新能源汽車動力電池與驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修課件3.1-新能源汽車驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修

新能源汽車動力蓄電池與驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修學(xué)習(xí)情境3新能源汽車驅(qū)動電機(jī)及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修學(xué)習(xí)單元3.1新能源汽車驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修【情境導(dǎo)入】

修理工在某新能源汽車4S店工作，一天接了一輛純電動汽車，修理工檢查后發(fā)現(xiàn)電機(jī)工作異響，需要進(jìn)一步檢查電機(jī)，你知道如何安全、規(guī)范地檢測和拆裝電機(jī)嗎?【學(xué)習(xí)導(dǎo)航】在新能源汽車中，采用驅(qū)動電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源汽車中的發(fā)動機(jī)，并在電機(jī)控制器的控制下，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來驅(qū)動汽車行駛。其中，在純電動汽車、串聯(lián)式混合動力汽車、燃料電池電動汽車中，驅(qū)動電機(jī)是唯一的驅(qū)動裝置；裝在并聯(lián)式混合動力汽車和混聯(lián)式混動汽車中，驅(qū)動電機(jī)作為耦合動力裝置。目前新能源汽車主要應(yīng)用的驅(qū)動電機(jī)由直流電動機(jī)、交流感應(yīng)電動機(jī)、交流永磁電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)。那么，我們?nèi)绾握莆粘Ｓ秒妱訖C(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性等相關(guān)的知識，是本課程需要講述的內(nèi)容。學(xué)習(xí)單元3.1新能源汽車驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)原理與檢修1.應(yīng)知電動汽車常用電機(jī)的分類。2.應(yīng)知直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，工作原理、機(jī)械特性及控制方法。3.應(yīng)知無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，工作原理。4.應(yīng)知交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，工作原理、機(jī)械特性及控制方法。5.應(yīng)知永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，工作原理及控制方法。6.應(yīng)知開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，工作原理及控制方法。7.能夠養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)協(xié)作、吃苦耐勞、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)情境3新能源汽車驅(qū)動電機(jī)及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與檢修3.1.1驅(qū)動電機(jī)概述

一、電機(jī)的分類1、電機(jī)的分類方法電機(jī)分類工作電源結(jié)構(gòu)及工作原理用途直流電機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)直流電機(jī)交流電機(jī)驅(qū)動用電機(jī)控制用電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)速度

籠型感應(yīng)電機(jī)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)高速電機(jī)低速電機(jī)恒速電機(jī)調(diào)速電機(jī)

勵(lì)磁式直流電機(jī)直流電機(jī)永磁式直流電機(jī)

單相電機(jī)交流電機(jī)三相電機(jī)

無刷直流電機(jī)直流電機(jī)

有刷直流電機(jī)

感應(yīng)電機(jī)異步電機(jī)

交流換向器電機(jī)

永磁同步電機(jī)

同步電機(jī)磁阻同步電機(jī)

磁滯同步電機(jī)3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)

2、各類電機(jī)介紹各種電機(jī)的性能比較如表3-1-1所示。具有起動加速時(shí)驅(qū)動力大、調(diào)速控制簡單、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。采用變頻調(diào)速時(shí)，可以取消機(jī)械變速器，實(shí)現(xiàn)無級變速，使傳動效率大為提高。采用正弦波驅(qū)動，低噪聲、體積小、功率密度大、轉(zhuǎn)動慣量小、脈動轉(zhuǎn)矩小、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、工作可靠、效率高、其調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比普通的交流調(diào)速系統(tǒng)好。直流電機(jī)交流異步電機(jī)永磁同步電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)項(xiàng)目直流電機(jī)交流異步電機(jī)永磁同步電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍/（r/min）4000~600012000~200004000~10000>15000功率密度低中高較高功率因素-82~8590~9360~65峰值效率/（%）85~8994~9595~9785~90負(fù)荷效率/（%）80~8790~9285~9778~86過載能力/（%）200300~500300300~500恒功率區(qū)比例-1:51:2.251:3電機(jī)質(zhì)量重中輕輕電機(jī)外形尺寸大中小小可靠性一般好優(yōu)良好結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性差好一般優(yōu)良控制操作性能最好好好好控制器成本低高高一般表3-1-1各種電機(jī)的性能比較3.1.1驅(qū)動電機(jī)概述

二、電機(jī)的額定指標(biāo)1、額定功率額定功率是指額定運(yùn)行情況下軸端輸出的機(jī)械功率（W或kW）。2、額定電壓額定電壓是指外加于線端的電源線電壓（V）。3、額定電流額定電流是指電機(jī)額定運(yùn)行（額定電壓、額定輸出功率）情況下電樞繞組（或定子繞組）的線電流（A）。4、額定頻率額定頻率是指電機(jī)額定運(yùn)行情況下電樞（或定子）的頻率（Hz）。5、額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速是指電機(jī)額定運(yùn)行（額定電壓、額定頻率、額定輸出功率）的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（r/min）。3.1.1驅(qū)動電機(jī)概述

三、新能源汽車對電機(jī)的要求1、電機(jī)的運(yùn)行特性要滿足新能源汽車的要求。2、電機(jī)應(yīng)具有瞬時(shí)功率大、帶負(fù)載起動性能好、過載能力強(qiáng)、加速性能好、使用壽命長等特點(diǎn)。3、電機(jī)應(yīng)在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，具有很高的效率，以提高一次充電的續(xù)駛里程。4、電機(jī)應(yīng)能夠在新能源汽車減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動，將能量回收并反饋給動力蓄電池，使得新能源汽車具有最佳能量利用率。5、電機(jī)應(yīng)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作。6、電機(jī)應(yīng)體積小，質(zhì)量輕，一般為工業(yè)用電機(jī)的1/3~1/2。7、電機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡單堅(jiān)固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和維護(hù)。8、價(jià)格便宜，從而能夠減少整體新能源汽車的價(jià)格，提高性價(jià)比。9、運(yùn)行時(shí)噪聲低，減少噪音污染。

3.1.2直流電機(jī)

一、有刷直流電機(jī)1、有刷直流電機(jī)的勵(lì)磁方法有刷直流電機(jī)分為繞組勵(lì)磁式直流電機(jī)和永磁式直流電機(jī)。在新能源汽車所采用的有刷直流電機(jī)中，小功率電機(jī)采用的是永磁式直流電機(jī)，大功率電機(jī)采用的是繞組勵(lì)磁式直流電機(jī)。繞組勵(lì)磁式有刷直流電機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式的不同，可分為他勵(lì)式、并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式4種勵(lì)磁方式。根據(jù)4種勵(lì)磁方式形成以下四種類型有刷直流電機(jī)。各種勵(lì)磁方式直流電機(jī)的電路如圖3-1-1所示，圖中：Ia為電樞電流；If為勵(lì)磁電流；U為電源電壓；Uf為勵(lì)磁電壓；I為負(fù)載電流。

（a）他勵(lì)（b）并勵(lì)（c）串勵(lì)（d）積復(fù)勵(lì)（e）差復(fù)勵(lì)圖3-1-1各種勵(lì)磁方式直流電機(jī)的電路

3.1.2直流電機(jī)

2、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙。直流電機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖3-1-2所示。（1）定子部分直流電機(jī)定子主要由主磁極、機(jī)座、換向極和電刷裝置等組成。①主磁極主磁極由主磁極鐵芯和套裝在鐵芯上的勵(lì)磁繞組組成，如圖3-1-3所示。

（a）結(jié)構(gòu)圖（b）剖面圖圖3-1-2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖3-1-3直流電機(jī)主磁極

3.1.2直流電機(jī)

②換向極換向極又稱為附加極，它裝在兩個(gè)主磁極之間，用來改善直流電機(jī)的換向。換向極由換向鐵芯和換向極繞組組成，如圖3-1-4所示。換向極繞組與主磁極繞組一樣也是用圓銅線或扁銅線繞制而成，經(jīng)絕緣處理后套裝在換向極鐵芯上，最后用螺釘將換向極固定在機(jī)座上。換向極繞組匝數(shù)不多時(shí)，一般與電樞繞組串聯(lián)在一起，如圖3-1-5所示。③機(jī)座機(jī)座一般用鑄鋼鑄成或用厚鋼板焊接而成。④電刷裝置電刷裝置的作用是通過電刷與換向器表面的滑動接觸，把轉(zhuǎn)動的電樞繞組與外電流相連。電刷裝置一般由電刷、電刷盒、刷辮、壓簧和電刷座等部分組成，如圖3-1-6所示。電刷一般用石墨粉壓制而成。電刷放置在電刷盒內(nèi)，用壓簧壓緊在換向器上，電刷盒固定在電刷座上，成為一個(gè)整體部件。

圖3-1-4換向極圖3-1-5換向極與主磁極的位置關(guān)系

圖3-1-6電刷裝置

3.1.2直流電機(jī)

（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子又稱為電樞，主要由換向器、電樞鐵芯、電樞繞組組成。①換向器換向器的作用是機(jī)械整流。換向器由許多換向片組成，換向片之間的縫隙用云母片絕緣。換向器結(jié)構(gòu)如圖3-1-7所示。

圖3-1-7換向器

圖3-1-8直流電機(jī)電樞鐵芯

圖3-1-9直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組

圖3-1-10直流電機(jī)轉(zhuǎn)子

②電樞鐵芯轉(zhuǎn)子總成在磁場中旋轉(zhuǎn)時(shí)，在電樞鐵芯中將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗。減少這些損耗的影響，電樞鐵芯通常用0.5mm厚的鋼片疊壓而成，電樞鐵芯固定在電樞軸上。沿鐵芯外圈均勻地分布有槽，電樞繞組嵌放在槽內(nèi)，如圖3-1-8所示。③電樞繞組電樞繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分。直流電機(jī)的電樞繞組如圖3-1-9所示。繞組端頭按一定規(guī)律嵌放在換向器鋼片的升高片槽內(nèi)，并用錫焊或氬弧焊焊牢，如圖3-1-10所示。

3.1.2直流電機(jī)

3、直流電機(jī)工作原理（1）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生如圖3-1-11所示，N、S為定子固定不動的兩個(gè)主磁極，在兩個(gè)主磁極N、S之間裝有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動的線圈，線圈首末兩端分別連接到換向器上。線圈與換向器固定在一起隨電樞軸轉(zhuǎn)動，換向器中間分成了兩部分，分別與電刷A和B滑動接觸。電刷A與電源正極連接，電刷B與電源負(fù)極連接。線圈位于圖（a）中位置時(shí)，線圈瞬時(shí)電流的流向?yàn)殡娫凑龢O→電刷A→換向器→a→b→c→d→換向器→電刷B→電源負(fù)極。

（a）（b）

圖3-1-11直流電機(jī)的工作原理示意圖

3.1.2直流電機(jī)

4、有刷直流電機(jī)的機(jī)械特性直流電機(jī)的機(jī)械特性是指在電源電壓恒定、勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻和電樞回路電阻不變的情況下，其轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，又稱轉(zhuǎn)矩-速度特性，是電機(jī)的重要特性。不同勵(lì)磁方式直流電機(jī)的機(jī)械特性是不同的，其性能也會有較大差別，不同勵(lì)磁方式下直流電機(jī)的機(jī)械特性如圖3-1-12所示。

圖3-1-12不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)機(jī)械特性

根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab、cd都受到電磁力的作用。導(dǎo)體受電磁力的方向用左手定則確定，在此瞬間時(shí)，ab位于N、S極下，受力方向向左，cd位于N、S極下，受力方向向右，電磁力對電樞軸和線圈形成了電磁轉(zhuǎn)矩，線圈與電樞軸將進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（2）有刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)原理從直流電機(jī)的工作過程可知，直流電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩大，在用作新能源汽車的驅(qū)動電機(jī)時(shí)，新能源汽車的起步和加速性較好。

3.1.2直流電機(jī)

（1）串勵(lì)式直流電機(jī)的機(jī)械特性串勵(lì)式直流電機(jī)的機(jī)械特性，當(dāng)電壓一定時(shí)，隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增大，轉(zhuǎn)速下降很快，因此機(jī)械特性比較軟，電機(jī)不會因負(fù)載增大而過載。但其有較寬的恒功率調(diào)速范圍，其缺點(diǎn)是加速性能比較差。這種機(jī)械特性非常適合低速牽引型電動汽車，但是負(fù)載轉(zhuǎn)矩趨于0時(shí)，轉(zhuǎn)速趨于無窮大，故串勵(lì)式直流電機(jī)不能空載運(yùn)行。（2）他勵(lì)式直流電機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)電樞電壓一定時(shí)，由于他勵(lì)電機(jī)的電樞電阻很小，所以在負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化不大，機(jī)械特性比較硬。他勵(lì)式直流電機(jī)具有良好的線性和工作穩(wěn)定性。此外，由于他勵(lì)式直流電機(jī)可以通過分別控制勵(lì)磁電流和電樞電壓來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因而其調(diào)速范圍很大。另外，他勵(lì)式直流電機(jī)很容易連接成發(fā)電機(jī)工作電路，實(shí)現(xiàn)電動汽車的制動能量回收。永磁直流電機(jī)和并勵(lì)電機(jī)也有類似的機(jī)械特性。（3）并勵(lì)式直流電機(jī)的機(jī)械特性并勵(lì)式直流電機(jī)的勵(lì)磁電流與電樞電壓有關(guān)，負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定，具有比較硬的機(jī)械特性。并勵(lì)式直流電機(jī)的調(diào)速范圍較寬，但提供轉(zhuǎn)矩的能力較差。（4）復(fù)勵(lì)式直流電機(jī)的機(jī)械特性復(fù)勵(lì)式直流電機(jī)既有并勵(lì)繞組，又有串勵(lì)繞組，因此其特性介于串勵(lì)式和并勵(lì)式直流電機(jī)機(jī)械特性之間。復(fù)勵(lì)式直流電機(jī)的負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化較大，機(jī)械特性優(yōu)于并勵(lì)直流電機(jī)，適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化較大的場合。

3.1.2直流電機(jī)

5、直流電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)（1）直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)①調(diào)速性能良好。②起動性能好。③具有較寬的恒功率范圍。④控制較為簡單。⑤價(jià)格較為便宜。（2）直流電機(jī)的缺點(diǎn)①效率較低。②維護(hù)工作量大。③轉(zhuǎn)速低。④質(zhì)量和體積大。6、直流電機(jī)的控制（1）直流電機(jī)調(diào)速控制調(diào)速方法有電樞電壓調(diào)節(jié)法、磁場調(diào)節(jié)法、電樞回路電阻調(diào)節(jié)法。①電樞電壓調(diào)節(jié)法電樞電壓調(diào)節(jié)法是通過改變電樞電壓來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。他勵(lì)式直流電機(jī)采用電樞電壓調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速控制特性如圖3-1-13所示。

圖3-1-13電樞電壓調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速控制特性

3.1.2直流電機(jī)

②磁場調(diào)節(jié)法磁場調(diào)節(jié)法是通過調(diào)節(jié)磁極繞組勵(lì)磁電流，改變磁極磁通量來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于通常電機(jī)額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均已在磁通近飽和狀態(tài)下，因此一般只能采用弱磁的方法來調(diào)速。他勵(lì)式直流電機(jī)采用磁場調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速控制特性如圖3-1-14所示。

圖3-1-14磁場調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速控制特性

電樞電壓調(diào)節(jié)法適用于電機(jī)降速調(diào)節(jié)。電機(jī)電樞電壓與轉(zhuǎn)速之間近似于線性調(diào)節(jié)，而電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，因而也稱其為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。該控制方法可使直流電機(jī)在較寬的速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑的速度控制，調(diào)速比一般可達(dá)1:10。電樞電壓調(diào)節(jié)過程為：當(dāng)降低電樞電壓時(shí)，在電機(jī)轉(zhuǎn)速、阻力矩還沒來得及改變時(shí)，電樞電流必然下降，電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩下降，致使電樞轉(zhuǎn)速下降；隨著電樞轉(zhuǎn)速的降低，電樞反電動勢減小，電樞電流回升，電樞電磁轉(zhuǎn)矩增大，直到與電機(jī)阻力矩相平衡，電機(jī)才會在比調(diào)壓前低的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.1.2直流電機(jī)

③電樞回路電阻調(diào)節(jié)法電樞回路電阻調(diào)節(jié)法是在磁極繞組勵(lì)磁電流不變的情況下，通過改變電樞回路的電阻，使電樞電流變化來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。電樞回路電阻調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速控制特性如圖3-1-15所示。在實(shí)際的直流電機(jī)調(diào)速控制中，通常是電樞電壓調(diào)節(jié)和磁場調(diào)節(jié)配合應(yīng)用，如圖3-1-16所示。在電機(jī)轉(zhuǎn)速低于基速時(shí)，磁極磁場保持穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)電樞電壓來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；在電機(jī)轉(zhuǎn)速高壓基速時(shí)，電樞電壓恒定，通過調(diào)節(jié)磁極磁通量來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電機(jī)電樞電壓與磁極磁通量配合調(diào)節(jié)。

圖3-1-15電樞回路電阻調(diào)節(jié)法的轉(zhuǎn)速控制特性

圖3-1-16電樞電壓與磁極磁通量配合調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)特性

3.1.2直流電機(jī)

（2）直流電機(jī)的再生制動控制再生制動能量制回收是提高新能源汽車?yán)m(xù)航里程的有效手段。再生制動能量回收即新能源汽車在制動時(shí)，通過電機(jī)的再生制動控將動能轉(zhuǎn)換為電能儲存在動力蓄電池，供驅(qū)動時(shí)使用，已達(dá)到延長新能源汽車?yán)m(xù)駛里程的目的，同時(shí)還可以減少制動系統(tǒng)工作強(qiáng)度延長制動盤和摩擦片的使用壽命。他勵(lì)直流電機(jī)在作為電機(jī)驅(qū)動車輛行駛時(shí)，電源電壓U與電樞反電動勢Ef方向相反，而|U|＞|Ef|，電樞電流Ia從電源流向電樞，產(chǎn)生拖動轉(zhuǎn)矩。電機(jī)從電源處得到的電功率大于零。若在制動時(shí)，降低電源電壓U使|U|＜|Ef|，則電樞反電動勢Ef將迫使電樞電流Ia從電樞流向電源，電機(jī)實(shí)現(xiàn)再生發(fā)電，同時(shí)產(chǎn)生與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的反向電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)制動。此時(shí)電機(jī)的電功率小于零，電機(jī)向電源饋送功率。

3.1.3無刷直流電機(jī)

一、無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)無刷直流電機(jī)主要由電機(jī)本體、電子換向器、轉(zhuǎn)子位置傳感器、殼體等幾部分組成。1、電機(jī)本體無刷直流電機(jī)的電機(jī)本體由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。（1）定子定子是電機(jī)本體的靜止部分又稱為電樞，它由導(dǎo)磁的定子鐵芯、導(dǎo)電的電樞繞組及固定鐵芯和繞組的殼體等組成，如圖3-1-17所示。定子鐵芯中安放著對稱的多相繞組，可接成星形或封閉形，各相繞組分別與電子開關(guān)線路中的相應(yīng)晶體管相連接。（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子式電機(jī)本體的轉(zhuǎn)動部分，是產(chǎn)生勵(lì)磁磁場的部件，由永磁體、導(dǎo)磁體和軸承等組成。轉(zhuǎn)子是由永磁材料制成一定極對數(shù)的永磁體，主要有將轉(zhuǎn)子鐵芯外表面粘貼瓦片形磁鋼，稱為凸極式，如圖3-1-18（a）所示；或?qū)⒋配摬迦朕D(zhuǎn)子鐵芯的溝槽中，稱為嵌入式，如圖3-1-18（b）所示；以及將磁鋼埋入轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)部，稱為內(nèi)埋式，如圖3-1-18（c）所示。

圖3-17無刷直流電機(jī)定子結(jié)構(gòu)

（a）（b）（c）

圖3-1-18永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

3.1.3無刷直流電機(jī)

2、電子換向器電子換向器又稱為電子開關(guān)，與轉(zhuǎn)子位置傳感器相配合，起到與機(jī)械換向器相似的作用。電子換向器主要由晶體管組成，有橋式和非橋式兩種，如圖3-1-19所示為常用的幾種電樞繞組連接方式，其中圖（a）、（b）是非橋式電路，其他為橋式電路。在橋式電路，在每個(gè)工作瞬間，上下橋臂各有一個(gè)晶體管導(dǎo)通，使兩相定子繞組通電。圖3-1-19中，晶體管的通斷由電子開關(guān)觸發(fā)器控制。電子開關(guān)觸發(fā)器將位置傳感器的傳遞過來的信號進(jìn)行解調(diào)、預(yù)放大、功率放大、然后去觸發(fā)晶體管，使電樞繞組按一定的邏輯程序通電，形成旋轉(zhuǎn)磁場，以使電機(jī)轉(zhuǎn)子可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

（a）三相星形三狀態(tài)（b）四相星形四狀態(tài)（c）三相星形六狀態(tài)（d）兩相正交四狀態(tài)

（e）三相封閉六狀態(tài)圖3-1-19電樞繞組與電子換向器連接方式

3.1.3無刷直流電機(jī)3、轉(zhuǎn)子位置傳感器轉(zhuǎn)子位置傳感器的種類一般有電磁式位置傳感器、霍爾式位置傳感器和光電式位置傳感器三種。（1）電磁式這種傳感器的結(jié)構(gòu)如圖3-1-20所示。它由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。電磁式位置傳感器具有輸出信號大、工作可靠、壽命長、使用環(huán)境要求不高、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單和緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但這種傳感器的信噪比較低，體積較大，同時(shí)其輸出波形為交流，一般需經(jīng)過整流、濾波后才可使用。（2）霍爾式圖3-1-21表示四相霍爾式位置傳感器原理圖。圖中兩個(gè)霍爾元件H1和H2以間隔90°電角度粘于電機(jī)定子繞組A和B的軸線上，并通上控制電流，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼兼作位置傳感器的轉(zhuǎn)子?；魻柺綗o刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，但安裝位置和定位不便，元件薄易碎，對環(huán)境及工作溫度有一定要求，耐震差。

圖3-1-20電磁式位置傳感器

圖3-1-21霍爾式位置傳感器原理圖

3.1.3無刷直流電機(jī)

（3）光電式光電式傳感器是由固定在定子上的幾個(gè)光電耦合開關(guān)和固定在轉(zhuǎn)子軸上的遮光盤所組成，如圖3-1-22所示。

圖3-1-22光電式位置傳感器

圖3-1-23無刷直流電機(jī)工作原理二、無刷直流電機(jī)的工作原理1、三相星形非橋式如圖3-1-23所示為一臺采用非橋式晶體管開關(guān)電路驅(qū)動兩極三相星形繞組，并帶有電磁式位置傳感器的無刷直流電機(jī)。轉(zhuǎn)子位置傳感器的勵(lì)磁線圈由高頻振蕩器供電，通過導(dǎo)磁片的作用使信號線圈獲得較大的感應(yīng)電壓，經(jīng)整流、放大加到開關(guān)電路功率三極管的基極上使其導(dǎo)通，因而與該管串聯(lián)的定子繞組也就與外電源接通。由于導(dǎo)磁片與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，所以信號線圈Wa、Wb、Wc依次獲得電壓信號，3個(gè)功率晶體管依次導(dǎo)通，使得定子三相繞組輪流通電。

3.1.3無刷直流電機(jī)

當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子處于圖3-1-23所示瞬間，位置傳感器PS的扇形導(dǎo)磁片位于圖示位置處，它的信號線圈Wa開始與勵(lì)磁線圈相耦合，便有信號電壓輸出，其余兩個(gè)信號線圈Wb、Wc的信號電壓為0。線圈Wa提供的信號電壓使晶體管V1開始導(dǎo)通，而晶體管V2、V3截止。這樣，電樞繞組AX有電流通過，電樞繞組磁場Ba的方向如圖3-1-23中所示向右。電樞繞組與永磁轉(zhuǎn)子磁場相互作用就產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子在空間轉(zhuǎn)過120°電角度時(shí)，位置傳感器的扇形片也轉(zhuǎn)過同樣角度，從而使信號線圈Wb開始有信號電壓輸出，Wa、Wc的信號電壓為0。Wb輸出的信號電壓便使晶體管V2開始導(dǎo)通，晶體管V1、V3截止。這樣，電樞繞組BY有電流通過，電樞磁場Ba的方向如圖3-1-24（a）所示。電樞磁場Ba與永磁轉(zhuǎn)子磁場相互作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子繼續(xù)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

（a）（b）（c）圖3-1-24電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場間的相對位置

3.1.3無刷直流電機(jī)

若轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)過120°電角度，回到原來的起始位置，如圖3-1-24（c）所示，通過位置傳感器將重復(fù)上述的工作過程，在三相星形非橋式的無刷直流電機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過360°電角度時(shí)，定子電樞繞組共有三個(gè)通電狀態(tài)，每一狀態(tài)僅有一相導(dǎo)通，定子電流所產(chǎn)生的電樞磁場在空間跳躍著轉(zhuǎn)動，相應(yīng)地在空間也有3個(gè)不同的位置，稱為三個(gè)磁狀態(tài)，每一狀態(tài)持續(xù)120°電角度，這種通電方式稱為一相導(dǎo)通三相星形三狀態(tài)。每一晶體管導(dǎo)通時(shí)轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的空間電角度稱為導(dǎo)通角。三相星形非橋式無刷直流電機(jī)各相繞組與各晶體管導(dǎo)通順序的關(guān)系如表3-1-2所示?？梢钥闯觯捎谝粋€(gè)磁狀態(tài)對應(yīng)一相導(dǎo)通，所以導(dǎo)通角和狀態(tài)角都等于120°。當(dāng)電機(jī)是p對磁極時(shí)，位置傳感器轉(zhuǎn)子沿圓周應(yīng)有p個(gè)均布的導(dǎo)磁扇形片，每個(gè)扇形片張角應(yīng)大于等于120°/p。無刷直流電機(jī)三相非橋式星形接法時(shí)各相相電壓波形如圖3-1-25所示。表3-1-2三相星形三狀態(tài)導(dǎo)通順序表電角度0°120°240°360°定子繞組的導(dǎo)通角ABC導(dǎo)通晶體管V1V2V3圖3-1-25三相星形非橋式接法時(shí)各相相電壓波形

3.1.3無刷直流電機(jī)

2、三相星形橋式接法

圖3-1-26三相星形橋式開關(guān)電路

圖3-1-27三相橋式電路的位置傳感器若定子繞組仍為三相，而功率晶體管接成橋式開關(guān)電路如圖3-1-26所示，相應(yīng)的位置傳感器原理圖如圖3-1-27所示。三相電樞繞組與各功率晶體管導(dǎo)通順序如表3-1-3所示?？梢钥闯?，電機(jī)應(yīng)有6個(gè)通電狀態(tài)，每一狀態(tài)都是兩相同時(shí)導(dǎo)通，每個(gè)功率晶體管導(dǎo)通角仍為120°，位置傳感器扇形片張角大于等于120°/p。

表3-1-3兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)導(dǎo)通順序表電角度0°60°120°

180°

240°

300°

360°導(dǎo)電順序ABCBCABV1導(dǎo)通

V2

導(dǎo)通

V3

導(dǎo)通V4

導(dǎo)通

V5導(dǎo)通

導(dǎo)通V6

導(dǎo)通總之，要保持定轉(zhuǎn)子磁場產(chǎn)生恒定的平均電磁轉(zhuǎn)矩，必須保證定轉(zhuǎn)子磁場在空間內(nèi)保持相對靜止。

3.1.3無刷直流電機(jī)

三、無刷直流電機(jī)的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)（1）外特性好，尤其是具有低速大轉(zhuǎn)矩特性。（2）可以在低、中、高寬速度范圍內(nèi)運(yùn)行。（3）效率高，在輕載車況下，仍能保持較高的效率。（4）過載能力強(qiáng)。（5）再生制動效果好。（6）體積小、質(zhì)量輕、比功率大，可有效地減輕質(zhì)量、節(jié)省空間。（7）可靠性高。（8）控制系統(tǒng)比異步電機(jī)簡單。2、缺點(diǎn)無刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，勵(lì)磁不能控制，機(jī)械特性較硬，不具有繞組式直流電機(jī)的機(jī)械特性。如果逆變器輸出波形不理想，會出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)矩脈動，影響電機(jī)的低速性能，電流耗損大，噪聲較大。永磁體材料在受到高溫時(shí)，會發(fā)生退磁現(xiàn)象。由于永磁體的作用，轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)會產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的反電動勢，并通過逆變器反接二極管施加在高壓母線上，此種方式會造成一定的安全隱患。

3.1.4交流異步電機(jī)

一、交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖3-1-28所示。1、定子交流異步電機(jī)的定子主要由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座三部分組成，如圖3-1-29所示。（1）定子鐵芯定子鐵芯主要是作為電機(jī)主磁路的一部分并且用來嵌放定子繞組，為了降低定子鐵芯的鐵損耗，定子鐵芯一般由0.35~0.50mm厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。定子鐵芯如圖3-1-29所示，在鐵芯的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。（2）定子繞組定子繞組是電機(jī)的電路部分，通入三相交流電，其作用是吸收電功率和產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

圖3-1-28交流異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

圖3-1-29交流異步電機(jī)的定子

3.1.4交流異步電機(jī)三相定子繞組的接法有兩種分別為星形接法（通常表示為Y接法）和三角形接法（通常表示為△接法），如圖3-1-30所示。對于大、中型容量的高壓異步電機(jī)定子繞組通常采用星形接法，只有三根引出線，如圖3-1-30（a）所示。對于中、小型容量的低壓異步電機(jī)，通常把定子三相繞組的六根線頭都引出來，根據(jù)需要可接成星形和三角形，三角形接法如圖3-1-30（b）所示。定子繞組用絕緣的銅導(dǎo)線繞制而成，嵌放在定子槽內(nèi)。（3）機(jī)座機(jī)座主要用于固定定子鐵芯和前、后端蓋，支承轉(zhuǎn)子并起到防護(hù)和散熱等作用，一般作為磁路的組成部分。2、轉(zhuǎn)子交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組。

（a）星形接法（b）三角形接法圖3-1-30定子繞組的接法

3.1.4交流異步電機(jī)（1）轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，它由0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。鐵芯固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，整個(gè)轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。為了改善電機(jī)的起動和運(yùn)行性能，減少諧波，鼠籠式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯一般采用斜槽結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)如圖3-1-31所示。（2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組是自成閉合回路的短路線圈。轉(zhuǎn)子繞組不需要外接電源供電，其電流是由電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的。它有兩種結(jié)構(gòu)形式分別為：鼠籠式和繞線式。由于美國的特斯拉純電動汽車主要使用鼠籠式三相異步電機(jī)。下面所講述的三相鼠籠式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放置銅條，銅條兩端用銅制短路環(huán)焊接起來，如圖3-1-32所示。如果將轉(zhuǎn)子鐵芯去掉，轉(zhuǎn)子繞組的形狀如鼠籠，故稱為鼠籠式轉(zhuǎn)子?，F(xiàn)在中、小型鼠籠式電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般都采用鑄鋁轉(zhuǎn)子，采用壓力澆鑄或離心澆鑄的方法將轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)體、短路環(huán)以及端部的風(fēng)扇鑄造在一起，與轉(zhuǎn)子鐵芯形成一個(gè)整體。鼠籠式轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、運(yùn)行安全可靠、使用方便等。

圖3-1-31交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯

（a）銅條繞組

（b）鑄鋁繞組圖3-1-32轉(zhuǎn)子繞組

3.1.4交流異步電機(jī)

二、交流異步電機(jī)工作原理1、基本原理交流異步電機(jī)基本工作原理，如圖3-1-33所示。在蹄形磁體的兩極間放置一個(gè)閉合導(dǎo)體，當(dāng)轉(zhuǎn)動蹄形磁鐵時(shí)，磁鐵所形成的磁場開始旋轉(zhuǎn)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場與閉合導(dǎo)體之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，閉合導(dǎo)體切割磁力線而在其內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。感應(yīng)電流又使導(dǎo)體受到一個(gè)電磁力的作用，于是導(dǎo)體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動起來，這就是交流異步電機(jī)的基本原理。欲使交流異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。2、工作原理如圖3-1-34（a）所示為三相定子繞組U1U2、V1V2、W1W2，它們在空間按互差120°的規(guī)律對稱排列。并采用星形連接方式與三相電源相連。則三相定子繞組便通過三相對稱電流，隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

圖3-1-33

感應(yīng)電機(jī)原理

（a）三相對稱繞組星形接法

（b）三相對稱電流波形圖3-1-34交流異步電機(jī)定子三相繞組

3.1.4交流異步電機(jī)

如圖3-1-34（b）所示當(dāng)時(shí)，,U1U2繞組中無電流；為負(fù)，V1V2繞組中的電流從V2流入V1流出；為正，W1W2繞組中的電流從W1流入W2流出；由右手螺旋定則可得，合成磁場的方向向下，如圖3-1-35（a）所示。如圖3-1-34（b）所示當(dāng)時(shí)，為正，U1U2繞組中的電流從U1流入U(xiǎn)2流出；為負(fù)，V1V2繞組中的電流從V2流入V1流出；,W1W2繞組中無電流；由右手螺旋定則可得，合成磁場的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了60°，如圖3-1-35（b）所示。如圖3-1-34（b）所示當(dāng)時(shí)，為正，U1U2繞組中的電流從U1流入U(xiǎn)2流出；,V1V2繞組中無電流；為負(fù)，W1W2繞組中的電流從W2流入W1流出；由右手螺旋定則可得，合成磁場的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了120°，如圖3-1-35（c）所示。

（a）ωt=0°（b）ωt=60°（c）ωt=120°圖3-1-35旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

3.1.4交流異步電機(jī)

三相對稱繞組通過對稱電流產(chǎn)生p旋轉(zhuǎn)磁場，磁場在旋轉(zhuǎn)過程中切割轉(zhuǎn)子繞組。如圖3-1-36所示，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的定子磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組順時(shí)針切割定子磁場，根據(jù)右手定則，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生如圖所示的感應(yīng)電流，再根據(jù)左手定則可知轉(zhuǎn)子繞組在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)，受力方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。3、交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速（1）極數(shù)交流異步電機(jī)的極數(shù)是指旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的線圈纏繞形式有關(guān)。當(dāng)每相繞組只有一個(gè)線圈，繞組的始端之間相差120°空間角時(shí)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對磁極，。當(dāng)每相繞組為兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差60°空間角時(shí)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極，即。如圖3-1-37所示，U1U2與U′1U′2是U相上的兩個(gè)串聯(lián)線圈，V1V2與V′1V′2是V相上的兩個(gè)串聯(lián)線圈，W1W2與W′1W′2是W相上的兩個(gè)串聯(lián)線圈。同理，如果要產(chǎn)生三對磁極，即的旋轉(zhuǎn)磁場，則每相繞組必須串聯(lián)的三個(gè)線圈，繞組的始端之間相差40°空間角。極對數(shù)與繞組的始端之間的空間的關(guān)系為：

圖3-1-37兩磁極電機(jī)繞組

圖3-1-36轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生

3.1.4交流異步電機(jī)

（2）轉(zhuǎn)速交流異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電機(jī)磁極對數(shù)有關(guān)，他們的關(guān)系為：當(dāng)三相輸入的電角度改變60°時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場僅旋轉(zhuǎn)30°，為時(shí)的一半，如圖3-1-38所示。（3）轉(zhuǎn)差率旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差，因此，將這種電機(jī)稱為異步電機(jī)，又因?yàn)檫@種電機(jī)的轉(zhuǎn)動原理是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，故又稱為感應(yīng)電機(jī)。轉(zhuǎn)差率為：式中：S為轉(zhuǎn)差率表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與n0磁場轉(zhuǎn)速相差的程度的物理量。n0為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速常稱為同步轉(zhuǎn)速。圖3-1-38兩磁極電機(jī)磁場轉(zhuǎn)角

3.1.4交流異步電機(jī)

三、交流異步電機(jī)特性及特點(diǎn)1、交流異步電機(jī)的機(jī)械特性機(jī)械特性曲線一般包括交流異步電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩、起動過程的最小轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩、同步轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速等重要技術(shù)數(shù)據(jù)，以及電機(jī)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩變化的情況，如圖3-1-39所示。圖中Tm為最大轉(zhuǎn)矩，Tst1、Tst2、Tst3分別為對應(yīng)U1、U2、U3電壓下的起動轉(zhuǎn)矩，TN為對應(yīng)U1下的額定轉(zhuǎn)矩，nm為臨界轉(zhuǎn)速，nN額定轉(zhuǎn)速，n0為同步轉(zhuǎn)速。由圖3-1-39可見U1>U2>U3，則起動轉(zhuǎn)矩Tst1>Tst2>Tst3。由圖3-1-39還可以看出，在電機(jī)負(fù)載力矩不變的情況下，改變定子繞組所加的電壓可得到不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，也就是交流異步電機(jī)可以通過調(diào)壓調(diào)速，但其轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍較小。

圖3-1-39鼠籠式交流異步電機(jī)不同電壓的機(jī)械特性曲線

3.1.4交流異步電機(jī)

（1）額定轉(zhuǎn)矩TN額定轉(zhuǎn)矩是交流異步電機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。（2）最大轉(zhuǎn)矩Tm最大轉(zhuǎn)矩又稱為臨界轉(zhuǎn)矩，是電機(jī)可能產(chǎn)生的最大電磁轉(zhuǎn)矩，它反映了電機(jī)的過載能力。最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為電機(jī)的過載系數(shù)，一般交流異步電機(jī)的過載系統(tǒng)為1.8~2.2。在選用電機(jī)時(shí)，必須考慮可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，根據(jù)所選電機(jī)的過載系數(shù)算出電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，它必須大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。（3）起動轉(zhuǎn)矩Tst起動轉(zhuǎn)矩為電機(jī)起動初始瞬間的轉(zhuǎn)矩，及n=0，S=1時(shí)的轉(zhuǎn)矩。為確保電機(jī)能夠帶額定負(fù)載起動，必須滿足：Tst>TN，一般的異步電機(jī)Tst/TN=1~2.2。2、交流異步電機(jī)的特點(diǎn)（1）交流異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)效率較高；結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、質(zhì)量輕；工作可靠、使用壽命長；免維護(hù)；電機(jī)本身的成本低。（2）交流異步電機(jī)的缺點(diǎn)調(diào)速性能相對較差；功率因數(shù)較低；配用的控制器成本較高。

3.1.4交流異步電機(jī)

四、交流異步電機(jī)的控制1、交流異步電機(jī)的調(diào)速控制電機(jī)調(diào)速就是同一負(fù)載下能得到不同的轉(zhuǎn)速，以滿足新能源汽車可以在不同的車速下行駛?？梢酝ㄟ^三個(gè)途徑進(jìn)行調(diào)速，分別為：改變電壓頻率、改變磁極對數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。2、交流異步電機(jī)的制動控制制動是給電機(jī)一個(gè)與轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，促使它在斷開電源后很快地減速或停轉(zhuǎn)。對電機(jī)制動，就是要求它的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為制動轉(zhuǎn)矩。常見的電機(jī)制動方法：（1）反接制動（2）能耗制動（3）再生反饋制動3、交流異步電機(jī)的控制方法交流異步電機(jī)的控制方法分為矢量控制（FOC）和直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）兩種。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，直接轉(zhuǎn)矩控制往往很難體現(xiàn)出優(yōu)越性，調(diào)速范圍不及矢量控制寬，其根源主要在于其低速時(shí)，轉(zhuǎn)矩脈動的存在以及負(fù)載能力的下降，這些問題制約了直接轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)入實(shí)用化的進(jìn)程。

3.1.5永磁同步電機(jī)

一、永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)

1、電機(jī)永磁同步電機(jī)主要由機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子組成。定子包括定子鐵芯和定子繞組，如圖3-1-40所示。定子繞組鑲嵌在定子鐵芯中，繞組的作用是通電時(shí)可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，鐵芯的作用是可以提高導(dǎo)磁率。永磁同步電機(jī)定子結(jié)構(gòu)和工作原理與交流異步電機(jī)相同，一般多采用4極形式，三相繞組按3相繞組4電極形式布置，通電產(chǎn)生4極旋轉(zhuǎn)磁場。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝的永磁體磁極可分為表面凸出式、表面嵌入式和內(nèi)埋式三種。表面凸出式永磁轉(zhuǎn)子的磁極安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯圓周表面上，如圖3-1-41所示。表面嵌入式永磁轉(zhuǎn)子的永磁體嵌裝在轉(zhuǎn)子鐵芯表面，如圖3-1-42所示。內(nèi)埋式永磁轉(zhuǎn)子的永磁體嵌裝在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，有徑向式、切向式、U形混合式、V形徑向式，如圖3-1-43所示。在內(nèi)埋式永磁體中徑向式布置的轉(zhuǎn)子鐵芯還會開有隔磁空槽，槽內(nèi)也可以填充隔磁材料，如圖3-1-44所示。

圖3-1-40永磁同步電機(jī)定子結(jié)構(gòu)

圖3-1-41表面凸出式永磁轉(zhuǎn)子

圖3-1-42表面嵌入式永磁轉(zhuǎn)子

3.1.5永磁同步電機(jī)

將轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸做成一體，兩端用軸承安裝在機(jī)殼上，轉(zhuǎn)子前端安裝有散熱風(fēng)扇隨軸轉(zhuǎn)動，在定子繞組不斷通電產(chǎn)生的磁場吸引下，轉(zhuǎn)子即隨定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場進(jìn)行運(yùn)行，如圖3-1-45所示。2、轉(zhuǎn)子位置傳感器永磁同步電機(jī)系統(tǒng)的位置傳感器有很多種類，如光電式、電磁式、霍爾式等，這些已在前文中介紹。目前在新能源汽車中常采用磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器來檢測轉(zhuǎn)子位置信息。旋轉(zhuǎn)變壓器由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，如圖3-1-46所示。徑向式切向式U形混合式V形徑向式圖3-1-43內(nèi)埋式永磁轉(zhuǎn)子

圖3-1-44徑向布置永磁轉(zhuǎn)子

圖3-1-45永磁同步電機(jī)

圖3-1-46磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器

3.1.5永磁同步電機(jī)

旋轉(zhuǎn)變壓器的定子安裝在驅(qū)動電機(jī)后蓋上；轉(zhuǎn)子安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，隨其共同旋轉(zhuǎn)，如圖3-1-47和3-1-48所示。波形的幅值和相位因與電機(jī)轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子的變化而變化，因此可判斷出電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置、轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向，旋變波形如圖3-1-49所示。3、逆變器位置傳感器將轉(zhuǎn)子的位置信號電壓反饋給控制芯片，控制芯片經(jīng)過電流采樣和數(shù)學(xué)變化，并根據(jù)反饋的位置信息經(jīng)過閉環(huán)運(yùn)算，輸出PWM占空比來觸發(fā)功率元器件（IGBT或MOSFET），控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

圖3-1-47旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝位置

圖3-1-48旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝位置圖3-1-49旋轉(zhuǎn)變壓器波形

3.1.5永磁同步電機(jī)

二、永磁同步電機(jī)工作原理1、永磁同步電機(jī)旋轉(zhuǎn)原理在永磁同步電機(jī)系統(tǒng)中，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)主要是靠控制單元給定命令執(zhí)行，即控制器將輸入的直流電逆變成電壓、頻率可調(diào)的三相交流電，供給三相交流永磁同步電機(jī)。由電機(jī)控制器輸出的頻率和幅值可變的三相交流電使電機(jī)的定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。根據(jù)磁極異性相吸，同性相斥的原理，不論定子旋轉(zhuǎn)磁極與永磁磁極起始相對位置如何，定子旋轉(zhuǎn)磁極總會由于磁力拖著轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，故稱為永磁同步電機(jī)，其工作示意圖如圖3-1-50所示。永磁同步電機(jī)工作原理如圖3-1-51所示。當(dāng)定子產(chǎn)生一對磁極，上部為N極，下部為S極時(shí)，將會吸引轉(zhuǎn)子到當(dāng)前位置即轉(zhuǎn)子S極向上，N極向下。在有負(fù)載狀態(tài)下，定子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)速上稍微領(lǐng)先轉(zhuǎn)子一點(diǎn)，吸引轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，在理想空載狀態(tài)下轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場是完全對應(yīng)的，在轉(zhuǎn)子主動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場會切割定子繞組從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時(shí)電機(jī)狀態(tài)為發(fā)電機(jī)，新能源汽車再生制動就是利用這個(gè)原理而來的。

如圖3-1-50永磁同步電機(jī)工作示意圖

（a）電動機(jī)狀態(tài)（b）理想空載狀態(tài)（c）發(fā)電機(jī)運(yùn)行圖3-1-51同步電機(jī)工作原理

3.1.5永磁同步電機(jī)

2、旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的信號繞組和勵(lì)磁繞組均固定在旋轉(zhuǎn)變壓器的定子上，僅通過轉(zhuǎn)子凸極效應(yīng)產(chǎn)生具有正弦軌跡的氣隙磁導(dǎo)變化，在信號繞組感應(yīng)出正、余弦信號。旋轉(zhuǎn)變壓器三相繞組關(guān)系示意圖如圖3-1-52所示。在勵(lì)磁繞組中通入一定頻率的正弦電壓，隨著轉(zhuǎn)子位置的改變，勵(lì)磁繞組與相互垂直的兩個(gè)輸出繞組（正弦繞組和余弦繞組）的耦合發(fā)生改變，從而使輸出繞組的感應(yīng)電動勢隨轉(zhuǎn)子位置成正余弦規(guī)律變化。圖3-1-53為磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理示意圖，其中圖中有5個(gè)定子齒，4個(gè)轉(zhuǎn)子齒。

圖3-1-52旋轉(zhuǎn)變壓器三相繞組關(guān)系示意圖

圖3-1-53磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理示意圖

3.1.5永磁同步電機(jī)

定子槽內(nèi)安裝了逐槽反向串接的輸入繞組1-1和兩個(gè)間隔繞制反向串接的輸出繞組2-2和3-3。當(dāng)給輸入繞組1-1加上交流正弦電壓時(shí)，兩個(gè)輸出繞組2-2和3-3中分別得到兩個(gè)電壓，其幅值主要取決于定子和轉(zhuǎn)子齒的相對位置間氣隙磁導(dǎo)的大小。當(dāng)轉(zhuǎn)子相對定子轉(zhuǎn)動時(shí)，空間的氣隙磁導(dǎo)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距，氣隙磁導(dǎo)變化一個(gè)周期；而當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一周時(shí)，氣隙磁導(dǎo)變化的周期數(shù)等于轉(zhuǎn)子齒數(shù)。這樣，轉(zhuǎn)子的齒數(shù)就相當(dāng)于磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器極對數(shù)，從而達(dá)到多極的效果。氣隙磁導(dǎo)的變化，導(dǎo)致輸入和輸出繞組之間互感的變化，輸出繞組感應(yīng)的電動勢也發(fā)生變化。實(shí)際應(yīng)用中是通過輸出電壓幅值的變化而測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。

三、永磁同步電機(jī)控制原理1、恒壓頻比開環(huán)控制2、永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制3、永磁同步電機(jī)矢量控制4、智能控制3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)

開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（SwitchedReluctanceDrive，簡稱SRD）是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的新型交流調(diào)速系統(tǒng)，它由開關(guān)磁阻電機(jī)（SRM）、功率變換器、位置傳感器及控制器組成，其系統(tǒng)構(gòu)成與永磁無刷電機(jī)幾乎一樣，如圖3-1-54所示。一、開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、位置傳感器、機(jī)殼、風(fēng)扇等部分組成，如圖3-1-55所示。1、定子

如圖3-1-56所示，開關(guān)磁阻電機(jī)的定子鐵芯有6個(gè)凸極，由導(dǎo)磁性良好的硅鋼片沖壓后疊加而成。6個(gè)凸極上繞有3組定子繞組即空間對稱的2個(gè)凸極上纏繞一組線圈。定子的作用是定子繞組按順序通電，產(chǎn)生的電磁力牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。定子凸極的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，一般為6個(gè)、8個(gè)、12個(gè)，最多的有18個(gè)。

圖3-1-54開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組成

圖3-1-55開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)

圖3-1-56定子3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)

2、轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子也是由導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子的凸極上無繞組。轉(zhuǎn)子的作用是構(gòu)成磁場的磁通路，并在磁場力的作用下轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子的凸極個(gè)數(shù)為偶數(shù)，如圖3-1-57所示為4個(gè)凸極。實(shí)際應(yīng)用的開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子凸極一般有4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)，最多有16個(gè)。由圖3-1-56和圖3-1-57中的定子和轉(zhuǎn)子組合到一起，稱為三相6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)。由不同個(gè)數(shù)凸極的定子和轉(zhuǎn)子組成到一起，同時(shí)保證開關(guān)磁阻電機(jī)能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，可以得到各種不同相數(shù)、不同極數(shù)的開關(guān)磁阻電機(jī)，常用的有：三相6/4極、四相8/6極、三相12/8極等。如圖3-1-58所示為一三相6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)。

圖3-1-57轉(zhuǎn)子

圖3-1-58三相6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)二、開關(guān)磁阻電機(jī)工作原理

開關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)行原理是遵循“磁阻最小原理”。如圖3-1-59所示，為一個(gè)三相6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，定子上6個(gè)凸極上繞有線圈，徑向相對的兩個(gè)線圈連接在一起，組成一相，共有3相。轉(zhuǎn)子上4個(gè)凸極。A、B、C三相線圈連接的是受開關(guān)控制的直流電。如圖3-1-60所示，為6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器，通過開關(guān)晶體管向線圈供電。BG1、BG2、BG3是三個(gè)開關(guān)晶體管，分別控制三相線圈A、B、C的電流通斷，三個(gè)開關(guān)晶體管旁邊并聯(lián)續(xù)流二極管。續(xù)流二極管的作用是防止電壓電流突變，提供回路，防止開關(guān)晶體管燒壞。在開關(guān)晶體管切斷相應(yīng)電路時(shí)，線圈A、B、C中會產(chǎn)生自感電動勢。此時(shí)，續(xù)流二極管會提供回路，釋放掉線圈中自感電流，防止自感電動勢過高，擊穿開關(guān)二極管。

圖3-1-596/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)繞組狀態(tài)

圖3-1-606/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)

如圖3-1-61所示，當(dāng)開關(guān)二極管BG1在電機(jī)控制器控制下導(dǎo)通時(shí)，A相線圈通電產(chǎn)生磁通。磁力線從最近的轉(zhuǎn)子凸極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，在磁力線的牽引下，轉(zhuǎn)子開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到30°為止，轉(zhuǎn)到30°時(shí)轉(zhuǎn)子不再轉(zhuǎn)動，此時(shí)磁路最短。為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到30°前控制開關(guān)二極管BG1截止切斷A相控制電路，在30°時(shí)控制開關(guān)二極管BG2導(dǎo)通，接通B相線圈電路，如圖3-1-62所示。磁通從最近的轉(zhuǎn)子凸極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，于是轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，磁力線一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60°為止。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60°前控制開關(guān)二極管BG2截止，切斷B相線圈控制電路，在60°時(shí)控制開關(guān)二極管BG3導(dǎo)通，接通C相線圈電路，如圖3-1-63所示。磁通從最近轉(zhuǎn)子凸極通過鐵芯，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，磁力線一直牽引轉(zhuǎn)子到90°為止。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到90°前控制開關(guān)二極管BG3截止，切換C相線圈控制電路，轉(zhuǎn)子在90°的狀態(tài)與前面0°開始時(shí)一樣，重復(fù)前面工作過程。開關(guān)二極管BG1導(dǎo)通，接通A相線圈電路，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這樣不停重復(fù)，轉(zhuǎn)子就不停地旋轉(zhuǎn)。

圖3-1-61開關(guān)磁阻電機(jī)A相線圈工作狀態(tài)

圖3-1-62開關(guān)磁阻電機(jī)B組線圈工作狀態(tài)

圖3-1-63開關(guān)磁阻電機(jī)C相線圈工作狀態(tài)3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)

三、開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方式脈寬調(diào)制控制（PWM）動態(tài)響應(yīng)快抗干擾能力強(qiáng)但低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動大電流斬波控制（CCC）適用低速和制動運(yùn)行電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)抗負(fù)載擾動動態(tài)響應(yīng)慢角度位置控制（APC）轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)范圍大同時(shí)導(dǎo)通相數(shù)可變電機(jī)效果高不適用于低速運(yùn)行組合控制高速與低速電流斬波控制組合變角度電壓PWM控制組合開關(guān)磁阻電機(jī)控制方式脈寬調(diào)制控制（PWM）是在主開關(guān)控制信號上施加PWM調(diào)制信號，通過改變占空比來調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓而實(shí)現(xiàn)對勵(lì)磁電壓的控制。電流斬波控制（CCC）方式是在電機(jī)起動、低速運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)電動勢引起的電壓降小，電流上升很快。角度位置控制（APC）方式是在直流電壓的斬波頻率和占空比確定時(shí)，加于各線圈兩端的電壓大小不變的情況下，可通過調(diào)節(jié)開關(guān)磁阻電機(jī)的主開關(guān)器件的導(dǎo)通角和切斷角的值，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和速度的調(diào)節(jié)。3.1.6開關(guān)磁阻電機(jī)四、開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)（1）開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適合高速運(yùn)行（2）電機(jī)各相獨(dú)立工作，系統(tǒng)可靠性高（3）功率電路簡單可靠（4）起動轉(zhuǎn)矩高，起動電流?。?）可控參數(shù)多，調(diào)速性能好（6）適用于頻繁起動、停車及正反轉(zhuǎn)運(yùn)行（7）效率高、損耗小2、缺點(diǎn)（1）由于是磁阻式電機(jī)，其能量轉(zhuǎn)換密度低于電磁式電機(jī)。（2）轉(zhuǎn)矩脈動較大，通常開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的典型值為15%上下。由轉(zhuǎn)矩脈動所導(dǎo)致的噪聲及諧振問題也較為突出。（3）電機(jī)相數(shù)越多，所需功率器件越多。（4）需要位置檢測，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，降低其可靠性。3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

一、驅(qū)動電機(jī)故障檢修驅(qū)動電機(jī)故障主要分為機(jī)械故障和電氣故障。1、機(jī)械故障常見的機(jī)械故障主要有掃膛、振動、軸承過熱、損壞等。（1）一般由于軸承嚴(yán)重超差及端蓋內(nèi)孔磨損或端蓋止口與外殼止口磨損變形，使電機(jī)外殼、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸引起掃膛。（2）振動一般是由轉(zhuǎn)子動不平衡，以及軸承問題，轉(zhuǎn)軸彎曲，端蓋、外殼與轉(zhuǎn)子不同軸，緊固件松動等造成。振動不但會有噪聲，還會產(chǎn)生額外符合。（3）軸承過熱一般是由軸承配合太緊或太松，軸承損壞造成的。2、電氣故障常見的電氣故障有電壓不正常、繞組絕緣故障、繞組短路、繞組斷路、斷相運(yùn)行等。（1）電壓偏高會使勵(lì)磁電流增大，導(dǎo)致電機(jī)過熱，過高的電壓會造成電機(jī)的絕緣性能降低，使其有被擊穿的危險(xiǎn)。電壓過低，電磁轉(zhuǎn)矩會大大降低，相同負(fù)載下導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速下降。三相繞組電壓不對稱，即一相電壓偏高或偏低時(shí)，會導(dǎo)致某相電流過大，電機(jī)發(fā)熱而損壞繞組。（2）繞組絕緣故障，使繞組的導(dǎo)體與鐵芯或殼體之間相接觸即為繞組絕緣故障。電機(jī)發(fā)生絕緣故障時(shí)容易產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)。3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

（3）繞組短路故障。發(fā)生在同一繞組中的繞組短路稱為匝間短路，如圖3-1-64所示。發(fā)生在兩相繞組之間的繞組短路稱為相間短路，如圖3-1-65所示。無論哪種短路，都會引起某一相或兩相繞組中電流增加，引起局部過熱，使絕緣老化損壞電機(jī)。

圖3-1-64匝間短路圖3-1-65相間短路（4）繞組斷路故障。（5）電機(jī)缺相運(yùn)行故障。3、電機(jī)故障檢測方法（1）細(xì)聽電機(jī)的運(yùn)行聲音是否異常。（2）聞電機(jī)的氣味也可以判斷故障。（3）可以用手觸摸電機(jī)一些部位，根據(jù)觸摸部位溫度判斷故障。（4）電機(jī)定子繞組檢測。使用絕緣萬用表的500V擋位測量電機(jī)三相繞組引出線與外殼之間的絕緣電阻，正常情況下應(yīng)大于500Ω/V或電機(jī)整體絕緣電阻大于2MΩ表明電機(jī)絕緣良好。使用電橋測量儀測量電機(jī)三相繞組電阻值，一般在10mΩ左右，每相繞組電阻應(yīng)接近，若有不同則說明繞組損壞，如圖3-1-66所示。

圖3-1-66測量定子繞組阻值3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

二、驅(qū)動電機(jī)總成的更換1、驅(qū)動電機(jī)總成拆卸過程（1）安全注意事項(xiàng)在進(jìn)行拆卸操作之前，按照規(guī)定進(jìn)行操作場地、安全工裝、工具設(shè)備檢查。（2）嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行高壓斷電操作，拆卸下護(hù)板。（3）釋放電機(jī)系統(tǒng)冷卻液，如圖3-1-67所示。（4）拆卸電機(jī)控制器低壓插頭和三相動力線，如圖3-1-68所示。注意：在拆卸低壓插頭可以使用翹板，翹起鎖扣后在拔出插頭，不要使用金屬或尖銳部件插拔鎖止機(jī)構(gòu)，以免傷害插頭；在拆卸三相動力線插頭時(shí)，先將綠色鎖舌輕輕向后拉出，然后反向推壓鎖扣拉手，待側(cè)向鎖片完全退出后，即可拔出。

（a）（b）圖3-1-67釋放冷卻液

（a）

（b）圖3-1-68斷開電壓線束和三相動力線3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修（5）拆下電機(jī)控制器冷卻水管，如圖3-1-69所示。（6）拆下左右前輪，如圖3-1-70所示。（7）拆卸半軸螺母鎖片，使用工具固定制動盤，拆下半軸螺栓，如圖3-1-71所示。

（a）（b）圖3-1-69拆卸電機(jī)控制器冷卻水管

圖3-1-70拆下左右前輪圖3-1-71拆下半軸螺栓（8）舉升車輛，斷開驅(qū)動電機(jī)低壓線束拆件，如圖3-1-72所示。（9）拆下驅(qū)動電機(jī)冷卻水管，如圖3-1-73所示。（10）拆卸車輛底部各高低壓線束卡箍，如圖3-1-74所示。

圖3-1-73拆下驅(qū)動電機(jī)冷卻水管（a）（b）圖3-1-74拆下車底各高低壓線束卡箍圖3-1-72斷開驅(qū)動電機(jī)低壓插件3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

（11）拆卸電動空調(diào)壓縮機(jī)固定螺栓，如圖3-1-75所示，將電動空調(diào)壓縮機(jī)與驅(qū)動電機(jī)分離。（12）拆卸電動真空泵螺栓，如圖3-1-76所示，將電動真空泵與驅(qū)動電機(jī)分離。（13）在拆卸半軸前釋放電機(jī)驅(qū)動橋減速器潤滑油，如圖3-1-77所示。（14）拆卸轉(zhuǎn)向橫拉桿，如圖3-1-78所示。

（15）拆卸左右下擺臂與轉(zhuǎn)向節(jié)連接螺母，如圖3-1-79所示。將左右下半臂與轉(zhuǎn)向節(jié)分離。拆下左右半軸，如圖3-1-80所示。

圖3-1-75拆卸電動空調(diào)壓縮機(jī)固定螺栓

圖3-1-76拆卸電動真空泵螺栓

圖3-1-77釋放電機(jī)驅(qū)動橋減速器潤滑油圖3-1-78拆卸轉(zhuǎn)向橫拉桿

圖3-1-79拆卸半軸下擺臂與轉(zhuǎn)向節(jié)螺母圖3-1-80拆卸半軸3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

（16）將舉升機(jī)放置在驅(qū)動電機(jī)正下方，并緊貼驅(qū)動電機(jī)，拆卸驅(qū)動電機(jī)總成支架固定螺栓，如圖3-1-81所示。（17）拆卸驅(qū)動電機(jī)總成固定螺栓，并緩緩降下舉升機(jī)，完成驅(qū)動電機(jī)總成拆卸。2、驅(qū)動電機(jī)總成安裝過程（1）使用舉升機(jī)將驅(qū)動電機(jī)總成緩慢升高到車輛底部，安裝驅(qū)動電機(jī)總成固定螺栓，并按照維修手冊要求擰緊力矩，如圖3-1-82所示。（2）安裝驅(qū)動電機(jī)支架，并按照力矩要求擰緊力矩，如圖3-1-83所示。注意安裝螺栓大小順序。

（a）（b）圖3-1-81用舉升機(jī)支撐驅(qū)動電機(jī)并拆卸支架螺栓

圖3-1-82安裝驅(qū)動電機(jī)總成圖3-1-83安裝驅(qū)動電機(jī)支架3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

（3）安裝半軸，先將半軸插入差速器內(nèi)，另一側(cè)緩慢插入輪轂花鍵孔內(nèi)，如圖3-1-84所示。（4）安裝下擺臂與轉(zhuǎn)向節(jié)固定螺栓，如圖3-1-85所示。（5）安裝轉(zhuǎn)向橫拉桿，擰緊螺栓并安裝放松銷如圖3-1-86所示。（6）按維修手冊規(guī)定，加注減速器潤滑油，并給加注螺塞涂上適量密封膠，按規(guī)定力矩?cái)Q緊，如圖3-1-87所示。（7）連接驅(qū)動電機(jī)低壓線束和進(jìn)出水管并緊固卡箍，保證水管連接牢固，如圖3-1-88和3-1-89所示。

圖3-1-84安裝半軸圖3-1-85安裝下擺臂和轉(zhuǎn)向節(jié)螺栓

圖3-1-86安裝轉(zhuǎn)向橫拉桿圖3-1-87加注潤滑油

圖3-1-88安裝低壓線束圖3-1-89安裝冷卻水管3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修（8）連接車輛底部的高低壓線束卡箍，如圖3-1-90所示。（9）安裝電動空調(diào)壓縮機(jī)固定螺栓，并按照規(guī)定力矩?cái)Q緊，如圖3-1-91所示。（10）安裝電動真空泵固定螺栓，并按照規(guī)定力矩?cái)Q緊，如圖3-1-92所示。（11）安裝下護(hù)板后，安裝電機(jī)控制器冷卻水管，并緊固卡箍，如圖3-1-93所示。（12）安裝電機(jī)控制器三相動力線和低壓線束，如圖3-1-94和3-1-95所示。（13）安裝左右兩側(cè)輪轂螺栓，并按規(guī)定力矩緊固，并鎖止螺母，如圖3-1-96所示。（14）安裝左右兩側(cè)車輪，并按規(guī)定力矩緊固，如圖3-1-97所示。

圖3-1-90安裝高低壓線束卡箍圖3-1-91安裝電動壓縮機(jī)螺栓圖3-1-92安裝電動真空泵螺栓圖3-1-93安裝電機(jī)控制器冷卻水管圖3-1-94安裝電機(jī)控制器三相動力線圖3-1-95安裝低壓線束圖3-1-96安裝輪轂螺栓圖3-1-97安裝車輪3.1.7新能源汽車驅(qū)動電機(jī)檢修

（15）驅(qū)動電機(jī)總成安裝完成，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行高壓上電，加注維修手冊中要求的冷卻液至標(biāo)準(zhǔn)位置并排氣，拆除車輛三件套。最后檢查車輛冷卻水路是否有漏液情況，各機(jī)械部件是否安裝到位，電氣部件是否連接牢固。三、驅(qū)動電機(jī)總成的拆裝1、驅(qū)動電機(jī)總成分解（1）分解驅(qū)動電機(jī)與減速驅(qū)動橋，如圖3-1-98所示。（2）拆下三相動力線接線盒上蓋，如圖3-1-99所示。（3）拆下三相動力線固定螺栓，取下三相動力線，如圖3-1-100所示。（4）拆下驅(qū)動電機(jī)旋