學(xué)習(xí)情境五交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)知識(shí)準(zhǔn)備：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)為交流異步電動(dòng)機(jī)，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種交流電動(dòng)機(jī)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是各類(lèi)電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需求量最大的一種。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通常按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和定子繞組相數(shù)進(jìn)行分類(lèi)。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來(lái)分，可分為籠型和繞線型；按定子繞組相數(shù)來(lái)分，則有單相和三相，在新能源汽車(chē)中，籠型交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用較為廣泛，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且堅(jiān)固、制造成本低、維戶(hù)方便筆優(yōu)點(diǎn)。和所有旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一樣，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是由靜止的定子和可以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成，定子和轉(zhuǎn)子之間為氣隙，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.5～2.0mm，氣隙的大小對(duì)交流應(yīng)電動(dòng)機(jī)的性能有很大影響。學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題1：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子的組成是怎樣的？交流感應(yīng)電動(dòng)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。1）定子鐵芯定子鐵芯主要是作為電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分并且用來(lái)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。學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題1：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子的組成是怎樣的？2）定子繞組定子繞組是電動(dòng)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(chǎng)。定子繞組由三個(gè)在空間上互隔120°對(duì)稱(chēng)排列結(jié)構(gòu)完全相同的繞組（每個(gè)繞組為一相）組成，根據(jù)需要連接成丫形或△形。學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題1：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子的組成是怎樣的？3）機(jī)座機(jī)座主要用于固定定子鐵芯和前、后端蓋，支撐轉(zhuǎn)子并起到防護(hù)和散熱等作用，一般不作為工作磁路的組成部分。大多數(shù)采用鑄鐵鑄造而成，大型容量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用鋼板焊接而成，微型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)多采用鑄鋁或塑料制成。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的防護(hù)方式、冷卻方式和安裝方式的不同，機(jī)座的樣式也不盡相同。學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題2：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的組成是怎樣的？交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組1）轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯是電動(dòng)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。學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題2：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的組成是怎樣的？2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩類(lèi)。①籠型繞組：籠型繞組是一個(gè)自己短路的繞組。在轉(zhuǎn)子鐵芯的每個(gè)槽里嵌放一根導(dǎo)體，在鐵芯的兩端用端環(huán)連接起來(lái)，形成一個(gè)短路的繞組。如果把轉(zhuǎn)子鐵芯拿掉，則可看出，剩下來(lái)的繞組形狀像個(gè)松鼠籠子，因此又叫鼠籠轉(zhuǎn)子。導(dǎo)條的材料用銅或鋁。學(xué)習(xí)任務(wù)1交流感應(yīng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)問(wèn)題2：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的組成是怎樣的？2）轉(zhuǎn)子繞組②繞線型繞組：繞線型繞組的槽內(nèi)嵌放用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組，一般都連接成丫形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分別接到三個(gè)集電環(huán)上，用一套電刷裝置引出來(lái)，這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉(zhuǎn)子繞組回路，以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能或調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。學(xué)習(xí)任務(wù)2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理問(wèn)題1：什么是氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？電磁轉(zhuǎn)矩克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩輸出機(jī)械能，因此感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了電能到機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能夠正常工作必須滿(mǎn)足兩個(gè)基本條件：電動(dòng)機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)必須能合成并在氣隙內(nèi)建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須小于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，并且兩者保持一定的差值，以保證轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在相對(duì)運(yùn)行。氣隙基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也就是主磁場(chǎng)，其旋轉(zhuǎn)速度與電源頻率的關(guān)系為：

學(xué)習(xí)任務(wù)2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理問(wèn)題1：什么是氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？三相交流電與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理問(wèn)題2：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的？感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組接通三相交流電源后，電機(jī)內(nèi)變形成圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以及圓形旋轉(zhuǎn)磁密，設(shè)其反向?yàn)槟鏁r(shí)針。若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁密有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)條中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ee，方向由右手定則確定。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條彼此在端部短路，于是導(dǎo)條中有電流，不考慮電動(dòng)勢(shì)與電流的相位差時(shí)，電流方向與電動(dòng)勢(shì)方向相同。這樣，導(dǎo)條就在磁場(chǎng)中受力?，用左手定則確定受力方向。學(xué)習(xí)任務(wù)2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理問(wèn)題2：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的？由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不能等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n1，其轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)速?n=n1-n,轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)速?n與同步轉(zhuǎn)速之比為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用s表示，即轉(zhuǎn)差率是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，正常運(yùn)行時(shí)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)差率一般為0.01～0.05。

學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題1：交流感應(yīng)電機(jī)如何起動(dòng)？1）起動(dòng)方法（1）直接起動(dòng)通過(guò)開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接入電源的起動(dòng)方法稱(chēng)為直接起動(dòng)。這種起動(dòng)方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，但是否允許電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，取決于電動(dòng)機(jī)容量和供電電源容量之間的比例。（2）降壓起動(dòng)對(duì)于不允許直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，可以采用降壓起動(dòng)的方法，以減小起動(dòng)電流。降壓起動(dòng)就是在起動(dòng)時(shí)，降低加在定子繞組上的電壓。待電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，再將定子繞組的電壓恢復(fù)到額定值，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速方式是怎樣的？1）保持U1/?1值恒定的恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速方式學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速方式是怎樣的？2）恒功率變頻調(diào)速方式這種恒功率變頻調(diào)速方式的機(jī)械特性較軟，即轉(zhuǎn)速降較大。這種調(diào)速方式也稱(chēng)為恒壓弱磁變頻調(diào)速。在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)不同負(fù)載采用不同的調(diào)速方式。通常恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，恒功率負(fù)載采用恒功率調(diào)速方式。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速方式是怎樣的？3）變頻器介紹若實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速就要有變頻電源，變頻電源是由變頻器提供的。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速方式是怎樣的？3）變頻器介紹通過(guò)改變輸出的脈沖寬度，使輸出電壓的平均值接近于正弦波，即使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來(lái)安排。當(dāng)正弦值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，當(dāng)正弦值較小時(shí)，脈沖的寬度也較小。如果脈沖間的間隔小，相應(yīng)的輸出電壓大：反之，脈沖間的間隔較大，相應(yīng)的輸出電壓也較小。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速方式是怎樣的？4）變極調(diào)速變極調(diào)速是通過(guò)改變異步電動(dòng)機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)來(lái)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速方式是怎樣的？5）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速這種調(diào)速方式是在繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)接入電阻，通過(guò)改變轉(zhuǎn)差率實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法的特點(diǎn)是：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速不變，但其改變了機(jī)械特性運(yùn)行段斜率，轉(zhuǎn)子串入的電阻越大斜率越大（機(jī)械特性越軟），隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加，轉(zhuǎn)速下降就越快，但最大轉(zhuǎn)矩不變。這種調(diào)速方法設(shè)備簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)速，但在調(diào)速電阻上增加了能量損耗。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題3：三相異步電動(dòng)機(jī)是怎樣進(jìn)行制動(dòng)的？1）能耗制動(dòng)這種制動(dòng)方法是在電動(dòng)機(jī)斷電之后，立即在定子繞組中通入直流電流，以產(chǎn)生一個(gè)恒定的磁場(chǎng)。它與繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相互作用，產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停下來(lái)。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題3：三相異步電動(dòng)機(jī)是怎樣進(jìn)行制動(dòng)的？2）反接制動(dòng)反接制動(dòng)是將接到電動(dòng)機(jī)定子繞組的三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對(duì)調(diào)位置，即通過(guò)改變接入電動(dòng)機(jī)三相電源的相序來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。當(dāng)三相電源的相序改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)立即反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向與原來(lái)的方向相反，即與電動(dòng)機(jī)由于慣性仍在轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，因此起到了制動(dòng)的作用。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)降為零時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)。學(xué)習(xí)任務(wù)3交流感應(yīng)電機(jī)的控制問(wèn)題3：三相異步電動(dòng)機(jī)是怎樣進(jìn)行制動(dòng)的？3）發(fā)電反饋制動(dòng)如在采用變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí)，降低變頻器的輸出頻率使電動(dòng)機(jī)處在減速過(guò)程中。在減速瞬間，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速低于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，異步電動(dòng)機(jī)便成為異步發(fā)電機(jī)，它將機(jī)械負(fù)載和電動(dòng)機(jī)所具有的機(jī)械能量反饋給變頻器，并在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故稱(chēng)為發(fā)電反饋制動(dòng)。學(xué)習(xí)任務(wù)4交流感應(yīng)電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用問(wèn)題1：交流感應(yīng)電機(jī)的性能特點(diǎn)？交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有以下性能特點(diǎn)：1)小型輕量化2)易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速超過(guò)10000r/min的高速旋轉(zhuǎn)。3)高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩運(yùn)行效率高。4)低速時(shí)有高轉(zhuǎn)矩輸出，以及具有較寬的速度調(diào)節(jié)范圍。5)高可靠性。6)制造成本低。學(xué)習(xí)任務(wù)4交流感應(yīng)電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用問(wèn)題2：交流感應(yīng)電機(jī)的應(yīng)用？

一般情況下，作為新能源汽車(chē)專(zhuān)用的電動(dòng)機(jī)，由于安裝條件是受限制的，而且要求小型輕量化，因而電動(dòng)機(jī)在10000r/min以上高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大多采用一級(jí)齒輪減速器實(shí)現(xiàn)減速。此外由于振動(dòng)等惡劣的工作環(huán)境，電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下需要高轉(zhuǎn)矩，并且要求在較寬的速度