的停在风挡玻璃下端指定的位置上。复位原理图5.2:A94后刮水器回位板结构与回位弹片触5.A94后刮电机复位工作原理5.1:A94后刮水器工作原理图其结构如下图所示如图a所示A94后刮水器复位原理为短路复位,其复位原理是在电机在运转过程中正极(1)与回位(3)短接,回位(3)正极(如图b)通过回位板与接地(2)负极短路,使刮片应能停在其行程的末端(初始位置)而不是在中间位置.因A94后电机为短路复位、能耗制动,为了其制动时不损坏电子元件,在复位开关上加装一个电磁继电器.ab点位置5.3:继电器工作原理电磁继电器的工作原理和特性:电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的.只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合.当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合.这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的.对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”.动触点静触点5.A94后刮电机复位工作原理5.4:继电器上面的数字5.A94后刮电机复位工作原理继电器数字主要分为三大块1，产品规格，一般标DC12V,DC24V等，代表继电器的额定工作电压（也就是加在线圈端的电压），在这点上有些厂商会用一些数字代表其公司内部的规格，如HT33067等，可以不用理它。2，负载能力：一般标NO40A,或NC/NO40/30A等，代表触点端可以带的负载额定电流，一般指阻性负载，带灯载或感性负载则根据冲击电流倍数相应减少。3，接线端：如30代表可动端，87代表常开端，87a代表常闭端，85、86代表线圈端，也有用1～5表示，1、2代表线圈端，3代表可动端，4代表常闭端，5代表常开端SHB用继电器5.5:A94后电机复位开关和继电器的相关导线连接5.A94后刮电机复位工作原理5.A94后刮电机复位工作原理5.5:工作档位当复位开关拉到“I”档时，其工作电路如下：电源正极---常闭端(1)---可动端(9)---红色导线---正极碳刷(B1)---电枢绕组---黑色导线—常开端(5)---电源负极，形成回路，此时刮水电机均速运转工作电路示意图5.A94后刮电机复位工作原理5.6:复位原理详解当刮水器开关拉到“0”档,当电机的回位弹片的触点通过回位板与负极电源短路时,电流会通过回位导线流入继电器中的线圈,从而产生电磁效应,带动衔铁的动触点与静触点吸合来切断电机的工作电路,使电机快速停止.复位电路示意图