純電動汽車電機(jī)驅(qū)動控制及檢測高職PPT完整全套教學(xué)課件

純電動汽車電機(jī)驅(qū)動及檢測全套可編輯PPT課件驅(qū)動系統(tǒng)概述驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理驅(qū)動電機(jī)控制及檢測驅(qū)動電機(jī)及控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢測1純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成3純電動汽車常用的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)2純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式目錄項目一驅(qū)動系統(tǒng)概述一、中央控制單元二、驅(qū)動控制器三、驅(qū)動電機(jī)四、機(jī)械傳動裝置任務(wù)一

純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成了解純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的作用。了解純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成。任務(wù)一純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成知識目標(biāo)能看懂驅(qū)動系統(tǒng)基本組成框圖。會描述驅(qū)動系統(tǒng)基本工作原理。技能目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容

驅(qū)動系統(tǒng)的功用是將存儲在動力電池中的電能高效地轉(zhuǎn)換為車輪的動能進(jìn)而推動汽車行駛,并能夠在汽車減速制動或者下坡時,實現(xiàn)再生制動。

電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車行駛中的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu),其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)。純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成如圖1-1所示,主要包括中央控制單元、驅(qū)動控制器(也稱驅(qū)動電機(jī)控制器、電機(jī)控制器)、驅(qū)動電機(jī)以及機(jī)械傳動裝置等。為適應(yīng)駕駛員的傳統(tǒng)操作習(xí)慣,純電動汽車仍保留了加速踏板、制動踏板及有關(guān)操作手柄或按鈕等。學(xué)習(xí)內(nèi)容

不過在純電動汽車上,是將加速踏板、制動踏板的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號輸入中央控制單元來對汽車的行駛實行控制的。對于變速桿,除了傳統(tǒng)的驅(qū)動模式外也就只有前進(jìn)、空擋、倒退三個擋位,并且以開關(guān)信號傳輸?shù)街醒肟刂茊卧獊韺ζ囘M(jìn)行前進(jìn)、停車、倒車控制。一、中央控制單元

中央控制單元不僅是驅(qū)動系統(tǒng)的控制中心,還對整車的控制起到協(xié)調(diào)作用。它根據(jù)加速踏板與制動踏板的輸入信號,向驅(qū)動控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令,對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行啟動、加速、減速、制動控制。

為減少純電動汽車各個控制部分間的硬件連線,提高可靠性,目前普遍采用CAN總線控制方式來簡化純電動汽車線路的布局,也便于故障診斷和維修。圖1-2所示為吉利帝豪CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。二、驅(qū)動控制器

驅(qū)動控制器是電機(jī)調(diào)速控制裝置,按照中央控制單元的指令和驅(qū)動電機(jī)的速度、電流反饋信號,對驅(qū)動電機(jī)的速度、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制。

目前對驅(qū)動電機(jī)的調(diào)速主要采用調(diào)壓、調(diào)頻等方式,這主要取決于所選用的驅(qū)動電機(jī)類型。

圖1-3所示為吉利帝豪EV450純電動汽車電機(jī)控制器的位置。二、驅(qū)動控制器

當(dāng)汽車倒車時,需通過電機(jī)控制器使驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)來驅(qū)動車輪反向行駛。當(dāng)純電動汽車減速和下坡滑行時,電機(jī)控制器使驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài),驅(qū)動電機(jī)利用其慣性發(fā)電,將電能通過電機(jī)控制器回饋給動力電池組,因此電機(jī)控制器與動力電池組的電能流向是雙向的。

圖1-4所示為純電動汽車能量輸出與能量回收示意圖。三、驅(qū)動電機(jī)

驅(qū)動電機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪工作。

圖1-5所示為純電動汽車一體化驅(qū)動電機(jī)總成。純電動汽車對驅(qū)動電機(jī)的要求如下:(1)汽車在起步和上坡時,要求有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和相當(dāng)?shù)亩虝r過載能力,并有較寬的調(diào)速范圍和理想的調(diào)速特性。030201(2)低速運(yùn)行時具有大轉(zhuǎn)矩輸出,高速運(yùn)行時為恒功率輸出。(3)具有瞬時功率大、帶負(fù)載啟動性能好、過載能力強(qiáng)、加速性能好的特性。04(4)能夠在汽車減速時實現(xiàn)再生制動,將能量回收并反饋給動力電池。三、驅(qū)動電機(jī)05(5)具有效率高、可靠性好、體積小、質(zhì)量小、簡單堅固、運(yùn)行噪聲低、污染小等特點。四、機(jī)械傳動裝置

純電動汽車機(jī)械傳動裝置的作用是將驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的驅(qū)動軸,從而帶動汽車車輪行駛。圖1-6所示為比亞迪e6前驅(qū)變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

在車架上合理布局驅(qū)動電機(jī),即可省去傳動軸、萬向節(jié)等傳動部件;當(dāng)采用輪轂電機(jī)分散驅(qū)動方式時,又可省去傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動橋、機(jī)械差速器、半軸等一切傳動部件,因此該驅(qū)動方式也被稱為“零傳動”方式。練習(xí)與思考01填空題1.

驅(qū)動系統(tǒng)的功用是將____在動力電池中的____高效地____為車

輪的____進(jìn)而推動汽車,并能夠在汽車____制動或者_(dá)___時,實現(xiàn)____制動。2.

純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要由____、____、____及機(jī)械傳動裝置等組成。為____駕駛員的傳統(tǒng)操作習(xí)慣,純電動汽車仍保留了____、____及有關(guān)____或____等。3.中央控制單元不僅是驅(qū)動系統(tǒng)的____,還對整車的控制起到_____。它根據(jù)____與____的輸入信號,向驅(qū)動控制器發(fā)出相應(yīng)的____,對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行____、____、____、____控制。練習(xí)與思考01填空題4.

在純電動汽車____和____時,中央控制單元配合車載____的能源管理系統(tǒng)進(jìn)行____回饋,使蓄電池反向____。5.

驅(qū)動控制器是電機(jī)____裝置,按照____的指令和驅(qū)動電機(jī)的____、信號,對驅(qū)動電機(jī)的____、____和____進(jìn)行控制。6.

當(dāng)汽車倒車時,需通過驅(qū)動____使驅(qū)動電機(jī)____來驅(qū)動車輪____行駛。當(dāng)純電動汽車____和____時,驅(qū)動控制器使驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行于____狀態(tài),驅(qū)動電機(jī)利用其____發(fā)電,將電能通過驅(qū)動控制器____給動力電池。練習(xí)與思考01填空題7.

驅(qū)動電機(jī)的作用是將____轉(zhuǎn)化為____,通過傳動裝置或直接____工作。在純電動汽車中被要求承擔(dān)____和____的雙重功能,即在正常行駛時發(fā)揮其主要____的功能,將電能轉(zhuǎn)化為____;而在減速和下坡滑行時又被要求進(jìn)行____,將車輪的____動能轉(zhuǎn)換為____。8.

純電動汽車機(jī)械傳動裝置的作用是將____的驅(qū)動____傳輸給汽車的,從而帶動汽車車輪____。練習(xí)與思考02簡答題純電動汽車對驅(qū)動電機(jī)的要求都有哪些?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________練習(xí)與思考03綜合題繪制圖1-4,回答以下問題:1.簡要說明能量輸出時的工作過程。2.簡要說明能量回收時的工作過程。一、傳統(tǒng)式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式二、電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式三、電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式四、輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式任務(wù)二

純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式了解驅(qū)動系統(tǒng)的常見布置形式。熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)。任務(wù)二

純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式知識目標(biāo)知道各種驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用情況。會識別車輛驅(qū)動系統(tǒng)的形式。技能目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容純電動汽車

由于純電動汽車是單純用蓄電池作為驅(qū)動能源的汽車,因此采用合理的驅(qū)動系統(tǒng)布置形式來充分發(fā)揮驅(qū)動電機(jī)的優(yōu)勢是十分重要的。

純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式,目前主要有四種典型結(jié)構(gòu),即傳統(tǒng)式、電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式、電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式、輪轂電機(jī)分散式,如圖1-7所示。一、傳統(tǒng)式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式

純電動汽車傳統(tǒng)式驅(qū)動系統(tǒng)仍然采用內(nèi)燃機(jī)汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式,包括離合器、變速器、傳動軸和驅(qū)動橋等總成,只是將內(nèi)燃機(jī)換成電動機(jī),屬于改造型驅(qū)動系統(tǒng),如圖1-7(a)和圖1-8(a)所示。

在此基礎(chǔ)上,還有一種簡化的布置形式,如圖1-8(b)所示,采用固定速比減速器,去掉離合器,這種驅(qū)動系統(tǒng)布置形式可減小機(jī)械傳動裝置的質(zhì)量,縮小其體積。二、電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式

電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng),即在電動機(jī)端蓋的輸出軸處加裝減速齒輪和差速器等,電動機(jī)、固定速比減速器、差速器的軸互相平行,一起組合成一個驅(qū)動整體。

這種布置形式的驅(qū)動系統(tǒng),傳動機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊,傳動效率較高,便于安裝,但對電動機(jī)的調(diào)速要求較高。按傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動模式來說,可以分為電動機(jī)前置-驅(qū)動橋前置(F-F,圖1-9)和電動機(jī)后置-驅(qū)動橋后置[R-R,圖1-7(b)]兩種方式。三、電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式

電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng),其布置形式與發(fā)動機(jī)橫向前置-前輪驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī)汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式類似,把電動機(jī)、固定速比減速器和差速器集成為一個整體,兩根半軸連接驅(qū)動車輪,如圖1-7(c)所示。

電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)有同軸式[圖1-10(a)]和雙聯(lián)式[圖1-10(b)]兩種布置形式。三、電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式同軸式驅(qū)動系統(tǒng)01如圖1-11所示,同軸式驅(qū)動系統(tǒng)的電動機(jī)軸是一種特殊構(gòu)造的空心軸,在電動機(jī)左端輸出軸處裝有減速齒輪和差速器,再由差速器帶動左、右半軸。三、電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式雙聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)02如圖1-12所示,雙聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)也稱雙電動機(jī)式驅(qū)動系統(tǒng),由左右兩臺電動機(jī)直接通過固定速比減速器分別驅(qū)動兩個車輪,左右兩臺電動機(jī)由中間的電控差速器控制,每個電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以獨立地調(diào)節(jié)控制,便于實現(xiàn)電子差速,不必選用機(jī)械差速器。四、輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式圖1-13所示為內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)分散式(也稱分布式)驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式,采用了低速內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子電動機(jī),其外轉(zhuǎn)子直接安裝在車輪的輪緣上,可完全去掉變速裝置,電動機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相等,車輪轉(zhuǎn)速和車速控制完全取決于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。四、輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式圖1-14所示為內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式,一般采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子電動機(jī),其轉(zhuǎn)子作為輸出軸與固定速比的行星齒輪減速器的太陽輪相連,而車輪輪轂通常與行星齒輪減速器的齒圈連接,行星齒輪減速器能提供較大的減速比,來放大電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。練習(xí)與思考01填空題純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)布置的原則是:符合車輛____對汽車____位置的要求,并盡可能降低車輛____高度。純電動汽車傳統(tǒng)式驅(qū)動系統(tǒng)仍然采用內(nèi)燃機(jī)汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的布置方式,包括____、____、_____和____等總成,只是將內(nèi)燃機(jī)換成____,屬于____型驅(qū)動系統(tǒng)。這種布置形式可以提高純電動汽車的啟動____,增加低速時純電動汽車的____功率。電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng),即在____端蓋的____處加裝____和____等,電動機(jī)、固定____、____的軸互相,一起組合成一個驅(qū)動整體。練習(xí)與思考01填空題電動機(jī)-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動系統(tǒng),其布置形式與發(fā)動機(jī)____-前輪驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī)汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式類似,把____、固定____和____集成為一個整體,兩根半軸連接____,常見的有____式和____式兩種。內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng),采用了低速內(nèi)定子____電動機(jī),其____直接安裝在車輪的輪緣上,可完全去掉____裝置,電動機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速____。內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子輪轂電機(jī)分散式驅(qū)動系統(tǒng),采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子____電動機(jī),其轉(zhuǎn)子作為____與固定速比的____減速器的太陽輪相連,而車輪輪轂通常與行星齒輪減速器的____連接,行星齒輪減速器能提供較大的____,來放大電動機(jī)的____轉(zhuǎn)矩。練習(xí)與思考02簡答題1.純電動汽車有哪些常見的驅(qū)動系統(tǒng)布置形式?2.輪轂電機(jī)內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子的驅(qū)動形式有何特點?為什么?3.輪轂電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子的驅(qū)動形式有何特點?主要應(yīng)用于哪些車型?為什么?練習(xí)與思考03綜合題繪制圖1-9,回答以下問題:1.簡述電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng)的組成與原理。2.電動機(jī)-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動系統(tǒng)布置形式有哪些優(yōu)、缺點?一、直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)二、異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)三、永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)四、開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)任務(wù)三

純電動汽車常用的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)了解驅(qū)動系統(tǒng)的常見布置形式。熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)。任務(wù)三

純電動汽車常用的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)知識目標(biāo)知道各種驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用情況。會識別車輛驅(qū)動系統(tǒng)的形式。技能目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容純電動汽車

純電動汽車常用的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)有四種:直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。一、直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)采用有刷直流電機(jī),驅(qū)動控制器一般采用斬波器控制方式。它具有成本低、易于平滑調(diào)速、控制器簡單、控制相對成熟等優(yōu)點。圖1-15所示為采用直流電機(jī)的低速純電動汽車。二、異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,效率比直流電機(jī)高,與永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)相比,成本最低,但控制較為復(fù)雜。圖1-16所示為采用異步電機(jī)的眾泰云100純電動汽車。三、永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)

永磁同步電機(jī)既有交流電機(jī)的無電刷結(jié)構(gòu)、運(yùn)行可靠等優(yōu)點,又有直流電機(jī)的調(diào)速性能好的優(yōu)點,且不需要勵磁繞組,可以做到體積小、控制效率高,是當(dāng)前電動汽車驅(qū)動電機(jī)研發(fā)與應(yīng)用的熱點。

圖1-17所示為采用永磁同步電機(jī)的比亞迪e6純電動汽車。四、開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)

開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子沒有繞組,做成凸極,結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,快速響應(yīng)好,效率與異步電機(jī)相當(dāng)。

由于轉(zhuǎn)子無繞組,因而開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)特別適合于頻繁正反轉(zhuǎn)及沖擊負(fù)載等工況。練習(xí)與思考01填空題直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)采用____直流電機(jī),驅(qū)動控制器一般采用____控制方式。它具有____、易于____、____簡單、控制相對____等優(yōu)點。異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的綜合性價比具有一定的____,尤其是異步電機(jī)具有____、____、____等優(yōu)點。純電動汽車就采用了異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。永磁同步電機(jī)既有____的無電刷結(jié)構(gòu)、運(yùn)行可靠等優(yōu)點,又有____的調(diào)速性能好的優(yōu)點,且不需要____,可以做到____、____,是當(dāng)前電動汽車____與____應(yīng)用的熱點。練習(xí)與思考01填空題永磁同步電機(jī)系統(tǒng)具有____精度、____密度、良好的____以及____的特點,因此在電動汽車驅(qū)動方面具有____的應(yīng)用價值,已經(jīng)受到國內(nèi)外電動汽車界的高度____,是一種比較理想的電動汽車____系統(tǒng)。開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),電機(jī)轉(zhuǎn)子沒有繞組,做成____,結(jié)構(gòu)____,高_(dá)___,____好,效率與____相當(dāng)。由于轉(zhuǎn)子無____,因而開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)特別適合于____及沖擊負(fù)載等工況。練習(xí)與思考02簡答題永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)為何得到廣泛應(yīng)用?采用該系統(tǒng)的電動汽車都有哪些?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________感謝您的觀看1驅(qū)動電機(jī)概述3永磁電機(jī)2直流電機(jī)目錄項目二驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理4異步電機(jī)5開關(guān)磁阻電機(jī)7比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢測6輪轂電機(jī)目錄項目二驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理8旋轉(zhuǎn)變壓器一、驅(qū)動電機(jī)的功能和特點二、驅(qū)動電機(jī)的類型三、驅(qū)動電機(jī)的主要性能參數(shù)任務(wù)一

驅(qū)動電機(jī)概述了解驅(qū)動電機(jī)的功能和特點。熟悉純電動汽車驅(qū)動電機(jī)常見的類型。任務(wù)一純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成知識目標(biāo)會讀驅(qū)動電機(jī)的性能參數(shù)。技能目標(biāo)一、驅(qū)動電機(jī)的功能和特點

電機(jī),也稱驅(qū)動電機(jī),是一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,并可以再使機(jī)械能產(chǎn)生動能,用來驅(qū)動其他裝置的電氣設(shè)備。

驅(qū)動電機(jī)對于純電動汽車來說就像人的心臟一樣重要,它負(fù)責(zé)給整車提供驅(qū)動力,是純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件之一,如圖2-1所示。一、驅(qū)動電機(jī)的功能和特點

純電動汽車的驅(qū)動電機(jī)需要在各個轉(zhuǎn)速下均能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。圖2-2所示為純電動汽車驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系,該曲線被稱為轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線。純電動汽車采用的驅(qū)動電機(jī)有以下特點:(1)體積小、功率密度大。由于純電動汽車的整車空間有限,因而驅(qū)動電機(jī)的第一個特點是結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸要小。一、驅(qū)動電機(jī)的功能和特點(2)效率高、高效區(qū)廣、質(zhì)量小。純電動汽車驅(qū)動電機(jī)的第二個特點就是效率要高、高效區(qū)要廣、質(zhì)量要小。減小電機(jī)質(zhì)量,也能間接降低整車的功耗,實現(xiàn)續(xù)航里程提升,如圖2-3所示。(3)安全性與舒適度好。基于用戶體驗的考慮,純電動汽車驅(qū)動電機(jī)還需關(guān)注電機(jī)自身的安全性和舒適度。安全性可以理解為電機(jī)的可靠性,即電機(jī)在惡劣環(huán)境下能否正常工作。提升安全性與舒適度的方法如圖2-4所示。二、驅(qū)動電機(jī)的類型

在純電動汽車上,電機(jī)是唯一的驅(qū)動裝置,最常采用的電機(jī)為直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等。純電動汽車可選用的驅(qū)動電機(jī)類型如圖2-5所示。二、驅(qū)動電機(jī)的類型各種電機(jī)性能比較見表2-1三、驅(qū)動電機(jī)的主要性能參數(shù)(1)額定電壓Ue(V)。額定電壓即電機(jī)在額定運(yùn)行時定子繞組應(yīng)輸入的線電壓值。(2)額定電流Ie(A)。額定電流即電機(jī)在額定電壓下,電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率為額定功率時,定子繞組通過的線電流值。三、驅(qū)動電機(jī)的主要性能參數(shù)(3)頻率f(Hz)。頻率指的是三相電流的頻率。我國采用50Hz的三相電流,外國多采用60Hz的三相電流。(4)額定轉(zhuǎn)速n(r/min)。額定轉(zhuǎn)速即電機(jī)在指定頻率(我國為50Hz)、額定電壓下,電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率為額定功率時電機(jī)的轉(zhuǎn)速。三、驅(qū)動電機(jī)的主要性能參數(shù)(5)額定功率Pe(kW)。電機(jī)的額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行(額定電壓、額定頻率、額定負(fù)載)條件下,電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。(6)峰值功率Pmax(kW)。峰值功率即在一瞬間電機(jī)最大的承受功率。電機(jī)的峰值功率為額定功率的2~3倍。三、驅(qū)動電機(jī)的主要性能參數(shù)(7)效率η(%)。效率即電機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比,通常用百分比表示。(8)溫升(℃)。溫升指電機(jī)在運(yùn)行時允許升高的最高溫度。練習(xí)與思考01填空題驅(qū)動電機(jī)對于純電動汽車來說就像人的____一樣重要,它負(fù)責(zé)給整車提供____,是純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的____部件之一。額定電壓Ue(V)是指電機(jī)在____運(yùn)行時,電機(jī)____應(yīng)輸入的____值。額定電流Ie(A)是指電機(jī)在____電壓下,電機(jī)軸上輸出____為額定功率時____,通過的____值。頻率f(Hz)是指三相電流的頻率。我國采用____的三相電流,外國多采用____的三相電流。練習(xí)與思考01填空題額定轉(zhuǎn)速n(r/min)是指電機(jī)在____頻率(我國為50Hz)、____下,電機(jī)軸上輸出的____為____時電機(jī)的轉(zhuǎn)速。額定功率Pe(kW)是指電機(jī)在____運(yùn)行時電機(jī)軸上輸出的____。練習(xí)與思考02簡答題1.純電動汽車采用的驅(qū)動電機(jī)有哪些特點?2.純電動汽車上常采用哪些電機(jī)?一、直流電機(jī)的工作原理二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)三、直流電機(jī)的分類四、直流電機(jī)的應(yīng)用任務(wù)二

直流電機(jī)了解直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。掌握直流電機(jī)的工作原理。任務(wù)二

直流電機(jī)知識目標(biāo)能認(rèn)識直流電機(jī)相關(guān)器件。懂得直流電機(jī)的應(yīng)用。技能目標(biāo)一、直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的工作原理如圖2-6所示。在磁場N極和S極之間裝有一個可以轉(zhuǎn)動的線圈(電樞繞組),線圈的首末兩端分別接到兩片圓弧形的換向片(銅片)上,兩個換向片之間、換向片與轉(zhuǎn)軸(與線圈一起旋轉(zhuǎn))之間均相互絕緣,為了把電樞繞組和外電路接通,在換向片上安置了兩個固定不動的電刷。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成,定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙,其結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.定子部分直流電機(jī)的定子部分主要由主磁極、機(jī)座、換向極和電刷裝置等組成,如圖2-8所示。(1)主磁極。主磁極的作用是建立主磁場,它由主磁極鐵心和套裝在主磁極鐵心上的勵磁繞組構(gòu)成。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)(2)機(jī)座。機(jī)座用鑄鋼或厚鋼板焊接而成,它既是主磁路的一部分,又是電機(jī)的結(jié)構(gòu)框架。(3)換向極。換向極的作用是改善直流電機(jī)的換向情況,使直流電機(jī)運(yùn)行時不產(chǎn)生有害的火花。它由換向極鐵心和套裝在換向極鐵心上的換向極繞組構(gòu)成。(4)電刷裝置。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿等組成,用于電樞電路的引入或引出,如圖2-9所示。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子部分直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵心、電樞繞組、換向器等,如圖2-10所示。(1)電樞鐵心。電樞鐵心既是主磁路的組成部分,又是電樞繞組的支撐部分。(2)電樞繞組。電樞繞組由扁銅線或圓銅線按一定規(guī)律繞制而成,它是直流電機(jī)的電路部分,也是產(chǎn)生電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分。二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)(3)換向器。換向器由冷拉梯形銅排和絕緣材料等構(gòu)成,用于電樞電流的換向。換向器的結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。三、直流電機(jī)的分類根據(jù)勵磁方式,直流電機(jī)可分為下列幾種類型。1.他勵直流電機(jī)勵磁繞組與電樞繞組無連接關(guān)系,而由其他直流電源對勵磁繞組供電的直流電機(jī)稱為他勵直流電機(jī),接線如圖2-12(a)所示,圖中M表示電動機(jī)。2.并勵直流電機(jī)并勵直流電機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián),接線如圖2-12(b)所示。三、直流電機(jī)的分類3.串勵直流電機(jī)串勵直流電機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后,再接于直流電源,接線如圖2-12(c)所示。4.復(fù)勵直流電機(jī)復(fù)勵直流電機(jī)有并勵和串勵兩個勵磁繞組,接線如圖2-12(d)所示。四、直流電機(jī)的應(yīng)用小功率(小于10kW)的驅(qū)動電機(jī)多用小型高效的永磁直流電機(jī),一般用在小型、低速的專用車輛上,如電動自行車、高爾夫球車、電動叉車、警用巡邏車等。

中等功率(10~100kW)的驅(qū)動電機(jī)用他勵、串勵或復(fù)勵直流電機(jī),可用在結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩較大的電動貨車上。

大功率(大于100kW)的驅(qū)動電機(jī)用串勵直流電機(jī),可用在要求低速、高轉(zhuǎn)矩的大型專用電動汽車上。練習(xí)與思考01填空題1.直流電機(jī)由____與____兩大部分構(gòu)成,____和____之間的間隙稱為____。2.直流電機(jī)的定子部分主要由____、機(jī)座、____和____等組成,主磁極的作用是____,它由主磁極鐵心和套裝在主磁極鐵心上的____構(gòu)成。3.直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分包括電樞____、電樞____、換向器等。電樞鐵心是____的組成部分,電樞繞組是產(chǎn)生____和____進(jìn)行機(jī)電能量____的部分。4.根據(jù)勵磁方式的不同,直流電機(jī)可分為____直流電機(jī)、____直流電機(jī)、____直流電機(jī)和____直流電機(jī)。練習(xí)與思考01填空題5.小功率(小于10kW)的驅(qū)動電機(jī)多用小型高效的____直流電機(jī),一般用在小型、____的專用車輛上,如電動自行車、____、電動叉車、____等6.中等功率(10~100kW)的驅(qū)動電機(jī)用____、串勵或____直流電機(jī),可用在結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩____的____上。7.大功率(大于100kW)的驅(qū)動電機(jī)用____直流電機(jī),可用在要求____、高轉(zhuǎn)矩的_____專用____上。練習(xí)與思考02簡答題1.簡述直流電機(jī)定子部分的組成與作用。2.簡述直流電機(jī)轉(zhuǎn)子部分的組成與作用。3.簡述直流電機(jī)的工作原理。一、永磁電機(jī)的分類二、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理任務(wù)三

永磁電機(jī)了解永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。掌握永磁電機(jī)的工作原理。任務(wù)三

永磁電機(jī)知識目標(biāo)能認(rèn)識永磁電機(jī)相關(guān)器件。會區(qū)別有刷、無刷永磁電機(jī)。技能目標(biāo)一、永磁電機(jī)的分類永磁電機(jī)的分類方法很多,根據(jù)輸入電機(jī)接線端波形,其可分為永磁直流電機(jī)和永磁交流電機(jī)。由于永磁交流電機(jī)沒有電刷、換向器和集電環(huán),因而也被稱為永磁無刷電機(jī)。二、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理1.永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)用永磁體取代繞線式同步電機(jī)轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組,從而省去了勵磁線圈、集電環(huán)和電刷。(1)面裝式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。面裝式轉(zhuǎn)子的永磁體通常呈瓦片形,被安裝在轉(zhuǎn)子鐵心外表面上,其分類如圖2-13所示。二、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理(2)嵌入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。嵌入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是將永磁體嵌于轉(zhuǎn)子表面下,而永磁體的寬度小于一個極距,如圖2-14所示。(3)內(nèi)埋式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。內(nèi)埋式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部,每個永磁體都被鐵心包容,如圖2-15所示。二、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理2.永磁同步電機(jī)的工作原理永磁同步電機(jī)模型如圖2-16所示。電機(jī)定子三相繞組接入三相對稱交流電而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,故用旋轉(zhuǎn)磁場S、N來模擬。三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理1.永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

永磁無刷直流電機(jī)是在傳統(tǒng)直流電機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其電磁結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)直流電機(jī)一樣,但是永磁無刷直流電機(jī)的電樞繞組放在定子上,轉(zhuǎn)子則是采用永磁材料制成的永磁體。

永磁無刷直流電機(jī)組成框圖如圖2-17所示。永磁無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-18所示。三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖2-19所示。從圖中可以看出,直流電源經(jīng)過電子開關(guān)電路向定子繞組進(jìn)行供電,控制系統(tǒng)對位置傳感器信號進(jìn)行處理后實現(xiàn)對電子開關(guān)電路的控制,正確地判斷各電機(jī)繞組的通電和斷電狀態(tài),進(jìn)而實現(xiàn)電機(jī)的換向。三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理2.永磁無刷直流電機(jī)的工作原理

為消除電刷和機(jī)械換向器,在永磁無刷直流電機(jī)中將電機(jī)反裝,即將永磁體磁極放在轉(zhuǎn)子上,電樞繞組為定子繞組,為使定子繞組中電流方向能隨其線圈邊所處的磁場極性交替變化,需將定子繞組與逆變器連接,并安裝轉(zhuǎn)子位置傳感器,檢測轉(zhuǎn)子磁極的空間位置,根據(jù)轉(zhuǎn)子空間位置控制逆變器中功率開關(guān)器件的通斷,從而控制電樞繞組的導(dǎo)通情況。三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理以兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)永磁無刷直流電機(jī)為例說明其工作原理。其電路原理如圖2-20所示。三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體轉(zhuǎn)到圖2-21(a)所示位置時,轉(zhuǎn)子位置傳感器發(fā)出磁極位置信號,經(jīng)過控制電路邏輯變換后驅(qū)動逆變器,使功率開關(guān)管VD1、VD6導(dǎo)通,電流A進(jìn)B出,繞組AB通電。此時定子、轉(zhuǎn)子磁場相互作用,拖動轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動。三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過60°電角度,到達(dá)圖2-21(b)所示位置時,轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出的信號經(jīng)過邏輯變換后使功率開關(guān)管VD6截止、VD2導(dǎo)通,此時功率開關(guān)管VD1仍導(dǎo)通,繞組AC通電,電流A進(jìn)C出,定子、轉(zhuǎn)子磁場相互作用,使轉(zhuǎn)子繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動。練習(xí)與思考01填空題1.永磁電機(jī)的分類方法很多,根據(jù)輸入電機(jī)接線端____,其可分為永磁____電機(jī)和永磁____電機(jī)。2.同步電機(jī)屬于____電機(jī),____繞組與異步電機(jī)相同。它的____旋轉(zhuǎn)速度與____繞組所產(chǎn)生的____磁場的速度是____的,因此被稱為____電機(jī)。3.永磁同步電機(jī)用____取代繞線式同步電機(jī)轉(zhuǎn)子中的____繞組,從而省去了____線圈、集電環(huán)和____。練習(xí)與思考01填空題4.永磁同步電機(jī)定子三相繞組接入____電而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,故用旋轉(zhuǎn)磁場S、N來模擬。根據(jù)磁極____、____的原理,無論定子的旋轉(zhuǎn)____與____永磁體起始時相對位置如何,定子的____磁極總會由于磁拉力____同步旋轉(zhuǎn)。5.永磁無刷直流電機(jī)由____電機(jī)發(fā)展而來,用____和____構(gòu)成的電子換向器取代____,把____轉(zhuǎn)換成____電流輸入電樞____,其轉(zhuǎn)矩____、運(yùn)行性能、____等接近____電機(jī)。練習(xí)與思考02簡答題1.繪制圖2-16,簡述永磁同步電機(jī)的工作原理。2.繪制圖2-19,簡述永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理。一、永磁電機(jī)的分類二、永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理三、永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理任務(wù)四

異步電機(jī)了解異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。掌握異步電機(jī)的工作原理任務(wù)四

異步電機(jī)知識目標(biāo)能認(rèn)識異步電機(jī)的相關(guān)器件。能讀懂異步電機(jī)的主要參數(shù)。技能目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容

異步電機(jī)又稱感應(yīng)電機(jī),是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種交流電機(jī)。

異步電機(jī)的分類方法有很多。最常見的分類方法是按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和定子繞組相數(shù)分類。按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來分,有鼠籠型異步電機(jī)和繞線型異步電機(jī);按照定子繞組相數(shù)來分,有單相異步電機(jī)、兩相異步電機(jī)和三相異步電機(jī)。

純電動汽車主要使用鼠籠型異步電機(jī)。下面以三相異步電機(jī)(圖2-22)為例進(jìn)行介紹。一、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分組成,定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙,此外還有端蓋、軸承、機(jī)座和風(fēng)扇等部件,其結(jié)構(gòu)如圖2-23所示。一、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)主要部件拆分如圖2-24所示。一、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.定子

三相異步電機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等構(gòu)成,如圖2-25所示。

定子鐵心是電機(jī)磁路的一部分,鐵心的槽內(nèi)嵌放著定子繞組。三個彼此獨立的繞組組成三相繞組,一個繞組即為一相,每相在空間相差120°電角度。一、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

定子三相繞組是電機(jī)的電路部分,接入三相交流電源就可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。這6個出線端在接線盒里的排列如圖2-26所示,可以接成星形或三角形。一、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分,由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成,它可以帶動機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)做功。

轉(zhuǎn)子鐵心是電機(jī)磁路的一部分,一般用0.5mm厚、相互絕緣的硅鋼片沖制疊壓制成,硅鋼片外圓沖有均勻分布的槽,用來安置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子沖片如圖2-27所示。一、三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流,并在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生電磁力矩而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。圖2-28所示為鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組。二、三相異步電機(jī)的工作原理1.定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生假設(shè)每相繞組只有一個線匝,分別嵌放在定子內(nèi)圓周的6個凹槽之中?，F(xiàn)將三相繞組的末端X、Y、Z相連,首端A、B、C接三相交流電源,且三相繞組分別命名為A、B、C相繞組,如圖2-29所示。二、三相異步電機(jī)的工作原理圖2-30所示為三相繞組電流隨時間變化的曲線。二、三相異步電機(jī)的工作原理由圖2-30可知:(1)當(dāng)t=0時,iA=0;iB為負(fù),電流實際方向與正方向相反,即電流從Y端流到B端;iC為正,電流實際方向與正方向一致,即電流從C端流到Z端。按右手螺旋定則確定三相電流產(chǎn)生的合成磁場如圖2-31(a)箭頭所示。二、三相異步電機(jī)的工作原理(2)當(dāng)t=T/6時,iA為正,電流實際方向與正方向一致,即電流從A端流到X端;iB為負(fù),電流實際方向與正方向相反,即電流從Y端流到B端;iC=0。二、三相異步電機(jī)的工作原理(3)當(dāng)t=T/3時,iA為正,電流實際方向與正方向一致,即電流從A端流到X端;iB=0;iC為負(fù),電流實際方向與正方向相反,即電流從Z端流到C端。二、三相異步電機(jī)的工作原理(4)當(dāng)t=T/2時,iA=0;iB為正,電流實際方向與正方向一致,即電流從B端流到Y(jié)端;iC為負(fù),電流實際方向與正方向相反,即電流從Z端流到C端。以上分析可以證明:當(dāng)三相電流隨時間不斷變化時,合成磁場也在不斷旋轉(zhuǎn),故稱其為旋轉(zhuǎn)磁場。二、三相異步電機(jī)的工作原理2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與通入定子繞組的電流相序是一致的,即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序一致。如果將定子繞組接至三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根線對調(diào),如將B、C兩根導(dǎo)線對調(diào),那么B相與C相繞組中電流的相位也將對調(diào),如圖2-32所示。二、三相異步電機(jī)的工作原理在三相異步電機(jī)的實際應(yīng)用中,若要改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,即正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),只需將電源開關(guān)連接電機(jī)的三相導(dǎo)線中的任意兩相對調(diào)即可,如圖2-33所示。三、三相異步電機(jī)的極對數(shù)與轉(zhuǎn)速極對數(shù)即磁極對數(shù),用P表示。三相異步電機(jī)的極對數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)。以Y形接法為例,每相繞組只有一個線圈,按圖2-34所示放入定子槽內(nèi),當(dāng)繞組的始端之間相差120°空間角時,合成的旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極,即P=1。1.極對數(shù)三、三相異步電機(jī)的極對數(shù)與轉(zhuǎn)速仍以Y形接法為例,將每相繞組都改為兩個線圈串聯(lián),按圖2-35所示放入定子槽內(nèi),當(dāng)繞組的始端之間相差60°空間角時,將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場,即P=2三、三相異步電機(jī)的極對數(shù)與轉(zhuǎn)速三相異步電機(jī)的極數(shù)是指每相線圈在定子圓周內(nèi)均勻分布的磁極個數(shù)。電機(jī)的磁極越多,轉(zhuǎn)速越低;磁極越少,轉(zhuǎn)速越高。在中國,電源頻率為50Hz,因此二極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min,四極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。以此類推,極對數(shù)與電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系見表2-2。2.轉(zhuǎn)速四、三相異步電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)(1)功率。功率指額定功率,表示電機(jī)在額定電壓下的轉(zhuǎn)軸輸出功率。(2)電壓。電壓指額定電壓,表示電機(jī)正常工作時加在定子繞組線端的電壓。按規(guī)定,三相異步電機(jī)額定電壓等級有220V、380V、3000V、6000V等。四、三相異步電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)(3)電流。電流指額定電流,表示電機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時,流過定子繞組的線電流。(4)頻率。頻率指額定頻率,表示電機(jī)允許接入的交流電源頻率。(5)接法。接法指電機(jī)定子繞組的連接方式,通常有“Y”和“△”兩種接法。四、三相異步電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)(6)工作方式。工作方式表示電機(jī)的工作特征,可分為連續(xù)、短時、斷續(xù)三種。其中,短時是指電機(jī)只能在規(guī)定時間內(nèi)運(yùn)行,規(guī)定時間分為10min、30min、60min、90min四種。四、三相異步電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)(7)功率因數(shù)。功率因數(shù)指電機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時輸出的有功功率與輸入視在功率的百分比。(8)絕緣等級。絕緣等級指在正常狀態(tài)下工作時,電機(jī)繞組允許超出環(huán)境溫度值的溫升等級。(9)額定轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)速指電機(jī)在額定工作條件下轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)數(shù),單位r/min。練習(xí)與思考01填空題1.異步電機(jī)又稱____電機(jī),是由氣隙旋轉(zhuǎn)____與____繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生____,從而實現(xiàn)____轉(zhuǎn)換為____的一種交流電機(jī)。2.異步電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來分,有____異步電機(jī)和____異步電機(jī);按定子繞組相數(shù)來分,有____異步電機(jī)、____異步電機(jī)和____異步電機(jī)。純電動汽車主要使用____異步電機(jī)。3.三相異步電機(jī)主要由____的____和____的____兩大部分組成,____和____之間存在氣隙,此外,還有端蓋、____、機(jī)座和____等部件。練習(xí)與思考01填空題4.三相異步電機(jī)的定子由定子____、定子____和____等構(gòu)成。____鐵心是電機(jī)____的一部分。5.三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是電機(jī)的____部分,由轉(zhuǎn)子____、轉(zhuǎn)子____和轉(zhuǎn)軸組成,它可以帶動機(jī)械負(fù)載____。6.轉(zhuǎn)子繞組的作用是____和電流,并在旋轉(zhuǎn)____的作用下產(chǎn)生____而使轉(zhuǎn)子____。練習(xí)與思考02簡答題1.簡述定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生原理。2.簡述如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向。3.簡述三相異步電機(jī)的工作原理。4.簡述三相異步電機(jī)的極數(shù)、極對數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。一、開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)二、開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理三、開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)、缺點任務(wù)五

開關(guān)磁阻電機(jī)了解開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。掌握開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理。任務(wù)五

開關(guān)磁阻電機(jī)知識目標(biāo)能認(rèn)識開關(guān)磁阻電機(jī)相關(guān)器件。技能目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容

繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之后,最具優(yōu)勢的新一代無級調(diào)速系統(tǒng)是開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。其效率高,啟動電流小,啟動轉(zhuǎn)矩大,制動性能好,能實現(xiàn)再生制動,四象限控制靈活,節(jié)約電能效果顯著,系統(tǒng)調(diào)控性能好,結(jié)構(gòu)簡單堅固,調(diào)速范圍寬,性能卓越,功能強(qiáng)大,越來越被市場推崇和廣泛使用,在純電動汽車驅(qū)動、通用工業(yè)、工程機(jī)械、家用電器、航空電器、傳動設(shè)備和紡織機(jī)械等領(lǐng)域優(yōu)勢顯著。圖2-36所示為開關(guān)磁阻電機(jī)。一、開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)

與普通電機(jī)一樣,開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子之間有很小的氣隙,轉(zhuǎn)子可在定子內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,如圖2-37所示。

開關(guān)磁阻電機(jī)的定子由定子鐵心和定子繞組組成,定子鐵心有6個磁極,由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制后疊成,定子鐵心凸極上的多個繞組,采取一定的接線方式,與定子鐵心一起形成多個磁極,如圖2-38所示。一、開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子鐵心組成。轉(zhuǎn)子鐵心由導(dǎo)磁良好的硅鋼片疊制而成,有多個(偶數(shù)的)凸極,其上無繞組也無導(dǎo)條,可為定子磁場提供順暢的磁路,如圖2-39所示。一、開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)由于開關(guān)磁阻電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的磁極具有雙凸極結(jié)構(gòu),因而定子和轉(zhuǎn)子的極數(shù)有許多組合,通常采用三相6/4極、四相8/6極結(jié)構(gòu)方式,如圖2-40所示。二、開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理雙凸極結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心僅由硅鋼片疊壓而成,既無繞組又無永磁體;定子鐵心各凸極上有集中繞組,徑向相對極的繞組串聯(lián),構(gòu)成一相。圖2-41所示為四相8/6極開關(guān)磁阻電機(jī)典型結(jié)構(gòu)原理圖。另外,當(dāng)定子D1—D2極勵磁時,所產(chǎn)生的磁力力圖使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子極軸線與定子極軸線D1-D2重合的位置,并使D相勵磁繞組的電感最大。二、開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理以三相6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)為例來說明轉(zhuǎn)子的工作原理。圖2-42所示為三相6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)勵磁繞組分布圖,定子鐵心6個磁極上繞有線圈,徑向相對的兩個線圈連接在一起,組成一相,該電機(jī)有3相,結(jié)合定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心的極數(shù),就稱該電機(jī)為三相6/4極結(jié)構(gòu)。二、開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理圖2-43所示為該開關(guān)磁阻電機(jī)工作原理圖,A相、B相、C相線圈由開關(guān)控制電流通斷,通過定子與轉(zhuǎn)子的是磁力線(可將其看成極有彈力的線,磁力線間有磁力作用),約定轉(zhuǎn)子啟動前的轉(zhuǎn)角為0°。二、開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到30°前切斷A相電源,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到30°時接通B相電源,磁力線即從最近的轉(zhuǎn)子磁極通過轉(zhuǎn)子鐵心,如圖2-44(a)所示。二、開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60°前切斷B相電源,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60°時接通C相電源,磁力線從最近的轉(zhuǎn)子磁極通過轉(zhuǎn)子鐵心,如圖2-45(a)所示。三、開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)、缺點1.開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)點開關(guān)磁阻電機(jī)具有以下優(yōu)點:(1)結(jié)構(gòu)簡單,成本低,可用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況。(2)功率電路簡單、可靠。(3)系統(tǒng)可靠性高。(4)啟動轉(zhuǎn)矩大,啟動電流低。(5)適于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)換運(yùn)行。三、開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)、缺點(6)可控參數(shù)多,調(diào)速性能好。(7)效率高,損耗小。(8)可通過機(jī)和電的統(tǒng)一協(xié)調(diào)設(shè)計滿足各種特殊使用要求。三、開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)、缺點2.開關(guān)磁阻電機(jī)的缺點開關(guān)磁阻電機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和工作方式也引起如下一些缺點:(1)有轉(zhuǎn)矩脈動。(2)開關(guān)磁阻電機(jī)傳動系統(tǒng)的噪聲與振動比較大。(3)開關(guān)磁阻電機(jī)的出線頭較多,如三相開關(guān)磁阻電機(jī)至少有4根出線頭,四相開關(guān)磁阻電機(jī)至少有5根出線頭,此外還有位置傳感器出線端。練習(xí)與思考01填空題1.開關(guān)磁阻電機(jī)的定子鐵心由____的____沖制后疊成,在定子鐵心的____上裝有集中____,徑向相對的兩個____構(gòu)成一相。2.開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心由____的____疊制而成,其上沒有____。3.開關(guān)磁阻電機(jī)與普通電機(jī)一樣,轉(zhuǎn)子與定子之間有很小____,轉(zhuǎn)子可在定子內(nèi)自由____。練習(xí)與思考01填空題4.在轉(zhuǎn)子上沒有____,這是開關(guān)磁阻電機(jī)的主要____。它是利用____原理,也就是磁通總是沿____的路徑閉合,利用齒極間的____拉動轉(zhuǎn)子____。5.開關(guān)磁阻電機(jī)的____與____的電流方向____,而僅取決于____通電的____。練習(xí)與思考02簡答題簡述開關(guān)磁阻電機(jī)與其他電機(jī)相比的優(yōu)、缺點。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________練習(xí)與思考02綜合題繪制圖2-41,簡述開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理。一、輪轂電機(jī)的類型二、輪轂電機(jī)的工作原理三、輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式四、輪轂電機(jī)的優(yōu)、缺點五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用任務(wù)六

輪轂電機(jī)了解輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。掌握輪轂電機(jī)的工作原理。任務(wù)六

輪轂電機(jī)知識目標(biāo)會區(qū)別輪轂電機(jī)和輪邊電機(jī)。能認(rèn)識輪轂電機(jī)相關(guān)器件。技能目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容

輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù),它最大的特點就是將動力、傳動和制動等裝置都整合到輪轂內(nèi),將純電動汽車的機(jī)械部分大大簡化了。

圖2-46所示為較為典型的輪轂電機(jī)示意圖。

圖2-47所示為米其林公司研制的電動汽車電動輪,集成了嵌入式主動懸架、驅(qū)動電機(jī)、主動懸掛電機(jī)及盤式制動器。一、輪轂電機(jī)的類型1.按輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)分類輪轂電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子形式主要分為外轉(zhuǎn)子型和內(nèi)轉(zhuǎn)子型兩類。1)外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)1000~1500r/min,無任何減速裝置,電機(jī)的外轉(zhuǎn)子與車輪的輪輞固定或集成在一起,車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同。圖2-48所示為外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。一、輪轂電機(jī)的類型2)內(nèi)轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)裝備固定傳動比的減速器,通常采用傳動比為10∶1左右的行星齒輪減速裝置,為了獲得較高的功率密度,電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min,車輪的轉(zhuǎn)速為1000r/min左右。內(nèi)轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-49所示。一、輪轂電機(jī)的類型內(nèi)轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)具有較高的比功率,質(zhì)量小,體積小,效率高,噪聲小,成本低;缺點是必須采用減速裝置,使效率降低,非簧載質(zhì)量增大,電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受線圈損耗、摩擦損耗以及變速機(jī)構(gòu)的承受能力等因素的限制。這兩種類型的輪轂電機(jī)目前在純電動汽車中都有應(yīng)用,但是隨著緊湊的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的出現(xiàn),內(nèi)轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)在功率密度方面比外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)更具競爭力。一、輪轂電機(jī)的類型2.按輪轂電機(jī)的電機(jī)類型分類(1)永磁無刷同步輪轂電機(jī)。(2)交流感應(yīng)異步輪轂電機(jī)。(3)開關(guān)磁阻式輪轂電機(jī)。二、輪轂電機(jī)的工作原理外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)的工作原理如圖2-50所示。二、輪轂電機(jī)的工作原理其中,無刷電機(jī)直接測量定子繞組的反電動勢從而知道轉(zhuǎn)子的位置,由控制器驅(qū)動功率管進(jìn)行換相。因此,一般采用方波控制法來控制換相。方波控制中采用霍爾元件作為位置傳感器,將3個霍爾元件分別安置在電角度為0°、120°和240°的位置,將360°電角度分割成6個扇區(qū),如圖2-51所示。二、輪轂電機(jī)的工作原理控制器通過讀取霍爾信號判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子所在的扇區(qū),從而決定逆變橋橋臂的開關(guān)邏輯,使任意時刻都存在一相定子繞組處于正向?qū)?即相電流正向流出;第二相定子繞組反向?qū)?即相電流反向流入;第三組不通電。這樣控制定子磁場總是領(lǐng)先于轉(zhuǎn)子磁場一定角度,從而引領(lǐng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。具體控制邏輯框圖如圖2-52所示。三、輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式1.減速驅(qū)動方式純電動汽車驅(qū)動電機(jī)一般在高速下運(yùn)行,減速驅(qū)動方式下選用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)。減速機(jī)構(gòu)放置在電機(jī)和車輪之間,起到減速和增加轉(zhuǎn)矩的作用。三、輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式2.直接驅(qū)動方式直接驅(qū)動方式下,輪轂電機(jī)則采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),由于省去了機(jī)械機(jī)構(gòu)部分,因而其動態(tài)響應(yīng)迅速,同時效率進(jìn)一步提升。三、輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式比較見表2-3。四、輪轂電機(jī)的優(yōu)、缺點1.輪轂電機(jī)的優(yōu)點(1)省略大量傳動部件,讓車輛結(jié)構(gòu)更為簡單。(2)可實現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動方式。(3)便于采用多種新能源車技術(shù)。四、輪轂電機(jī)的優(yōu)、缺點2.輪轂電機(jī)的缺點(1)增大簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動慣量,對車輛的操控有所影響。圖2-53所示為輪轂電機(jī)與懸架部分。(2)電制動性能有限。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用1.國外輪轂電機(jī)的發(fā)展輪轂電機(jī)并非新興事物,早在1900年,費(fèi)迪南德·保時捷就提出了把電機(jī)裝到車輪上的想法,并首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動汽車。而乘用車所用的輪轂電機(jī),日系廠商對于此項技術(shù)研發(fā)較早,目前處于領(lǐng)先地位,此外包括通用在內(nèi)的國際汽車巨頭都對該技術(shù)有所涉足。圖2-54所示為日本本田汽車公司開發(fā)的輪轂電機(jī)。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用圖2-55所示為美國通用汽車公司開發(fā)的150t重型卡車用輪轂電機(jī)。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用美國福特汽車公司聯(lián)手國際著名汽車零部件廠商舍弗勒(Schaeffler)以福特嘉年華車型為基礎(chǔ)開發(fā)了裝備輪轂電機(jī)的eWheelDrive電動汽車,如圖2-56所示。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用圖2-57所示為用于福特嘉年華eWheelDrive電動汽車的輪轂電機(jī)。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用2.我國輪轂電機(jī)技術(shù)的發(fā)展我國的輪轂電機(jī)技術(shù)起步較晚,但隨著國家新能源汽車政策指引,近年來各高校加大了在此技術(shù)上的研發(fā)投入,各汽車廠商也試圖通過外延并購的方式引入國外先進(jìn)技術(shù)。比亞迪輪轂電機(jī)在純電動公交車上裝車實物如圖2-58所示,可以看出,該電機(jī)稱為輪邊電機(jī)更合適,還不是嚴(yán)格意義上的輪轂電機(jī)。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用圖2-59所示為采用輪轂電機(jī)的奇瑞瑞麒XI-EV電動汽車。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用3.輪轂電機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢輪轂電機(jī)與車輪集成在一起,布置靈活,可以方便地實現(xiàn)前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動或者四輪驅(qū)動。與內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)或者集中驅(qū)動電動系統(tǒng)相比,輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在動力源配置、底盤結(jié)構(gòu)等方面有其獨特的技術(shù)特征和優(yōu)勢,具體體現(xiàn)在以下幾方面:五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用(1)動力傳遞由硬連接改為軟連接形式,省略了傳統(tǒng)汽車所需的機(jī)械式操縱換擋裝置、離合器、變速器、傳動軸和機(jī)械差速器等,使得電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)簡潔、有效,可利用空間大。(2)可以方便地通過電子線控技術(shù),實現(xiàn)各輪轂電機(jī)從零到最大速度的無級變速,以及各車輪之間的差速。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用(3)各輪轂電機(jī)的驅(qū)動力直接獨立可控,使其動力學(xué)控制更為靈活、方便,能合理地控制各輪轂電機(jī)的驅(qū)動力,從而提高惡劣路面條件下的行駛性能。(4)容易實現(xiàn)各輪轂電機(jī)的電氣制動、機(jī)電復(fù)合制動和制動能量回收,提高能源利用率。采用四輪驅(qū)動方式時,可以最大限度地回收制動能量。五、輪轂電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用(5)底架結(jié)構(gòu)大為簡化,使整車總布置和車身造型設(shè)計的自由度大大增加。若采用動力平臺方式,將動力平臺嵌入不同的車身造型,則可方便地實現(xiàn)產(chǎn)品多樣化和系列化,縮短新車型的開發(fā)周期,降低開發(fā)成本。(6)在采用輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的四輪電動汽車上,若進(jìn)一步引入線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù),則可以進(jìn)一步提高整車的行駛性能。練習(xí)與思考01填空題1.輪轂電機(jī)技術(shù)又稱____技術(shù),它的最大特點就是將____、____和____裝置都整合到____內(nèi),將純電動汽車的____部分大大____。2.外轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)采用____電機(jī),電機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)____,無任何____裝置,電機(jī)的____與車輪的____固定或者在一起,車輪的____與____相同。3.內(nèi)轉(zhuǎn)子型輪轂電機(jī)則采用____電機(jī),同時裝備固定傳動比的____。為了獲得較高的____密度,電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常為____左右。4.輪轂電機(jī)按電機(jī)的類型又可分為____、____、____式。5.輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式主要分為____和____。練習(xí)與思考02簡答題1.輪轂電機(jī)按電機(jī)的類型可分為哪幾種?各有何特點?2.簡述減速驅(qū)動方式及其優(yōu)、缺點。3.簡述直接驅(qū)動方式及其優(yōu)、缺點。一、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的主要參數(shù)二、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理三、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的控制電路四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測任務(wù)七

比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢測了解比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部連接。熟悉比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的工作原理。任務(wù)七

比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢測知識目標(biāo)能對比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的控制電路進(jìn)行分析。會對比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行相關(guān)檢測。技能目標(biāo)一、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的主要參數(shù)比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)為永磁同步電機(jī),具有高密度、小型輕量化、高效率、高可靠性、高耐久性、強(qiáng)適應(yīng)性等優(yōu)點。同時也可以作為發(fā)電機(jī)發(fā)電,如在高坡下滑、高速滑行以及制動過程中把勢能或者動能轉(zhuǎn)化為電能存儲。一、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的主要參數(shù)比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的主要參數(shù)如下:(1)最大輸出扭矩:450N·m。(2)最大輸出轉(zhuǎn)速:7500r/min。(3)額定功率:75kW。(4)最大功率:120kW。比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)如圖2-60所示。二、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)主要由機(jī)殼、定子總成、轉(zhuǎn)子總成、旋轉(zhuǎn)變壓器、水溫傳感器和線束等組成。圖2-61所示為比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)外部連接示意圖。圖2-62所示為比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)帶繞組的定子鐵心及轉(zhuǎn)子組件。二、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理定子總成產(chǎn)生三相交變的旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),并能將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆Υ嬖趧恿﹄姵刂小＾D(zhuǎn)子總成在電機(jī)的氣隙中建立足夠的磁場。轉(zhuǎn)子鐵心是用硅鋼片疊加起來的,在鐵心的槽中安裝有8個內(nèi)嵌式用稀土材料制成的釹鐵硼永磁體磁極(圖2-63),從而產(chǎn)生永久磁場,在轉(zhuǎn)子上沒有線圈,既簡化了電機(jī)結(jié)構(gòu),提高了運(yùn)行的可靠性,又沒有轉(zhuǎn)子銅耗,提高了電機(jī)的效率。二、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理圖2-64所示為比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)工作原理示意圖。二、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理圖2-65所示為比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)性能曲線圖。三、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的控制電路比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的控制電路如圖2-66所示。三、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的控制電路驅(qū)動電機(jī)控制相關(guān)線束插頭如圖2-67所示。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測限于當(dāng)前純電動汽車售后服務(wù)的技術(shù)現(xiàn)狀和生產(chǎn)廠家的情況,純電動汽車驅(qū)動電機(jī)檢測的重點是外圍檢測,如旋轉(zhuǎn)變壓器、溫度傳感器等的檢測。無論是通過診斷儀診斷還是通過人工對故障加以分析判斷,檢測比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)時應(yīng)注意:(1)根據(jù)實際檢測需要,確保在檢查之前拔下動力電池維修開關(guān),并將動力電池維修開關(guān)放置在指定位置或由專人看管,以防其他技師重新連接。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(2)根據(jù)實際檢測需要,關(guān)閉點火開關(guān)或從輔助蓄電池上斷開負(fù)極端子電纜。(3)根據(jù)實際檢測需要,做好高壓安全防護(hù)(穿戴絕緣手套、絕緣膠鞋、防護(hù)眼鏡)。(4)熟練使用萬用表,掌握驅(qū)動電機(jī)、控制器、旋變電路的結(jié)構(gòu)及各診斷數(shù)據(jù),形成初步判斷驅(qū)動電機(jī)、控制器及旋變電路故障的能力四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測1.驅(qū)動電機(jī)相關(guān)電路的檢測1)驅(qū)動電機(jī)三相電纜的檢測即驅(qū)動電機(jī)與電機(jī)控制器之間三相電纜的檢測,主要檢查導(dǎo)線的導(dǎo)通性以及連接處的緊固情況。操作步驟如下:(1)確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋、動力電池維修開關(guān)已拔掉。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(2)選擇絕緣工具,按照規(guī)范操作要求,將電機(jī)控制器側(cè)與驅(qū)動電機(jī)側(cè)三相電纜接頭拆下,操作時觀察導(dǎo)線外皮是否完好、有無破損、是否固定牢固。(3)如圖2-68所示,選擇萬用表電阻擋或蜂鳴擋,兩根表筆分別接觸電纜對應(yīng)的兩端,導(dǎo)線兩端的阻值應(yīng)小于0.5Ω。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測2)驅(qū)動電機(jī)旋變電路的檢測驅(qū)動電機(jī)旋變電路的檢測包括勵磁、正弦和余弦各線圈與電機(jī)控制器電路的檢測。下面以勵磁線圈(+)電路的檢測為例。操作步驟如下:(1)確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋、動力電池維修開關(guān)已拔掉。(2)把電機(jī)控制器低壓線束連接器、旋變線束插頭拔掉。(3)選擇萬用表電阻擋或蜂鳴擋。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(4)如圖2-69所示,紅、黑表筆分別觸接勵磁線圈(+)對應(yīng)的線束插頭位置。(5)每根導(dǎo)線兩端的阻值應(yīng)小于0.5Ω,說明插接器接觸良好,無氧化、退針現(xiàn)象。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測3)驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器電路的檢測驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器電路的檢測包括溫度傳感器和溫控開關(guān)與電機(jī)控制器電路的檢測。下面以溫度傳感器信號電路的檢測為例。操作步驟如下:(1)確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋、動力電池維修開關(guān)已拔掉。(2)把電機(jī)控制器低壓線束連接器、溫度傳感器線束插頭拔掉。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(3)選擇萬用表電阻擋或蜂鳴擋。(4)如圖2-70所示,紅、黑表筆分別觸接溫度傳感器信號對應(yīng)的線束插頭位置。(5)每根導(dǎo)線兩端的阻值應(yīng)小于0.5Ω,說明插接器接觸良好,無氧化、退針現(xiàn)象。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測2.驅(qū)動電機(jī)相關(guān)器件的檢測1)驅(qū)動電機(jī)三相繞組的檢測操作步驟如下:(1)確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋、動力電池維修開關(guān)已拔掉。(2)選擇絕緣工具,按照規(guī)范操作要求,將電機(jī)控制器側(cè)三相電纜接頭拆下。(3)選擇萬用表電阻擋。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(4)如圖2-71所示,紅、黑表筆分別觸接三相繞組中每兩相繞組,萬用表電阻均應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)(因繞組漆包線較粗,故阻值較小),否則,應(yīng)判斷電機(jī)繞組斷路。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測2)溫度傳感器的檢測操作步驟如下:(1)在確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋的情況下,將電機(jī)上溫度傳感器B23黑色線束插頭拔掉。(2)選擇萬用表電阻擋。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(3)如圖2-72所示,紅、黑表筆分別觸接電機(jī)側(cè)溫度傳感器B23黑色線束插頭(公)的3腳與6腳。(4)常溫下傳感器阻值應(yīng)為(7±1)kΩ左右(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻),若不符合標(biāo)準(zhǔn)則可判斷其已損壞。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測3)溫控開關(guān)的檢測操作步驟如下:(1)將已經(jīng)拔下的電機(jī)側(cè)溫度傳感器B23黑色線束插頭(公)的1腳與4腳連接萬用表電阻擋的兩個表筆,如圖2-73所示。(2)電機(jī)溫度正常時溫控開關(guān)應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài),若不符合標(biāo)準(zhǔn)則可判斷其已損壞。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測4)旋變繞組的檢測操作步驟如下:(1)在確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋的情況下,將電機(jī)上旋變B22棕色線束插頭拔掉。(2)選擇萬用表電阻擋。(3)以旋變勵磁繞組為例,如圖2-74所示,紅、黑表筆分別觸接旋變B22棕色線束插頭(公)的4腳與1腳。(4)正常時勵磁繞組的阻值為(8.1±2)Ω。若不符合標(biāo)準(zhǔn),則可判斷旋轉(zhuǎn)變壓器故障。正弦繞組、余弦繞組的檢測方法同上,只是線圈阻值均為(14±2)Ω。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測3.驅(qū)動電機(jī)相關(guān)電壓的檢測1)溫度傳感器參考電源電壓的檢測操作步驟如下:(1)在確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋的情況下,將電機(jī)上溫度傳感器B23黑色線束插頭拔掉。(2)選擇萬用表直流電壓擋。(3)如圖2-75所示,紅表筆觸接溫度傳感器B23黑色線束插頭(母)的6腳,黑表筆搭鐵或觸接B23的3腳。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(4)點火開關(guān)置于ON擋,正常時應(yīng)有來自電機(jī)控制器為其提供的5V參考電源電壓。若不符合標(biāo)準(zhǔn),在排除電路故障的前提下,則可判斷電機(jī)控制器內(nèi)部故障。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測2)溫控開關(guān)電源電壓的檢測操作步驟如下:(1)在已經(jīng)拔下的溫度傳感器B23黑色線束插頭(母)的1腳連接直流電壓的黑表筆,紅表筆連接任意正極或B23的6腳,如圖2-76所示。(2)點火開關(guān)置于ON擋,正常時應(yīng)有來自電機(jī)控制器為其提供的負(fù)極性的開關(guān)電源電壓。若不符合標(biāo)準(zhǔn),在排除電路故障的前提下,則可判斷電機(jī)控制器內(nèi)部故障。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測3)旋變繞組參考電源電壓的檢測操作步驟如下:(1)在確認(rèn)點火開關(guān)置于OFF擋的情況下,將電機(jī)上旋變B22棕色線束插頭拔掉。(2)選擇萬用表直流電壓擋。(3)以旋變勵磁繞組(+)為例,在旋變B22棕色線束插頭(母)的1腳連接紅表筆,黑表筆搭鐵,如圖2-77所示。四、比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)檢測(4)點火開關(guān)置于ON擋,正常時應(yīng)有來自電機(jī)控制器為其提供的參考電源電壓2.5V。若不符合標(biāo)準(zhǔn),在排除電路故障的前提下,則可判斷電機(jī)控制器內(nèi)部故障。練習(xí)與思考03綜合題繪制圖2-66所示比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)的控制電路,完成下列任務(wù):1.詳述驅(qū)動電機(jī)與電機(jī)控制器之間三相電纜的檢測。2.詳述電機(jī)控制器與旋變、溫度傳感器之間電路的檢測。3.詳述驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器阻值的檢測。4.詳述驅(qū)動電機(jī)溫控開關(guān)的檢測。練習(xí)與思考03綜合題5.詳述驅(qū)動電機(jī)旋變繞組的檢測。6.詳述驅(qū)動電機(jī)溫度傳感器參考電源電壓的檢測。7.詳述驅(qū)動電機(jī)旋變繞組參考電源電壓的檢測。8.詳述驅(qū)動電機(jī)溫控開關(guān)電源電壓的檢測。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述二、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理三、磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器四、比亞迪e6旋轉(zhuǎn)變壓器任務(wù)八

旋轉(zhuǎn)變壓器了解旋轉(zhuǎn)變壓器在電機(jī)控制中的作用。熟悉旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)原理。任務(wù)八

旋轉(zhuǎn)變壓器知識目標(biāo)會分析旋轉(zhuǎn)變壓器電路。能看懂比亞迪e6驅(qū)動電機(jī)中的旋變結(jié)構(gòu)。技能目標(biāo)一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述旋轉(zhuǎn)變壓器是一種電磁式傳感器,又稱同步分解器。它是一種小型的交流電機(jī),用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度,由定子和轉(zhuǎn)子組成,如圖2-78所示。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述1.旋轉(zhuǎn)變壓器的發(fā)展早期的旋轉(zhuǎn)變壓器用于計算解答裝置中,作為模擬計算機(jī)的主要組成部分之一。旋轉(zhuǎn)變壓器之后逐漸用于伺服系統(tǒng),作為角度信號的產(chǎn)生和檢測元件,有時被稱作四線自整角機(jī)。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述2.旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用近期發(fā)展得很快。在電動汽車領(lǐng)域,如驅(qū)動用電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的位置傳感器,電動助力轉(zhuǎn)向盤電動機(jī)的位置、速度傳感器等,都采用旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述3.旋轉(zhuǎn)變壓器的分類1)按有無電刷與滑環(huán)的滑動接觸分類按有無電刷和滑環(huán)的滑動接觸,可將旋轉(zhuǎn)變壓器分為接觸式和無接觸式兩種。(1)接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器通過電刷和滑環(huán)將繞組和外電路進(jìn)行連接。(2)無接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器通過環(huán)型耦合變壓器來取代電刷和滑環(huán)的作用將繞組和外電路進(jìn)行連接,也稱無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器,目前應(yīng)用較為廣泛。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述2)按極對數(shù)分類旋轉(zhuǎn)變壓器按極對數(shù)的多少,可以分為單對極旋轉(zhuǎn)變壓器和多對極旋轉(zhuǎn)變壓器兩種。其中多對極旋轉(zhuǎn)變壓器為了提高角度測量的精度,一般使用時與被測電機(jī)的極對數(shù)匹配一致。既有單獨使用的多對極旋轉(zhuǎn)變壓器,也有多對極旋轉(zhuǎn)變壓器和單對極旋轉(zhuǎn)變壓器組合使用的統(tǒng)一系統(tǒng)。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述3)按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系分類按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系,旋轉(zhuǎn)變壓器可分為正弦、余弦、線性和比例等類型一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述4)按轉(zhuǎn)子上有無繞組分類(1)無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器通過環(huán)型耦合變壓器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組和外電路的連接,但是環(huán)型耦合變壓器的存在,造成旋轉(zhuǎn)變壓器的尺寸、體積、質(zhì)量較大,在一些空間有限的場合應(yīng)用受到限制。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述(2)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器(VR旋轉(zhuǎn)變壓器)轉(zhuǎn)子上不裝繞組,而把勵磁繞組和信號繞組都安放在定子上。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述5)按輸入輸出相數(shù)分類按輸入勵磁電壓及輸出電壓的相數(shù),可以將旋轉(zhuǎn)變壓器分為1相勵磁/2相輸出(BRX)、2相勵磁/1相輸出(BRT)、2相勵磁/2相輸出(BRS)三種類型。一、旋轉(zhuǎn)變壓器概述6)按裝配方式分類按照裝配方式旋轉(zhuǎn)變壓器可分為分裝式和組裝式。二、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理和普通變壓器基本相似,但也有所區(qū)別:普通變壓器的原邊(一次側(cè))、副邊(二次側(cè))繞組是相對固定的,因此輸出電壓和輸入電壓之比是常數(shù),其工作原理如圖2-79所示;二、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器的一次側(cè)與二次側(cè)不是固定安裝的,而是相對運(yùn)動的,隨著兩者相對角度的變化,在輸出側(cè)就可以得到幅值變化的波形,其工作原理如圖2-80~圖2-84所示。二、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理旋轉(zhuǎn)變壓器就是基于以上原理設(shè)計的:輸出信號幅值隨一次側(cè)鐵心、二次側(cè)鐵心相對位置變化而變化,但頻率不變。旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖2-85所示。三、磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器1.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器簡介磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器是一種新型結(jié)構(gòu)高精度角位置傳感器,具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠及適應(yīng)高速運(yùn)行等特點。磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器與傳統(tǒng)線繞式旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理區(qū)別較大。三、磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器2.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的線繞式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)不同,磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入繞組和輸出繞組均安置在定子鐵心的槽中,轉(zhuǎn)子不放任何繞組,以實現(xiàn)無接觸運(yùn)行。圖2-86所示為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。三、磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器3.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理圖2-87所示為磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理示意圖,圖中畫出了5個定子齒和4個轉(zhuǎn)子齒。三、磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器在電路設(shè)置上,旋轉(zhuǎn)變壓器一般采用頻率為1~10kHz的正弦交流電作為勵磁信號,對旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的二相轉(zhuǎn)角位置調(diào)制信號進(jìn)行處理,得到以電量形式表達(dá)的位置信號,其輸出電壓形式與傳統(tǒng)的正弦、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓形式相同。圖2-88所示為旋轉(zhuǎn)變壓器及其相關(guān)信號。四、比亞迪e6旋轉(zhuǎn)變壓器比亞迪e6的驅(qū)動電機(jī)為永磁同步電機(jī),采用磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。圖2-89所示為旋轉(zhuǎn)變壓器在驅(qū)動電機(jī)中的位置。四、比亞迪e6旋轉(zhuǎn)變壓器圖2-90所示為驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器定子總成的安裝位置。四、比亞迪e6旋轉(zhuǎn)變壓器圖2-91所示為驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器定子總成結(jié)構(gòu)。四、比亞迪e6旋轉(zhuǎn)變壓器圖2-92所示為旋轉(zhuǎn)變壓器與電機(jī)控制器連接電路。練習(xí)與思考01填空題1.旋轉(zhuǎn)變壓器是一種____傳感器,又稱____。它是一種小型的____,用來測量旋轉(zhuǎn)物體的____和____,由____和____組成。2.旋轉(zhuǎn)變壓器____繞組作為變壓器的____,接受____電壓