學(xué)習(xí)單元一新能源汽車電機(jī)基礎(chǔ)知識參考答案學(xué)習(xí)任務(wù)一新能源汽車電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)工作頁1．查閱資料，任意選取5個國內(nèi)在售新能源車型，并將相關(guān)參數(shù)信息填入下列表格。序號品牌車型車輛類型（純電動汽車/混合動力汽車/燃料電池汽車）驅(qū)動電機(jī)類型（直流電機(jī)/交流異步電動/永磁同步電機(jī)/開關(guān)磁阻電機(jī)/輪轂電機(jī)）1特斯拉純電動汽車異步交流2北汽新能源EX5純電動汽車永磁同步3比亞迪秦混合動力汽車永磁同步4榮威ei5純電動汽車永磁同步5蔚來ES8純電動汽車異步交流學(xué)習(xí)任務(wù)二新能源汽車電機(jī)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)參考答案評價與反饋一、學(xué)習(xí)效果評價（一）填空題1.根據(jù)電機(jī)工作電源類型不同，可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。2.電機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)。3.電機(jī)按用途可分為驅(qū)動電機(jī)和控制電機(jī)。4.電機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分為籠型感應(yīng)電機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)。5.電機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分高速電機(jī)、低速電機(jī)、恒速電機(jī)和調(diào)速電機(jī)。6.電動汽車電機(jī)在電動模式時電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。7.電動汽車電機(jī)在發(fā)電模式時電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。8.直流電機(jī)的兩種調(diào)速方法：1）調(diào)節(jié)電樞電壓；2）調(diào)節(jié)勵磁電流。9.交流異步電機(jī)常見的調(diào)速方法有3種，分別是：1）變級調(diào)速；2）變頻調(diào)速；3）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。10.開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)是交流變頻調(diào)速。（二）簡答題1.簡述直流電機(jī)的特點(diǎn)。答：直流電機(jī)具有起動加速時驅(qū)動力大、調(diào)速控制簡單、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。但是直流電機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率和轉(zhuǎn)速相對較低，運(yùn)行時需要電刷和機(jī)械換向裝置，機(jī)械換向結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生電火花，不宜在多塵、潮濕、易燃、易爆環(huán)境中使用。2.簡述交流感應(yīng)電機(jī)（交流異步電機(jī)）的特點(diǎn)。答：易實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速超過10000r/min）；高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩時運(yùn)轉(zhuǎn)效率高；低轉(zhuǎn)速時有高轉(zhuǎn)矩，且有寬泛的速度控制范圍；可靠性高；控制裝置簡單化；體積小重量輕，制造成本低。3.簡述永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)。答：永磁同步電機(jī)是一種高性能的電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、無勵磁損耗、運(yùn)行成本低、調(diào)速性能好，因此具有高效、高控制精度、高轉(zhuǎn)矩密度、良好的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性及低振動噪聲的特點(diǎn)，但是控制器較復(fù)雜，因此造成其目前成本偏高。4.簡述開關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn)。答：可控參數(shù)多，調(diào)速性能好，容易實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和電動、制動等特定的調(diào)節(jié)控制。結(jié)構(gòu)簡單，成本低。損耗小，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流小。但也存在如下一些缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象較大。振動和噪聲相對較大，特別是在負(fù)載運(yùn)行的時候。電機(jī)的出線頭相對較多，還有位置檢測器出線端。電機(jī)的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，其準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型較難建立?？刂茝?fù)雜，依賴于電機(jī)的結(jié)構(gòu)。5.簡述輪轂電機(jī)的特點(diǎn)。答：電動汽車采用的輪轂電機(jī)驅(qū)動屬于分散式電機(jī)驅(qū)動模式，分散式電機(jī)驅(qū)動通常有輪轂電機(jī)和輪邊電機(jī)兩種方式。輪轂電機(jī)是在輪中央部分放置電機(jī)，有時也叫電動輪。輪轂電機(jī)動力系統(tǒng)通常由電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動器與散熱系統(tǒng)等組成。根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子形式輪轂電機(jī)動力系統(tǒng)主要分成內(nèi)轉(zhuǎn)子型和外轉(zhuǎn)子型兩種結(jié)構(gòu)。6.簡述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主要組成及各部分的作用。答：驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)是電動汽車三大核心之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo)，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。電機(jī)控制系統(tǒng)由動力總成（驅(qū)動電機(jī)（DM））、高壓配電設(shè)備、電機(jī)控制器（MCU）、高低壓線束和相關(guān)傳感器等組成。整車控制器（VCU）根據(jù)駕駛員意圖發(fā)出各種指令，電機(jī)控制器響應(yīng)并反饋，實(shí)時調(diào)整驅(qū)動電機(jī)輸出，驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)通過有效的控制策略，控制動力總成以最佳方式協(xié)調(diào)工作。（三）在教師的引導(dǎo)下，以小組為單位完成以下內(nèi)容。1．查閱榮威Ei5電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的相關(guān)資料，分析電機(jī)在何種情況下是發(fā)電機(jī)模式？何種情況下是電動機(jī)模式？答：1.電機(jī)驅(qū)動模式整車控制器根據(jù)車輛運(yùn)行的不同情況，包括車速、檔位、電池SOC值來決定，電機(jī)輸出扭矩或功率。當(dāng)電機(jī)控制器從整車控制器處得到扭矩輸出命令時，將動力電池提供的直流電轉(zhuǎn)化成交流電,以使電機(jī)輸出扭矩，此時電機(jī)輸出力矩驅(qū)動車輛。2.發(fā)電模式當(dāng)車輛在減速或制動的時候，電機(jī)控制器從整車控制器得到發(fā)電命令后，電機(jī)控制器將電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。此時電機(jī)會將車子動能轉(zhuǎn)化成交流電能。然后，交流電能通過電機(jī)控制器轉(zhuǎn)化為直流電存儲到電池中。學(xué)習(xí)任務(wù)三新能源汽車電機(jī)性能要求學(xué)習(xí)參考答案計劃與實(shí)施一、在教師引導(dǎo)下隨機(jī)分組，以小組為單位組織學(xué)生通過資料查詢、組內(nèi)討論等方式先自學(xué)相關(guān)知識，然后在組內(nèi)進(jìn)行角色扮演演練，教師負(fù)責(zé)課堂組織、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、答疑。最后學(xué)生需完成以下問題。1.新能源汽車對驅(qū)動電機(jī)的主要性能要求有哪些。答：體積小、質(zhì)量輕；全速段高效運(yùn)行、低速大轉(zhuǎn)矩及較寬范圍內(nèi)的恒功率特性、高可靠性、高電壓、高安全性、高轉(zhuǎn)速、使用壽命長。另外，驅(qū)動電機(jī)還要求具有較好的耐高溫性能和耐潮性能、運(yùn)行噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適合批量生產(chǎn)、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。2.驅(qū)動電機(jī)的基本性能參數(shù)有哪些。答：1）國標(biāo)規(guī)定電機(jī)基本性能參數(shù)額定功率、持續(xù)功率、峰值功率、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)矩、峰值轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、電壓控制方式、電流控制方式、頻率控制方式、矢量控制、PWM控制、轉(zhuǎn)矩控制、轉(zhuǎn)速控制、功率控制、再生制動控制、弱磁控制、輸出特性、電機(jī)效率、控制器效率、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)效率。2）常用電機(jī)性能參數(shù)電機(jī)額定工作電壓、電機(jī)額定電流、起動轉(zhuǎn)矩、電機(jī)功率、轉(zhuǎn)動慣量、功率密度、功率因數(shù)、工作制、負(fù)載類型、冷卻方式、恒轉(zhuǎn)矩范圍、恒功率范圍、電機(jī)絕緣等級、防護(hù)等級、接法。二、在教師的引導(dǎo)下，以小組為單位完成以下內(nèi)容。1．查閱北汽新能源汽車EV200電機(jī)參數(shù)，分析這些參數(shù)代表的意義。EV200大郡驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱永磁同步電機(jī)冷卻方式水冷連接方式Y(jié)形連接相數(shù)三相工作制S9峰值功率（KW）53額定功率（KW）30峰值扭矩（Nm）180額定扭矩（Nm）102最高轉(zhuǎn)速（rpm）9400額定轉(zhuǎn)速（rpm）2812額定電壓（V）336VDC電動轉(zhuǎn)速范圍（rpm）0-9400防護(hù)等級IP67外形尺寸（mm）φ245×280重量（kg）45評價與反饋一、學(xué)習(xí)效果評價1.簡述新能源汽車對驅(qū)動電機(jī)的性能要求有哪些。答：體積小、質(zhì)量輕；全速段高效運(yùn)行、低速大轉(zhuǎn)矩及較寬范圍內(nèi)的恒功率特性、高可靠性、高電壓、高安全性、高轉(zhuǎn)速、使用壽命長。另外，驅(qū)動電機(jī)還要求具有較好的耐高溫性能和耐潮性能、運(yùn)行噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適合批量生產(chǎn)、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。2.解釋電機(jī)型號Y315M-2中各部分代表的含義。答：（1）Ｙ代表三相異步電機(jī)；（2）315-代表機(jī)座中心高度為315（mm）；（3）M代表中機(jī)座；（4）4代表磁極對數(shù)，為2極電機(jī)。3.查找EU5車型驅(qū)動電機(jī)的參數(shù)并完成下表。指標(biāo)參數(shù)值含義類型永磁同步電機(jī)類型電機(jī)總功率（KW）160電機(jī)最大輸出功率電機(jī)總扭矩（N.m）300電機(jī)最大輸出扭矩前電機(jī)最大功率（KW）160前電機(jī)最大輸出功率前電機(jī)最大扭矩（N.m）300前電機(jī)最大輸出扭矩驅(qū)動電機(jī)數(shù)單電機(jī)驅(qū)動電機(jī)的個數(shù)電機(jī)布局前置驅(qū)動電機(jī)的布局二、學(xué)習(xí)過程評價結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)，各小組做好準(zhǔn)備，根據(jù)給定的北汽新能源EV200車型電機(jī)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行搶答，要求在教師指出某一指標(biāo)參數(shù)時能迅速準(zhǔn)確的說出對應(yīng)參數(shù)代表的含義。各小組按照規(guī)定進(jìn)行搶答，根據(jù)搶答的正確率對小組進(jìn)行積分。EV200大郡驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱永磁同步電機(jī)冷卻方式水冷連接方式Y(jié)形連接相數(shù)三相工作制S9峰值功率（KW）53額定功率（KW）30峰值扭矩（Nm）180額定扭矩（Nm）102最高轉(zhuǎn)速（rpm）9400額定轉(zhuǎn)速（rpm）2812額定電壓（V）336VDC電動轉(zhuǎn)速范圍（rpm）0-9400防護(hù)等級IP67外形尺寸（mm）φ245×280重量（kg）45學(xué)習(xí)單元二新能源汽車電機(jī)及控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)參考答案學(xué)習(xí)任務(wù)一典型電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)認(rèn)知評價與反饋一、學(xué)習(xí)效果評價填空題1.電機(jī)控制系統(tǒng)的組成：驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、高低壓線束、傳感器及冷卻系統(tǒng)。2.永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：交流永磁同步電機(jī)驅(qū)動包括恒壓頻比開環(huán)控制（VVVF）的控制和矢量控制策略。3.電機(jī)控制系統(tǒng)的功能：純電動汽車的電機(jī)驅(qū)動過程是整車控制器（VCU）接收到駕駛員的操作指令，根據(jù)收到的各種指令、控制電機(jī)控制器響應(yīng)并反饋，實(shí)時調(diào)整驅(qū)動電機(jī)輸出，以實(shí)現(xiàn)整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收等功能。4.選擇題。（1）在吉利EV300電動汽車驅(qū)動過程中，電機(jī)控制器將動力電池中存儲的電能轉(zhuǎn)換（B）。A、直流電B.交流電(修改一下統(tǒng)一)（2）在減速或制動時，（A）將電機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電后，將能量回收儲存在動力電池中。A、電機(jī)控制系統(tǒng)B、動力電池管理系統(tǒng)C、整車控制器5.寫出下圖方框中的各部件名稱：（電機(jī)控制器（電機(jī)控制器）（驅(qū)動電機(jī)）圖2-1電機(jī)控制系統(tǒng)位置圖（冷卻管口）（低壓充電（D（冷卻管口）（低壓充電（DCDC）接口）（低壓信號接口）（驅(qū)動電機(jī)三相線束接口）（高壓線束）圖2-2電機(jī)控制系統(tǒng)接口圖學(xué)習(xí)任務(wù)二電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)及原理認(rèn)知評價與反饋一、學(xué)習(xí)效果評價（一）填空題1.電機(jī)溫度傳感器的作用檢測電機(jī)定子繞組的溫度。2.電機(jī)的轉(zhuǎn)速由位置傳感器進(jìn)行控制和檢測。3.位置傳感器安裝在驅(qū)動電機(jī)內(nèi)部。4.位置傳感器的作用是檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速及角位移，并將轉(zhuǎn)速信號傳遞給電機(jī)控制器。(二)多項(xiàng)選擇題１.電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)傳感器主要有(ABC)等。Ａ.電機(jī)溫度傳感器Ｂ.位置傳感器Ｃ.電流傳感器２.常見的位置傳感器有(ABC)。Ａ.旋轉(zhuǎn)變壓器Ｂ.光電編碼器Ｃ.霍爾位置傳感器３.在電動汽車電機(jī)上應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)上分為(AB)兩個部分Ａ.傳感器線圈Ｂ.信號齒圈４.旋轉(zhuǎn)變壓器的傳感器線圈由(ABC)線圈組成。Ａ.勵磁Ｂ.正弦Ｃ.余弦5.光電編碼器由(AB)組成。Ａ.光柵盤Ｂ.光電檢測裝置(三)判斷題１.光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換將輸出軸的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。(√)２.霍爾式位置傳感器利用霍爾效應(yīng)原理。(√)(四)簡答題１.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，旋轉(zhuǎn)變壓器的一次、二次繞組隨轉(zhuǎn)子的角位移發(fā)生相對位置的改變，因而其輸出電壓的大小隨轉(zhuǎn)子角位移而發(fā)生變化，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系，或保持某一比例關(guān)系。其中定子繞組作為變壓器的一次側(cè)，接受勵磁電壓。轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的二次側(cè)，通過電磁感應(yīng)得到感應(yīng)電壓。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。旋變輸出信號幅值隨位置變化而變化，但頻率不變。學(xué)習(xí)任務(wù)三典型電機(jī)變頻器的結(jié)構(gòu)及原理學(xué)習(xí)評價與反饋一、學(xué)習(xí)效果評價（一）填空題１.變頻器的主要功能是將頻率、幅值不變的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率、幅值可變的交流電。２.變頻器系統(tǒng)硬件主要包括整流器、逆變器、中間直流環(huán)節(jié)和控制電路組成。３.變頻器控制電路通常由運(yùn)算電路、檢測電路、控制信號的輸入輸出電路、驅(qū)動電路等部分組成４.整流的主要功能是把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?.制動時電動機(jī)做為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將車輛行駛動能變?yōu)殡娔墚a(chǎn)生三相交流電，經(jīng)變頻器變?yōu)橹绷麟姺答伝匦铍姵兀M(jìn)行再生制動。6.逆變可以被分為兩類，包括有源逆變以及無源逆變。(二)單項(xiàng)選擇題１.變頻器靠內(nèi)部(A)的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率Ａ.IGBTＢ.二極管２.電動汽車減速時驅(qū)動電機(jī)作為(B)工作Ａ.電動機(jī)Ｂ.發(fā)電機(jī)(三)判斷題１.變頻器全稱為變頻變壓調(diào)速器VVFI，是逆變電路的一種典型應(yīng)用。(√)２.三相電壓逆變電路是由三個單相逆變電路組成。(√)３.三相橋式可控整流電路由六個IGBI組成。(√)(四)簡答題１.整流器工作原理?當(dāng)電機(jī)U相位正極回收的電能經(jīng)過VD1回到高壓電池包正極；高壓電池包負(fù)極出來的電流經(jīng)VD6回到電機(jī)相位負(fù)極，如圖2-16所示。圖2-16U相位回收電能當(dāng)電機(jī)V相位正極回收的電能經(jīng)過VD2回到高壓電池包正極：高壓電池包負(fù)極出來的電流經(jīng)過VD4回到電機(jī)U相位負(fù)極，如圖2-17所示。圖2-17V相位回收電能當(dāng)電機(jī)W相位正極回收的電能經(jīng)過VD3回到高壓電池位正極，高壓電池包負(fù)極出來的電流經(jīng)過VD5回到電機(jī)V相位負(fù)極，如圖2-18所示。圖2-18W相位回收電能在整個整流過程中，VD1\VD3\VD5中正極電位最高者導(dǎo)通，VD2\VD4\VD6中負(fù)極最低電位者導(dǎo)通，依次循環(huán)，在高壓電池組兩端得到較為平穩(wěn)的脈沖直流電壓。２.逆變器工作原理?逆變電路控制過程：電機(jī)控制器通過控制逆變模塊中的IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的導(dǎo)通與截止將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。?dāng)電子控制器控制電路中的IGBT2和IGBT4導(dǎo)通時，動力電池電流從電池正極流經(jīng)IGBT2到電機(jī)，電流從電機(jī)的V相繞組流進(jìn)，U相繞組流出，再通過IGBT4回到動力電池負(fù)極，形成回路。而電機(jī)中V相和U相通電后產(chǎn)生磁場，如圖2-22所示。當(dāng)電子控制器控制電路中的IGBT3和IGBT5導(dǎo)通時，動力電池電流從電池正極流經(jīng)IGBT3到電機(jī)，電流從電機(jī)的W相繞組流進(jìn)，V相繞組流出，再通過IGBT5回到動力電池負(fù)極，形成回路。而電機(jī)中W相和V相通電后產(chǎn)生磁場，如圖2-23所示。當(dāng)電子控制器控制電路中的IGBT1和IGBT6導(dǎo)通時，動力電池電流從電池正極流經(jīng)IGBT1到電機(jī)，電流從電機(jī)的U相繞組流進(jìn)，W相繞組流出，再通過IGBT6回到動力電池負(fù)極，形成回路。而電機(jī)中U相和W相通電后產(chǎn)生磁場，如圖2-24所示。圖2-22IGBT2和IGBT4導(dǎo)通時DC-AC電路控制過程圖2-23IGBT3和IGBT5導(dǎo)通時DC-AC電路控制過程圖2-24IGBT1和IGBT6導(dǎo)通時DC-AC電路控制過程電機(jī)控制器如此反復(fù)依次控制六個IGBT成對開啟，這樣在電路中形成一個相位互差120°的矩形方波交流電壓，并且在驅(qū)動電機(jī)的三相繞組上產(chǎn)生連續(xù)的旋轉(zhuǎn)磁場，使電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且電機(jī)控制器還可以通過改變IGBT開閉的頻率，調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。學(xué)習(xí)單元三新能源汽車直流電機(jī)及控制系統(tǒng)檢測參考答案學(xué)習(xí)任務(wù)一直流電機(jī)認(rèn)知計劃與實(shí)施一、在教師引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識，通過分組討論、實(shí)訓(xùn)、訓(xùn)練互動，學(xué)生提問與教師解答、指導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生完成以下任務(wù)。1.直流電機(jī)有哪些類型？直流電機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。其中有刷直流電機(jī)又可劃分電磁式直流電機(jī)和永磁式直流電機(jī)。永磁式直流電機(jī)又可劃分稀土永磁直流電機(jī)、鐵氧體永磁直流電機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電機(jī)。直流電機(jī)根據(jù)勵磁方式可分為串勵直流電機(jī)、并勵直流電機(jī)、他勵直流電機(jī)和復(fù)勵直流電機(jī)。2.直流電機(jī)主要有哪幾部分組成？各有何作用？電磁式直流電機(jī)主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩大部分組成，定子與轉(zhuǎn)子之間有空隙，稱為氣隙。定子的作用是產(chǎn)生磁場和作為電機(jī)機(jī)械支撐，它由主磁極、換向磁極、電刷、機(jī)座、端蓋和軸承等組成。轉(zhuǎn)子又稱電樞，是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。它由電樞鐵心、繞組、換向器等組成?？諝庀妒嵌ㄗ哟艠O和轉(zhuǎn)子電樞間自然形成的縫隙。雖不為結(jié)構(gòu)部件，但為主磁路重要部分，是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換媒介。3.直流電機(jī)有哪些特點(diǎn)？1）調(diào)速性能好直流電機(jī)可以在重負(fù)荷條件下，實(shí)現(xiàn)平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。2）起動轉(zhuǎn)矩大可以均勻且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因此，凡是在重負(fù)荷下起動或是要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械，都可以使用直流電機(jī)。3）控制簡單一般用斬波器控制，具有效率高、控制靈活、質(zhì)量和體積小、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。4）易磨損由于存在電刷、換向器等易損件，所以必須進(jìn)行定期維護(hù)或更換。評價與反饋一、學(xué)習(xí)效果評價1、理論知識考核直流電機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。直流電機(jī)根據(jù)勵磁方式可分為串勵直流電機(jī)、并勵直流電機(jī)、他勵直流電機(jī)和復(fù)勵直流電機(jī)。串勵直流電的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，這種直流電機(jī)的勵磁電流就是電樞電流。電磁式直流電機(jī)主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩大部分組成，定子與轉(zhuǎn)子之間有空隙，稱為氣隙。直流電機(jī)定子的作用是產(chǎn)生磁場和作為電機(jī)機(jī)械支撐。直流電機(jī)主磁極主要作用是在勵磁電流的作用下產(chǎn)生主磁通。直流電機(jī)換向磁極主要作用是產(chǎn)生附加磁場，改善電機(jī)的換向，減小電刷與換向器之間的火花，不致使換向器燒壞。直流電機(jī)空氣隙是定子磁極和轉(zhuǎn)子電樞間自然形成的縫隙，它為主磁路重要部分，是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換媒介。直流電機(jī)的機(jī)械特性指的是電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。串勵電動機(jī)具有軟的機(jī)械特性，負(fù)載較小時轉(zhuǎn)速較高，負(fù)載增大時轉(zhuǎn)速迅速下降。電樞電動勢是直流電機(jī)在正常工作時，電樞繞組切割氣隙磁場所產(chǎn)生的電動勢。電磁轉(zhuǎn)矩是直流電動機(jī)的電樞繞組流過電流時，載流導(dǎo)體在磁場中受力而產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩。學(xué)習(xí)任務(wù)二直流電機(jī)工作原理計劃與實(shí)施在教師引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識，通過分組討論、實(shí)訓(xùn)、訓(xùn)練互動，學(xué)生提問與教師解答、指導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生完成以下任務(wù)。1.直流電機(jī)的起動有什么要求？常見的有哪幾種起動方式？①起動電流IS的大小；②起動轉(zhuǎn)矩TS的大小；③起動時間的長短；④起動過程是否平滑；⑤起動過程中的能量耗損和發(fā)熱量的大??；⑥起動設(shè)備是否簡單及可靠性如何。2.如何來評價電機(jī)調(diào)速性能的好壞？電機(jī)調(diào)速性能的好壞，常用下列指標(biāo)來衡量。（1）調(diào)速范圍（D）。（2）靜差率（又稱相對穩(wěn)定性）（δ）。（3）調(diào)速是平滑性。在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)越多越平滑，相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比稱為平滑系數(shù)（φ）。φ值越接近1則平滑性越好。當(dāng)φ=1時，稱為無極調(diào)速，即轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。不同生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)速的平滑性要求不同。（4）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性。（5）調(diào)速時電機(jī)的容許輸出。3.直流電機(jī)有哪些控制方法？1、能耗制動2、反接制動3、回饋制動4.簡述直流電機(jī)的工作原理1、發(fā)電機(jī)原理如圖3-2-1a所示，當(dāng)電樞被原動機(jī)以恒速驅(qū)動，按逆時針方向轉(zhuǎn)動時，用右手定則可以判定，線圈ab和cd邊切割磁力線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向，則在負(fù)載與線圈構(gòu)成的回路中產(chǎn)生電流Ia,其方向與電動勢方向相同。電流由電刷A流出，由電刷B流回。2、電動機(jī)原理如圖3-2-2a所示，電樞繞組通過電刷接到直流電源上，繞組的旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)械負(fù)載相聯(lián)。電流從電刷A流入電樞繞組，從電刷B流出。電樞電流Ia與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力f，其方向可用左手定則判定。這對電磁力所形成的電磁轉(zhuǎn)矩T,使電動機(jī)電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。評價與反饋學(xué)習(xí)效果評價理論知識考核直流電機(jī)具有可逆性，它既能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能（即為發(fā)電機(jī)），也能把直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（即為電動機(jī)）。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速從零增加到穩(wěn)定運(yùn)行速度的整個過程稱為起動過程（或稱起動）。降壓起動需專用電源，設(shè)備投資較大，但它起動平穩(wěn)，起動過程能量損耗小，因此得到廣泛應(yīng)用。電機(jī)的調(diào)速可以采用機(jī)械的、電氣的或機(jī)電配合的方法來實(shí)現(xiàn)。他勵直流電機(jī)主要的調(diào)速方法有電樞串電阻調(diào)速、降低電樞電壓調(diào)速和減弱磁通調(diào)速。電樞回路串電阻調(diào)速時，所串電阻越大電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速越低。減弱磁通調(diào)速的缺點(diǎn)是機(jī)械特性軟，當(dāng)磁通減弱相當(dāng)多時，運(yùn)行將不穩(wěn)定。所謂的制動就是采用與電機(jī)轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)停轉(zhuǎn)、減速或者限制在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。直流電機(jī)的電氣制動法主要有能耗制動、反接制動和回饋制動三種。反接制動是把正向運(yùn)行中電機(jī)的直流電源反極性切換而實(shí)行的快速制動方法。學(xué)習(xí)任務(wù)三直流電機(jī)檢測計劃與實(shí)施在教師引導(dǎo)下分組，以小組為單位學(xué)習(xí)相關(guān)知識，通過分組討論、實(shí)訓(xùn)、訓(xùn)練互動，學(xué)生提問與教師解答、指導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生完成以下任務(wù)。1.如何對直流電機(jī)進(jìn)行正確的分解和裝配？1)直流電機(jī)解體前需記錄電機(jī)銘牌信息，將其記錄在報告頁中。2)用500V絕緣測試儀測量勵磁繞組、電樞繞組對地絕緣電阻值并記錄。3)按拆卸順序完整、無錯地登記電機(jī)驅(qū)動端/非驅(qū)動端零部件。4)拆開直流電機(jī)軸承端和非軸承端的密封檢查蓋板。5)用彈簧稱測量各個碳刷的工作壓力，工作壓力應(yīng)在15-25Kpa。松開彈簧，將所有碳刷從刷握中取出，拆開刷架與電樞電源的連接線并做好標(biāo)記。6)用500V絕緣測試儀測量繞組對地、電樞繞組對地以及電刷刷架對地的絕緣電阻值并記錄。7)拆除直流電機(jī)后側(cè)軸承油蓋及端蓋，拆端蓋時要用頂絲頂出或用撬棍。8)電刷刷架取出前做好標(biāo)記，然后將刷架取出放好，注意在取出時防止刷架劃傷換相器表面；拿出的刷架放置在安全處，防止損壞。9)用合適寬度的青殼紙包住整個換向器表面，并用白紗帶綁好，防止后續(xù)工作將其表面劃傷。10)拆除直流電機(jī)前側(cè)軸承油蓋及端蓋。11)將電機(jī)電樞小心地從定子膛中抽出，并擺放到專用托架上；注意在抽取電樞的過程中，不要刮碰到電樞繞組、換向器及磁極繞組。直流電機(jī)裝配順序與電機(jī)解體順序相反2.直流電機(jī)日常維護(hù)的主要內(nèi)容包括哪些？1)清理電機(jī)及各部件灰塵及油污，并更換電機(jī)軸承。2)檢查電機(jī)定子磁極線圈應(yīng)固定良好，線圈表面無過熱、變色痕跡。以及電機(jī)極間連線應(yīng)連接緊固、無過熱痕跡；鐵芯應(yīng)緊固平整，無毛刺、掃膛、位移和銹斑等現(xiàn)象；如掃膛或過熱部位，可用高速砂輪進(jìn)行局部打磨，再用37%-39%的硝酸腐蝕，出現(xiàn)片間鐵紋(對鐵芯過熱或掃膛的電機(jī)處理后應(yīng)做鐵損試驗(yàn)) 及引出線檢查。3)檢查直流電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯應(yīng)緊固，無松動，無磨損，無銹蝕，各組磁鐵連接緊密，平衡塊緊固、無松動；電樞繞組端部固定箍應(yīng)完整牢固、無松動跡象。4）檢查換向器(整流子)表面氧化膜呈均勻的暗褐色，有光澤和透明感，并完整、無劃痕。5)檢查換向器片間絕緣均應(yīng)處于良好狀態(tài)，片間云母無凸出銅換向片的現(xiàn)象，磨損不應(yīng)超過O.5mm，否則應(yīng)車光，并對片間云母絕緣進(jìn)行拉槽處理；片間云母要求低于換向片1.0-1.5mm。注:整流子表面氧化層不可打磨，如有嚴(yán)重?zé)齻槊髟蚝蠓娇纱蚰ァ?)測量各整流子片間直流電阻值并記錄。注意片間電阻值的互差應(yīng)小于2%。7)用外徑千分尺測量換向器的直徑。8)檢查直流電機(jī)碳刷高度，要求大于12毫米；否則，應(yīng)更換同型號的新碳刷。9)目視檢查各個碳刷鏡面，應(yīng)光亮、光滑、無劃痕、無鍍銅現(xiàn)象，并且各個碳刷磨損程度較一致。檢查刷握內(nèi)壁應(yīng)光潔、無斑點(diǎn)，必要時，用竹葉錐外裹金相砂紙進(jìn)行打磨。3.直流電機(jī)的磁場繞組和電樞繞組如何進(jìn)行檢查？（1）繞組斷路的檢查：首先通過外部驗(yàn)視，看其是否有燒焦或斷路處。若外部驗(yàn)視未發(fā)現(xiàn)問題，可用萬用表電阻R×1W檔檢測，兩表筆分別接觸起動機(jī)外殼引線（即電流輸入接線柱）與繞組絕緣電刷接頭是否導(dǎo)通，如果測得的電阻無窮大，說明繞組斷路，應(yīng)予以檢修或更換。（2）繞組搭鐵的檢查：用萬用表電阻R×10K檔（或數(shù)字萬用表高阻檔）檢測繞組電刷接頭與起動機(jī)外殼是否相通，如果相通，說明繞組絕緣不良而搭鐵；如果阻值較小，說明有絕緣不良處，應(yīng)檢修或更換繞組。（3）繞組短路的檢查：可用2V直流電進(jìn)行接線，電路接通后，將改錐放在每個磁極上，檢查磁極對改錐的吸引力是否相同。若某一磁極吸力太小，就表明該繞組有匝間短路故障存在。4．直流電機(jī)常見的故障有哪些？如何進(jìn)行檢修？1）換向器：換向器片間短路、換向器接地、換向器凸片、換向器表面有傷痕及磨損2）集電環(huán)的常見故障有出現(xiàn)斑點(diǎn)、黑帶、刷痕等輕微損傷；燒蝕、凸凹不平、磨損等嚴(yán)重?fù)p傷以及表面剝離、出現(xiàn)裂紋等等。評價與反饋學(xué)習(xí)效果評價1、理論知識考核電刷刷架取出前做好標(biāo)記，然后將刷架取出放好，注意在取出時防止刷架劃傷換相器表面。檢查換向器片間絕緣均應(yīng)處于良好狀態(tài)，片間云母無凸出銅換向片的現(xiàn)象，磨損不應(yīng)超過0.5mm。磁場繞組的檢查主要包括斷路、搭鐵、短路。使用萬用表對電樞繞組的斷路檢查時萬用表應(yīng)選用R×1W檔。用電阻R×1W檔，將兩個表筆分別接觸換向器相鄰的銅片，測量每相鄰兩換向片間是否相通，如萬用表指針指示“0”，說明電樞繞組無斷路故障。電刷高度應(yīng)不低于新電刷高度的2/3，否則應(yīng)換新。將歐姆表設(shè)置到2K量程檔，把一支檢測表筆接到電樞軸上，另一支表筆接到換向器的換向片上，檢查每個換向片，如果有連通的，則要更換電樞。換向器常見的故障有換向器片間短路、換向器接地、換向器凸片、換向器表面有傷痕及磨損。電機(jī)集電環(huán)常見的故障有出現(xiàn)斑點(diǎn)、黑帶、刷痕等輕微損傷；燒蝕、凸凹不平、磨損等嚴(yán)重?fù)p傷以及表面剝離、出現(xiàn)裂紋等等。電機(jī)繞組的阻值范圍應(yīng)查詢相應(yīng)的維修手冊獲取，一般他勵/并勵電機(jī)的勵磁繞組的阻值有幾百歐姆。學(xué)習(xí)單元四新能源汽車交流異步電機(jī)檢測習(xí)題答案學(xué)習(xí)任務(wù)一交流異步電機(jī)認(rèn)知1.填圖題（左邊從上到下）：吊環(huán)、機(jī)座、定子鐵芯、底座、（右邊從上到下）：定子繞組、散熱筋2.填空題（1）轉(zhuǎn)子繞組的作用是切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。（2）轉(zhuǎn)子繞組分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子兩種。（3）交流異步電機(jī)氣隙定子與轉(zhuǎn)子之間有一個小間隙。（4）定子由定子鐵芯、定子繞組和外殼構(gòu)等組成。（5）定子繞組的作用是電機(jī)的電路部分，通入三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場（6）定子繞組的主要三種絕緣項(xiàng)是對地絕緣:定子繞組整體與定子鐵芯間的絕緣。相間絕緣:各相定子繞組間的絕緣。匝間絕緣:每相定子繞組各線匝間的絕緣。（7）高壓電機(jī)的定子鐵心槽型是（C）。A．半半閉口型槽B.半開口型槽C.開口型槽3.選擇題（1）中小型異步電機(jī)的氣隙為（A）。A.0.1-0.2mmB.0.2-0.5mmC.0.2-2mm（2）轉(zhuǎn)子鐵心用硅鋼片的厚度為（A）。A.0.5mmB.1～1.5mmC.1.5～2mm4.交流異步電機(jī)的其他附件有哪些？作用是什么？交流異步電機(jī)還有其他附件軸承、軸承端蓋、風(fēng)扇組成，作用分別如下：（1）軸承，軸承起到連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分的作用。（2）軸承端蓋，軸承端蓋主要用來保護(hù)軸承。（3）風(fēng)扇，風(fēng)扇的作用就是冷卻電機(jī)。（4）轉(zhuǎn)子端蓋主要是用來支撐轉(zhuǎn)子并對電機(jī)形成防護(hù)，達(dá)到相應(yīng)的防護(hù)要求并實(shí)現(xiàn)與減速器連接的功能。學(xué)習(xí)任務(wù)二交流異步電機(jī)工作原理1.填空題（1）交流異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與所供交流電的有功分量近成正比。（2）目前對交流異步電機(jī)的調(diào)速控制主要有恒壓頻比控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制。（3）交流異步電機(jī)控制器主要由電子控制模塊、驅(qū)動器、功率變換模塊、等部件組成。（4）交流異步驅(qū)動電驅(qū)控制器最終通過底部的交流輸出母線來將驅(qū)動電流輸出至大功率交流感應(yīng)電機(jī)。（5）驅(qū)動板上電路包括開通和斷開控制(DTC)等。（6）直接轉(zhuǎn)矩控制是將電機(jī)輸出作為直接控制對象通過控制電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的實(shí)時跟蹤控制電機(jī)。2.單項(xiàng)選擇題（1）驅(qū)動IGBT模塊采用(B)顆芯片。Ａ、３Ｂ、６Ｃ、９D、以上選項(xiàng)都不對（2）只用于對調(diào)速性能要求一般的通用變頻器上的控制策略是(B)。Ａ、矢量控制Ｂ、轉(zhuǎn)差控制Ｃ、恒壓頻比開環(huán)控制D、以上選項(xiàng)都不對（3）目前大多數(shù)變頻系統(tǒng)使用的矢量控制原理是(A)。Ａ、轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制Ｂ、轉(zhuǎn)差率矢量控制Ｃ、氣隙磁場定向矢量控制D、以上選項(xiàng)都不對3.判斷題（1）轉(zhuǎn)差率矢量控制原理主要用在高速系統(tǒng)中。(錯)（2）轉(zhuǎn)子磁通的檢測容易受電機(jī)參數(shù)影響。(錯)（3）異步電機(jī)矢量控制是基于磁場定向的方法其調(diào)速控制系統(tǒng)的方式比較簡單。對(4)恒壓頻比開環(huán)控制實(shí)際上只控制了電機(jī)磁通而沒有控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。(錯)4.簡答題在電動汽車上交流異步電機(jī)為什么要使用變頻器?電動機(jī)轉(zhuǎn)向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可，可使控制電路簡化。此外，采用交流電動機(jī)及其變頻調(diào)速控制技術(shù)，使電動汽車的制動能量回收控制更加方便，控制電路更加簡單。學(xué)習(xí)任務(wù)三交流異步電機(jī)檢修1.填空題（1）電機(jī)需要定期檢查外觀。（2）交流異步電機(jī)定子線圈電阻值隨功率不同阻值但是三相繞組的阻值必須小于0.5Ω。（3）電動汽車交流異步電機(jī)故障一般可分為電氣故障和機(jī)械故障兩大類（4）電機(jī)的噪聲分為電池噪聲、機(jī)械噪聲、風(fēng)噪。2.單項(xiàng)選擇題(1)用萬用表低阻擋分別測試定子各組線圈兩兩之間應(yīng)該(C)A.全部導(dǎo)通B.全部斷開C.有20Ω的電阻D.以上選項(xiàng)都不對(2)在測量交流異步電機(jī)的三相繞組通斷時選用萬用表(C)A.電壓擋位B.電流擋位C.電阻擋位D.以上選項(xiàng)都不對(3)在測量交流異步電機(jī)的三相繞組絕緣電阻時嚴(yán)格來說要選用(B)A.電流表B.兆歐表C.萬用表D.以上選項(xiàng)都不對(4)在拆卸接插件時不能直接使勁拔否則會拉松端子或引線造成高速行駛時(D)信號異常Ａ.A/BB.EBDC.ABSD.以上選項(xiàng)都不對(5)與電機(jī)連接的減速器的機(jī)油一般首保最好(C)ｋｍ左右更換A.500B.1500C.3000D.以上選項(xiàng)都不對4.簡答題(1)交流異步驅(qū)電機(jī)的機(jī)械故障有哪些?機(jī)械性故障(1)軸承異響判定方法:在電機(jī)運(yùn)行時候一般用耳聽可以判定這個聲音是軸承聲音還是其他異常機(jī)械聲音。(2)轉(zhuǎn)子掃膛(轉(zhuǎn)子外圓與定子內(nèi)壁摩擦)判定方法:會聽到明顯的金屬摩擦聲音并且很快會感知電機(jī)溫升異常憑手就可以判斷出來。處理方式:如果出現(xiàn)機(jī)械故障一般需要更換電機(jī)或者拆卸維修。(2)如何使用萬用表檢測交流異步電機(jī)的三相繞組?（一)測定子三相繞組電阻(１)測量前先校表把萬用表打到歐姆