《新能源汽车结构原理与检修》教学课件—04驱动电机及控制系统

任务一 驱动电机基础知识
5.开关磁阻电机 （1）电机结构 开关磁阻电机的定子和转子均为凸极结构，定子和转子的齿数不等，转子齿数一般 比定子少2个。在定子齿上绕有线圈，两个位置相对的定子线圈相互串联形成一相 绕组。转子由铁芯叠片而成，其上面没有线圈绕组。
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2.直流电机 直流电机是指可以把直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流 电能（直流发电机）的旋转电机。它是一种能够实现直流电能和机械能相互转换的 电机。
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2.直流电机 直流电机主要由磁场、电枢绕组、电枢和换向器等部件组成。
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4.交流感应电机 （2）转子 转子主要由铁芯和绕组组成。转子绕组由插在转子槽中的多根导条和两个环形端环 组成，若去掉转子铁芯，整个绕组的外形就像一个鼠笼，故称笼型绕组。
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4.交流感应电机 （4）工作原理 交流感应电机首先通过定子产生旋转磁场，转子绕组切割磁感线产生感应电动势， 从而使转子绕组中产生感应电流。转子绕组中的感应电流与磁场相互作用，产生电 磁转矩使转子旋转。
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1.电机分类 （1）安全性高。 （2）起动转矩和调速范围大。 （3）效率高、损耗低，还应在车辆减速时实现再生能量回收功能。 （4）质量小。电动机应尽量采用铝合金外壳，以降低电机质量。 （5）电压高。 （6）可靠性高、运行噪音小，耐高温和耐潮特性强。 （7）成本低、使用寿命长、结构简单、便于维护。
2.直流电机
（1）电磁转矩产生 电枢绕组通过电刷接直流电源，绕组旋转轴与机械负载相联。电流从电刷 A流入电枢绕组，从电刷 B流出。电枢电流与磁场相互作用产生电磁力，所形成的电磁转矩使电动机电枢旋转。 （2）换向原理 当电枢转ab边转到了S极位置，cd边转到了N极下面,这时电枢线圈的电磁转矩方向发生了改变，但 由于换向器随着电枢同步旋转，使得电刷 A总是接触 N极下的导线，而电刷B总是接触S极下的导线， 因此电流的流动方向随之发生改变，使电磁转矩方向保持不变。
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3.永磁同步电机 （2）工作原理 永磁同步电机首先给定子绕组通入三相交流电，在通入电流后就会在电机的定子绕 组中形成旋转磁场。由于在转子上安装了永磁体并且磁极是固定的，根据同极相斥 异极相吸的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子旋转从而产生驱动力，并最 终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁场速度相等。
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3.永磁同步电机 （3）应用特点 永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源，因此生产成本较高，并且温度 大幅度变化时还会引发退磁现象。但是该电机的功率密度高、调速范围大，适用于 高速公路网受限，频繁起停工况，目前广泛应用于新能源电动汽车上。
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4.交流感应电机 交流感应电机又称做异步电机，即转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获 得一个转动力矩使转子转动，由电气工程师尼古拉·特斯拉于1887年发明。
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4.交流感应电机 （1）电机结构 交流感应电机主要由定子与绕组、笼型转子、转子轴、轴承、前后端盖以及风扇等 部件组成。
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4.交流感应电机 （1）定子 定子有A-X、B-Y、C-Z3个绕组线圈，各线圈按一定规律分别嵌放在定子槽内。定 子是电机中固定不动的部分，主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机 械方法实现的，而是以交流电通过电磁绕组中，使其磁极性质循环改变，故相当于 一个旋转的磁场，按照所用交流电的种类划分为单相电机和三相电机两种。
3.永磁同步电机 永磁同步电机采用永磁体来产生气隙磁通量，永磁体代替了直流电机中的磁场线圈 和感应电机中定子的励磁体。同步电机属于交流电机，定子绕组与异步电机的定子 绕组相同。永磁同步电机转子的旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一 样的，所以称为永磁同步电机。
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3.永磁同步电机 （1）电机结构 永磁同步电机主要是由转子磁铁、定子绕组、传感器以及壳体等部件组成。永磁同 步电机最大特点是它的定子结构与普通感应电机非常相似，主要是区别于转子结构 与其它电机形成了差别，在转子上设有高质量的永磁体磁极。根据在转子上安放永 磁体位置的不同，永磁同步电机通常会分为内嵌式、面贴式以及插入式三种。
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4.交流感应电机 （5）应用特点 交流感应电机具有功率密度低、调速范围小、生产成本低、可靠性高、无退磁现象 等特点，适用于高速公路网比较发达的区域。
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5.开关磁阻电机 电机根据转矩产生原理，可大致分为由电磁作用原理产生转矩和由磁阻变化原理产 生转矩两类。 磁阻原理电机的运动是由转子、定子之间气隙磁阻的变化产生的。当定子绕组通电 时产生一个单相磁场，遵循磁阻最小原则，即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合。 因此当转子轴线与定子轴线不重合时，磁阻力会作用在转子上并产生转矩，使其向 磁阻最小的位置移动，类似于磁铁吸引导磁体的现象，利用该原理制成的电机就叫 开关磁阻电机。
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学习目标 1. 了解驱动电机分类与原理 2. 了解驱动电机的型号含义 3.熟悉驱动电机的常用术语
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一、相关知识 1.电机分类 （1）按工作电源划分 根据工作电源的不同，电机可分为直流电机和交流电机。 （2）按结构和工作原理划分 根据电机的结构和工作原理可分为直流电机、异步电机和同步电机。 （3）按运转速度划分 按照电机的运转速度可分为低速电机、高速电机、恒速电机和调速电机。
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2.直流电机 （1）优点 直流电机的起动加速转矩大、电磁转矩控制特性好、调速方便、控制装置简单、技 术成熟、成本较低。 （2）缺点 直流电机由于有机械换向器，表面常有火花出现，因此不宜设定太高的电机转速。 长时间使用时，需要经常维护更换换向器和电刷。
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