在汽車(chē)的各種部件中，存在許多不同結(jié)構(gòu)的直流電動(dòng)機(jī)。根據(jù)其勵(lì)磁方式主要有串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)。其中車(chē)用起動(dòng)機(jī)中使用了串勵(lì)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源；還有許多小容量直流電動(dòng)機(jī)，采用的是永磁電動(dòng)機(jī)，如電動(dòng)車(chē)窗電動(dòng)機(jī)、汽車(chē)刮雨電動(dòng)機(jī)等。
下面分別對(duì)這兩類(lèi)電動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行分析。
· 車(chē)用起動(dòng)機(jī)
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是靠外力起動(dòng)，需要通過(guò)外力帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)，起動(dòng)方式有人力起動(dòng)、輔助汽油機(jī)起動(dòng)(用于大型柴油機(jī))和電力起動(dòng)。電力起動(dòng)方式具有操縱輕便，起動(dòng)迅速、安全、可靠，可重復(fù)起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，所以為現(xiàn)代汽車(chē)廣泛采用。起動(dòng)系主要由蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、起動(dòng)繼電器、起動(dòng)機(jī)等組成，其作用是利用起動(dòng)機(jī)將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)起動(dòng)。下面介紹車(chē)用起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性。
基本組成
車(chē)用起動(dòng)機(jī)一般由直流電動(dòng)機(jī)、單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)三大部分組成，如圖4-36所示。
直流電動(dòng)機(jī)是起動(dòng)機(jī)的核心。其作用是產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所需的電磁轉(zhuǎn)矩。一般采用串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)。
單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是傳遞或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與起動(dòng)機(jī)之間的扭矩。
操縱機(jī)構(gòu)的作用是接通或切斷起動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的主電路。
車(chē)用起動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4-37所示。主要由磁極、電樞、換向器等部件組成。與前面所述電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。
一般的車(chē)用起動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)有四個(gè)勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組有兩種連接方式：勵(lì)磁繞組全部串聯(lián)；或勵(lì)磁繞組兩兩串聯(lián)之后再并聯(lián)的復(fù)式接法。如圖4-38所示。復(fù)式接法可以在繞組導(dǎo)體截面相同的情況下，增大起動(dòng)電流，從而提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
必須注意：
1）串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不能空載或輕載運(yùn)行。因?yàn)橛蓤D4-40可看出，空載或輕載時(shí)轉(zhuǎn)速很高，往往超過(guò)機(jī)械強(qiáng)度的允許限度，損壞電機(jī)。
2）為安全起見(jiàn)，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間絕不允許采用皮帶等傳動(dòng)，以免皮帶等斷裂或脫落時(shí)造成空載運(yùn)行，轉(zhuǎn)速過(guò)高而發(fā)生“飛車(chē)”的危險(xiǎn)。
· 刮雨器電動(dòng)機(jī)——永磁電動(dòng)機(jī)
汽車(chē)中除了使用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)外，用永磁鐵構(gòu)成定子的永磁電動(dòng)機(jī)也常常得到廣泛的應(yīng)用。如在電動(dòng)刮雨器、電動(dòng)車(chē)窗等汽車(chē)部件中都有應(yīng)用。下面對(duì)刮雨器電動(dòng)機(jī)進(jìn)行分析介紹。
為確保駕駛員良好能見(jiàn)度，刮雨器是專(zhuān)門(mén)用來(lái)清除汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上的雨水、雪或灰塵的部件。根據(jù)其驅(qū)動(dòng)方式的不同，有電動(dòng)式、真空式和氣動(dòng)式三種。目前使用最廣泛的是電動(dòng)刮雨器。電動(dòng)刮雨器主要由電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其中電動(dòng)機(jī)大多使用的是三刷式永磁電動(dòng)機(jī)。下面介紹永磁電動(dòng)機(jī)工作情況。
如圖4-40為電動(dòng)刮雨器示意圖。電動(dòng)刮雨器為滿(mǎn)足高檔、低檔兩種速度刮雨的需要，電動(dòng)機(jī)必須要有變速的功能。
如圖4-41為雙速刮水電動(dòng)機(jī)的工作原理圖。它的磁極采用鐵氧體永久磁鐵，具有不易退磁的優(yōu)點(diǎn)。三個(gè)電刷中b1為低速運(yùn)轉(zhuǎn)電刷，b2為高速運(yùn)轉(zhuǎn)電刷，b3為公共電刷。b 1與b2與安裝位置相差 60o。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在電樞繞阻中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。每個(gè)結(jié)構(gòu)相同的線圈中都產(chǎn)生相同的反電動(dòng)勢(shì)ea1=cφn，其中常數(shù)c的大小與線圈中的導(dǎo)體數(shù)成正比。
當(dāng)開(kāi)關(guān)s撥到低速檔位l時(shí)，在兩個(gè)電刷b1和b3之間有兩條并聯(lián)的支路，每條支路各有三個(gè)線圈串聯(lián)，它們的反電動(dòng)勢(shì)方向相同。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓平衡式
u=iaara+ea= iaara+ 3ea1= iaara+ 3 cφn
轉(zhuǎn)速n為
n=（u- iaara）/3 cφ
當(dāng)開(kāi)關(guān)s撥到低速檔位h 時(shí)，在兩個(gè)電刷b2和b3之間有兩條并聯(lián)的支路。一條支路有兩個(gè)線圈串聯(lián)；另一條支路有四個(gè)線圈串聯(lián)，但其中有一個(gè)線圈的反電勢(shì)與其余三個(gè)線圈的反電動(dòng)勢(shì)方向相反，即有兩個(gè)線圈的反電動(dòng)勢(shì)相互抵消，實(shí)際起作用的就是反電動(dòng)勢(shì)方向相同的兩個(gè)線圈。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓平衡式
u=iaara+ea= iaara+ 2ea1= iaara+ 2 cφn
轉(zhuǎn)速n
n=（u- iaara）/2 cφn
由上述分析可見(jiàn)，檔位的不同，改變了電刷與外電路的連接方式，實(shí)際上起到了改變兩電刷間有效線圈數(shù)——即有效導(dǎo)體數(shù)的效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。