項目四

電機認知與故障診斷一、情境引入一輛電動汽車電機的銘牌上寫了電動汽車電機采用的是永磁同步直流無刷電機，小林被車主問及永磁是什么意思？同步是什么意思？直流是什么意思？無刷是什么意思？小林沒答上來，覺得很是丟臉。二、學(xué)習(xí)目標能舉出日常生活中被控電機和非被控制電機的區(qū)別；能說出電動汽車電機和工業(yè)電機的區(qū)別；能畫出有刷永磁電機的簡單原理圖；能畫出無刷永磁電機的簡單原理圖；能說出電機銘牌的表示內(nèi)容；能診斷汽車電機的定子和殼體的短路或絕緣下降故障；能診斷汽車電機的定子三相電感不平衡故障；能診斷汽車電機轉(zhuǎn)承的異響故障；任務(wù)一

汽車電機認知一、電動汽車電機簡介1.電機種類

電機從電源的幅值和頻率是否受變化分為非控制電機和控制電機兩種。2.非控制電機（非變頻電機）

非控制電機是電源的特征（幅值和頻率）不發(fā)生變化的電機，工作的機械特性只取決于負載阻力的大小。3.控制電機（變頻電機）

汽車上的控制電機是電源一定是直流電，經(jīng)變頻器控制后輸出幅值和頻率發(fā)生變化的電機，工作機械特性不僅取決于負載阻力的大小，也取決于控制輸出。4.電動汽車對電機要求（1）過載能力要強

電動汽車驅(qū)動電機需要有4～5倍的過載，以滿足短時加速或爬坡的要求。而工業(yè)電機只要求有2倍的過載就可以了。（2）基速比要大基速比是電機的最高轉(zhuǎn)速和電機在恒轉(zhuǎn)矩控制時能達到的最高轉(zhuǎn)速之比。電動汽車的最高轉(zhuǎn)速要求達到在公路上巡航時基本速度的4～5倍，而工業(yè)電機只需要達到恒功率是基本速度的2倍即可。（3）設(shè)計目標要求高電動汽車驅(qū)動電機需要根據(jù)車型和駕駛員的駕駛習(xí)慣設(shè)計，而工業(yè)電機只需根據(jù)典型的工作模式設(shè)計。（4）功率密度要高電動汽車驅(qū)動電機要求有高功率密度（一般要求達到1kg/kw以內(nèi)）和好的效率圖（在較寬的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率），從而能夠降低車重，延長續(xù)駛里程。而工業(yè)電機通常對功率密度、效率和成本進行綜合考慮，在額定工作點附近對效率進行優(yōu)化。（5）可控性要好

電動汽車驅(qū)動電機要求工作可控性高、穩(wěn)態(tài)精度高（轉(zhuǎn)速誤差?。?、動態(tài)性（加減速響應(yīng)快）能好。而工業(yè)電機只有某一種特定的性能要求。（6）工作環(huán)境差電動汽車驅(qū)動電機被裝在機動車上，空間小，生熱量多，要有專門的水冷卻循環(huán)。由于工作在外界環(huán)境，防塵和防水等級要高，一般為IP55。因為工作在頻繁振動等等惡劣環(huán)境下，所以可靠性要高。而工業(yè)電機通常在某一個固定位置工作。一、電動汽車電機簡介二、汽車永磁同步直流無刷電機圖4-1直流電動機工作原理圖圖4-2最簡單的原始三相直流無刷電動機（槽數(shù)Z＝3，極數(shù)2P＝2，P=1）二、汽車永磁同步直流無刷電機圖4-3定子極數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)量加倍，（槽數(shù)Z＝6，極數(shù)2P＝4,P=2）二、汽車永磁同步直流無刷電機圖4-4永磁同步直流無刷電機銘牌二、汽車永磁同步直流無刷電機三、電動汽車感應(yīng)電動機圖4-5交流異步感應(yīng)電機定子

圖4-6交流異步感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子圖4-7感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子三、電動汽車感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子軸外有花鍵；硅鋼片內(nèi)緣有花鍵，外部有凹槽，將硅鋼片壓在電機軸的花鍵上，將鋁水或銅水澆注在硅鋼片上形成鼠籠，圖4-8電動汽車三相異步電機銘牌三、電動汽車感應(yīng)電動機任務(wù)二

汽車電機故障診斷方法一、系統(tǒng)自診斷數(shù)據(jù)圖4-9故障碼讀取

圖4-10電機限扭數(shù)據(jù)流讀取二、汽車電機異響圖4-11電機軸承側(cè)異響聽診

圖4-12電機后側(cè)減速箱軸承異響聽診三、電機故障確認圖4-13電機定子絕緣檢查用絕緣表圖4-14本例電機定子和殼體的絕緣電阻為11GΩ1.填空題（1）非控制電機是

和

不發(fā)生變化的電機，機械特性只取決于

的大小；（2）控制電機是電源一定是直流電，經(jīng)變頻器控制后輸出幅值和頻率發(fā)生變化的電機，工作機械特性不僅取決于

的大小，也取決于

；（3）基速比是電機的最高轉(zhuǎn)速和電機在

時能達到的最高轉(zhuǎn)速之比；（4）電動汽車的最高轉(zhuǎn)速要求達到在公路上巡航時基本速度的

倍，而工業(yè)電機只需要達到恒功率是基本速度的

倍即可；（5）電動汽車電機的IPXX指

和

等級。課后題2.判斷題（1）永磁電機是指電機轉(zhuǎn)子是永磁體的電機；（

）（2）感應(yīng)電機指轉(zhuǎn)子是依靠定子線圈電流對鼠籠轉(zhuǎn)子進行感應(yīng)形成電流，這個電流定子磁場受力；（

）（3）電動汽車定子線圈檢查包括定子線圈對殼體的絕緣檢查和定子線圈之間的絕緣檢查；（

）（4）汽車電機的異響故障多為軸承進水磨損；（

）（5）定子功率平衡檢查是利用數(shù)字電感表，也就是LCR表；（

）課后題3.簡答題1.寫出永磁電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)？2.相比工業(yè)電機，汽車電機的定子增加了什么結(jié)構(gòu)？3.電機定子的檢查項目有哪些？課后題1.可參考本書