1、第六章 電動(dòng)汽車電機(jī)新能源汽車電工電子與電力電子基礎(chǔ)第六章 電動(dòng)汽車電機(jī)新能源汽車電工電子與電力電子基礎(chǔ)2能說出永磁同步直流無刷電機(jī)中的永磁、 同步、 直流、 無刷分別指什么。能說出汽車變頻器控制下的電機(jī)工作特性。能說出汽車變頻器 “兩兩導(dǎo)通” 和 “三三導(dǎo)通” 的換流過程。知識(shí)目標(biāo)2能說出永磁同步直流無刷電機(jī)中的永磁、 同步、 直流、 無刷3 能更換汽車永磁直流同步無刷電機(jī)。 能正確拆裝汽車永磁直流同步無刷電機(jī)。 能對(duì)汽車永磁直流同步無刷電機(jī)進(jìn)行必要的檢查。 能對(duì)汽車永磁直流同步無刷電機(jī)的液冷系統(tǒng)進(jìn)行檢查。技能目標(biāo)3 能更換汽車永磁直流同步無刷電機(jī)。技能目標(biāo)4第一節(jié) 電動(dòng)汽車電機(jī)一、 電機(jī)種

2、類電機(jī)根據(jù)電源的電壓幅值和頻率是否變化分為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制電機(jī)兩種。4第一節(jié) 電動(dòng)汽車電機(jī)一、 電機(jī)種類電機(jī)根據(jù)電源的電壓幅值和5二、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電源的特征 （電壓幅值和頻率） 不發(fā)生變化的電機(jī)， 工作機(jī)械特性只取決于負(fù)載阻力的大小。例如， 電機(jī)的端電壓 （ ）， 在我國(guó)有三相電機(jī)和單相電機(jī)兩種， 我國(guó)工頻電為 （ ）， 線電壓為 ， 相電壓為 。 因此有:三相電機(jī)： 槡（ ）單相電機(jī)： 槡（ ）由于電壓幅值 不變、 角頻率 不變、 初始角 不確定， 整個(gè)電機(jī)的機(jī)械特性取決于電機(jī)的負(fù)載大小， 這就是驅(qū)動(dòng)電機(jī) （工頻電機(jī)）。第一節(jié) 電動(dòng)汽車電機(jī)5二、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電源的特征 （電壓幅

3、值和頻率） 不6三、 控制電機(jī)控制電機(jī)的電源是直流電， 經(jīng)變頻器控制輸出幅值和頻率的電機(jī)， 工作機(jī)械特性不僅取決于負(fù)載阻力的大小， 也取決于變頻器的控制電流輸出大小?？刂齐姍C(jī)的端電壓仍為 （ ）， 電動(dòng)汽車為三相電機(jī)， 電機(jī)端電壓隨以下參數(shù)的變化而變化：） 電壓幅值 ： 幅值 是變值。） 角頻率 ： 也可以從零調(diào)節(jié)到幾百赫茲 （）。） 初始角 ： 為確定值。整個(gè)電機(jī)的機(jī)械特性取決于電機(jī)控制目標(biāo)的大小， 這就是控制電機(jī)。汽車上的控制電機(jī)應(yīng)用有很多， 如電動(dòng)汽車或傳統(tǒng)汽車采用的電動(dòng)轉(zhuǎn)向電機(jī)， 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)和空調(diào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。第一節(jié) 電動(dòng)汽車電機(jī)6三、 控制電機(jī)控制電機(jī)的電源是直流電， 經(jīng)變頻器控制

4、輸出幅7四、 電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)的要求（） 過載能力要強(qiáng)（） 基速比要大（） 設(shè)計(jì)目標(biāo)要求高（） 功率密度要高（） 可控性要好（） 工作環(huán)境差第一節(jié) 電動(dòng)汽車電機(jī)7四、 電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)的要求（） 過載能力要強(qiáng)第一節(jié) 電動(dòng)8第二節(jié) 電動(dòng)汽車永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)一、 永磁無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)） 電機(jī)轉(zhuǎn)子由高磁能永磁材料制作， 對(duì)于給定的輸出功率， 它的質(zhì)量和體積能夠大大減小， 使得功率密度提高。） 轉(zhuǎn)子為永磁體， 轉(zhuǎn)子銅損耗小于感應(yīng)電機(jī)， 其效率高于感應(yīng)電機(jī)。） 電機(jī)發(fā)熱主要集中在定子上， 易于采取散熱措施。） 永磁體沒有其他勵(lì)磁制造缺陷、 過熱或機(jī)械損壞的限制， 因而可靠性較高。汽車永磁電機(jī)按有無換向電刷可分為兩

5、類： 永磁有刷直流電機(jī)和永磁無刷直流電機(jī)。 根據(jù)輸入電機(jī)接線端的交流波形， 永磁無刷電機(jī)可分為永磁同步電機(jī) （ 正弦波） 和永磁無刷直流電機(jī) （矩形波）。 8第二節(jié) 電動(dòng)汽車永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)一、 永磁無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)） 9二、 三相直流無刷電機(jī). 三相原始電機(jī)基本結(jié)構(gòu)第二節(jié) 電動(dòng)汽車永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)9二、 三相直流無刷電機(jī). 三相原始電機(jī)基本結(jié)構(gòu)第二節(jié) 電10.加倍降波動(dòng)為了降低電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)， 通常要將定子相數(shù)和轉(zhuǎn)子磁極數(shù)加倍， 在兩倍 （相當(dāng)于兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)） 原始電機(jī) 相中， 和 串在一起構(gòu)成 相， 通電時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生磁通。二、 三相直流無刷電機(jī)第二節(jié) 電動(dòng)汽車永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)10.加倍降波動(dòng)二、 三相

6、直流無刷電機(jī)第二節(jié) 電動(dòng)汽車永磁11第三節(jié) 三相逆變過程電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制本質(zhì)是兩個(gè)要素的控制， 第一是什么時(shí)間控制開關(guān)管導(dǎo)通； 第二是開關(guān)管導(dǎo)通持續(xù)的時(shí)間 （電角度） 是多少。一、 變頻器11第三節(jié) 三相逆變過程電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制本質(zhì)是兩個(gè)要素的控制，12二、 電流導(dǎo)通方式. 兩兩導(dǎo)通第三節(jié) 三相逆變過程12二、 電流導(dǎo)通方式. 兩兩導(dǎo)通第三節(jié) 三相逆變過程13. 三三導(dǎo)通二、 電流導(dǎo)通方式第三節(jié) 三相逆變過程13. 三三導(dǎo)通二、 電流導(dǎo)通方式第三節(jié) 三相逆變過程14三、 定時(shí)和定量控制第三節(jié) 三相逆變過程14三、 定時(shí)和定量控制第三節(jié) 三相逆變過程15第四節(jié) 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器一、 電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角

7、功率晶體管的換相信號(hào)需要從電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器的狀態(tài)得出， 換相時(shí)刻即相序信號(hào)狀態(tài)改變的時(shí)刻。 因此， 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和三相繞組相對(duì)關(guān)系對(duì)于電機(jī)的正確方向運(yùn)行非常重要。電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器分為有傳感器型和無傳感器型兩種， 電機(jī)位置傳感器即電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器， 由于表達(dá)過于冗長(zhǎng)， 一般稱為電機(jī)解角傳感器。15第四節(jié) 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器一、 電機(jī)轉(zhuǎn)子初始角功率晶體管16二、 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置識(shí)別.有位置傳感器型永磁直流無刷電機(jī)位置傳感器是組成無刷直流電機(jī)系統(tǒng)的三大部分 （電機(jī)、 變頻器、位置傳感器） 之一， 也是區(qū)別于有刷直流電機(jī)的主要標(biāo)志。 其作用是檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)過程中的位置， 將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)

8、換成電信號(hào)， 為邏輯開關(guān)電路提供正確的換相信息， 以控制功率晶體管的導(dǎo)通與截止， 使電機(jī)電樞繞組中的電流隨著轉(zhuǎn)子位置的變化按次序換向， 形成氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。第四節(jié) 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器16二、 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置識(shí)別.有位置傳感器型永磁直流無刷電機(jī)17.無位置傳感器型二、 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置識(shí)別段式起動(dòng)法： 電機(jī)靜止時(shí)的轉(zhuǎn)子停留的位置決定了變頻器第一次應(yīng)觸發(fā)哪兩個(gè)功率晶體管， 而在沒有位置傳感器時(shí)判斷轉(zhuǎn)子初始位置很復(fù)雜； 可以先讓變頻器任意兩相導(dǎo)通， 并控制電機(jī)電流， 通電一段時(shí)間后， 轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)到與該導(dǎo)通狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)知位置， 完成轉(zhuǎn)子的定位； 轉(zhuǎn)子定位后， 根據(jù)駕駛?cè)俗兯贄U的位置 （ 或 ）， 就可知道接下來應(yīng)觸發(fā)的變頻器功率器件?；谝陨线@種想法， 人們提出了三段式起動(dòng)法。 三段式起動(dòng)法是信號(hào)發(fā)生器控制同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)從靜止開始加速， 直至轉(zhuǎn)速足夠大到產(chǎn)