汽車電工電子技術基礎 課件 學習領域五：學習任務四 驅動電機認識與檢測

學習領域五驅動電機認識及控制電路檢測

電機及其控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件，決定了汽車行駛的主要性能指標。相比于傳統(tǒng)汽車，電機可以在較大的速度范圍內高效產生轉矩，因此新能源汽車不需要變速器，傳動機構更簡單，噪音低。本次學習任務通過搭建電路，檢測三相電機的電源電壓波形，探究三相電源與電機轉速關系、轉速與轉速脈沖信號關系，學習其基本驅動原理。1.能講述新能源汽車的驅動電機類型。2.能講述三相永磁同步電機的基本結構及工作原理。3.能講述三相電機的轉速控制原理及工作過程。4.能講述三相永磁同步電機在新能源汽車上的應用。知識目標素養(yǎng)目標技能目標1.能檢測三線電機驅動電源的特點。2.能判斷三相電源與電機轉速的關系。3.能判斷電機轉速與轉速脈沖信號的關系。1.規(guī)范實訓7S管理，養(yǎng)成良好的新能源汽車維修職業(yè)素養(yǎng)；2.培養(yǎng)自主學習、團隊合作能力；3.崇尚勞動，形成敢創(chuàng)新，敢挑戰(zhàn)，愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神。

新能源汽車行駛過程中發(fā)現故障，進場進行檢查后發(fā)現三相電機出現了故障，現需要對三相電機進行故障檢測，請你根據專業(yè)技術標準完成三相電機驅動電源檢測，三相電機轉速檢測。知識鏈接科學技術是第一生產力——鄧小平新能源汽車應用驅動電機的種類01知識點

電機是新能源汽車的核心部件，主要有直流電動機、三相感應電動機、開關磁阻電動機等。

直流電動機（圖5-4-1）的主要優(yōu)點是控制簡單而且技術成熟，但因為直流電動機發(fā)熱嚴重、機械磨損大等問題難以解決，目前新能源汽車已基本不采用直流電動機。圖5-4-1直流電機的構造

三相感應電動機（圖5-4-2）是現今應用最廣泛的電動機，能夠實現制動能量回收的功能，而且具有以下優(yōu)點：效率較高、質量輕、價格便宜和維修方便等。圖5-4-2三相感應電動機的基本結構

開關磁阻電動機是一種較新型的電動機，具有很多明顯的特點，如：結構比較簡單和效率高，滿足新能源汽車動力性的要求。

電機及其控制系統(tǒng)決定了汽車行駛的主要性能指標。相比于傳統(tǒng)汽車，電機可以在較大的速度范圍內高效產生轉矩，所以新能源汽車不需要變速器，傳動機構更簡單，噪音低。新能源汽車一般采用電子助力轉向裝置，該裝置的動力源是直流電機。根據駕駛員的駕駛意圖，并且收集轉向、車速、扭矩等信息，由控制模塊完成直流電機的轉向控制和轉速控制，保證汽車在低速轉向行駛時輕便靈活，高速轉向行駛時穩(wěn)定可靠。三相永磁同步電機的結構02知識點

三相永磁同步電機是三相感應電動機的一種，永磁同步電機的內部殼體上間隔繞制六匝線圈，對角的兩匝線圈為一組，共三組，而且這三組線圈相互錯開120°排列，如圖5-4-3所示。圖5-4-3三相永磁同步電機定子結構結圖

永磁同步電機上的轉子使用永久磁鐵，如圖5-4-4所示，具有轉子運動慣量小、運行效率高、功率密度高的優(yōu)點。永磁同步電機上面沒有滑環(huán)和電刷，由此電機的工作避免了滑環(huán)和電刷磨損造成的故障。但是由于電機的轉子使用永磁材料制成，電機在長時間的運作后由于高溫、震動的條件下磁力會發(fā)生熱衰退的現象。圖5-4-4三相永磁同步電機轉子結構

三相永磁同步電機的工作原理03知識點

永磁同步電機其中一組線圈通電時，同一組且對角的兩匝線圈會產生相異的磁極，吸引著轉子朝磁極轉動。當給三組線圈依次排列進行通電時，就定子內部就會產生不斷旋轉的磁場，如圖5-4-5所示。因此，在磁場力矩的作用下，轉子會跟隨磁場的變化而轉動。

圖5-4-5旋轉磁場的產生

實際的應用上，轉子并不是只有一根磁鐵，而是多根磁鐵嵌入在定子上，轉子的外壁就形成了等距離間隔的S極和N極，如圖5-4-6所示。此時，三組線圈在三相交流電的通電下，產生旋轉的磁場，使得轉子穩(wěn)定地旋轉起來。三相電機的轉向控制原理04知識點

三相電機的轉向控制原理

三相電機轉子跟隨定子產生的旋轉磁場轉動，通過改變三相線的通電順序，改變旋轉磁場的轉動方向，從而實現間接控制轉子轉向?；蛘咝枰淖冃D磁場的方向時，只需將接入的三相線任意兩相進行交換，旋轉磁場就會向相反的方向旋轉。任務實施工作計劃天行健，君子以自強不息。——《周易·乾·象》1.制定工作計劃步驟工作內容負責人1填寫自評表全部人23452.列出需要的實訓板、工具、耗材和器材清單序號名稱型號與規(guī)格單位數量備注12345決

策業(yè)精于勤,荒于嬉;行成于思,毀于隨?！n愈《進學解》各組派代表闡述工作計劃01對他組工作計劃提出自己不同看法02教師點評，提出指導性意見03決策選出較優(yōu)工作計劃04工作實施君子博學而日參省乎己，則知明而行無過矣——荀子《勸學》1.按照本組制定的計劃開展工作（1）領取實訓積木板及材料；（2）認識與檢查實訓積木板；（3）各組員分工合作完成工作任務。安全生產規(guī)范操作節(jié)約能源2.實訓任務三相電機驅動實訓。安全生產規(guī)范操作節(jié)約能源（1）領取實訓積木板及材料可調鋰電池模塊三通道示波表及信號源三相電機驅動實訓板

三相電機驅動實訓（2)三相電機驅動電路及線路連接三相電機驅動電路線路連接圖三相電機驅動實訓三相電機驅動實訓序號步驟操作方法及說明質量標準與記錄1電路板基本檢查檢查電路板外觀和電子元件□檢查電路板外觀無劃傷、損壞□檢查可調鋰電池模塊是否正常□檢查實訓電路板是否正?！鯔z查示波器是否正常工作2識讀電路圖識讀電路圖□正反信號端子初始為

V高電平，當按下點動開關并且松手后，正反信號端子產生一個

（高/低）電平的脈沖信號。處理器根據此脈沖信號處理器改變

轉動方向?！跆幚砥鞲鶕烧{電阻的

信號，控制變頻器改變輸出頻率，從而實現變速。□電機轉動過程中產生的脈沖信號，經過處理器內部的運算，控制LED數碼管顯示電機

。（3）具體實訓流程三相電機驅動實訓序號步驟操作方法及說明質量標準與記錄3模塊設備連接根據線路連接圖連接各模塊□鋰電池正極連接三相電機實訓板

端子，鋰電池負極連接三相電機實訓板

端子示波器通道1紅表筆接三相電機實訓板UCA端子示波器通道2紅表筆接三相電機實訓板UBC端子示波器通道3紅表筆接三相電機實訓板UAB端子黑表筆接三相電機實訓板

端子□電路連接前，確認電源開關處于斷開狀態(tài)□接線無誤后，檢查導線安裝是否牢靠。三相電機驅動實訓序號步驟操作方法及說明質量標準與記錄4三相電機驅動電源電壓波形檢測觀察示波器中UCA端子、UBC端子和UAB端子電壓的波形□檢查電路連接無誤后，接通電源和打開示波器電源；□使用示波器測量UCA端子UBC端子和UAB端子電壓，繪制波形圖；□由此實驗可以得知，三相電機驅動電源的特點是

。三相電機驅動實訓序號步驟操作方法及說明質量標準與記錄5探究三相電源與電機轉速的關系觀察示波器中UCA端子、UBC端子和UAB端子的波形隨轉速的變化□轉動可調電阻旋鈕，控制電機轉速，測量UCA端子UBC端子和UAB端子電壓。由此實驗可以得知，

?！醢聪抡窗粹o，使用示波器測量UCA端子UBC端子和UAB端子，轉動可調電阻旋鈕，控制電機轉速，由此實驗可以得知，

。三相電機驅動實訓序號步驟操作方法及說明質量標準與記錄6探究三相電機轉速與轉速脈沖信號的關系觀察三相電機轉速脈沖端子的波形變化□接通電源，使用示波器測量轉速脈沖信號端子，轉動可調電阻旋鈕，控制電機轉速。觀察現象：由此實驗可以得知，

。三相電機驅動實訓序號步驟操作方法及說明質量標準與記錄77S管理1.對使用的模塊檢查、清潔、歸位；2.對工位進行清潔、整理；3.對使用的設備進行檢查、清潔、歸位?！鯔z查使用的模塊外觀是否損壞、刮花；□清潔工位；□工具、設備清點歸位。自評組間互評教師評價學而不思則罔，思而不學則殆。

——孔子《論語》評價反饋一、單選題1.新能源汽車應用的驅動電機為（）。A.直流電動機B.三相感應電動機C.開關磁阻電動機D.a、b、c都對2.永磁同步電機上的轉子使用的是（）。A.永久磁鐵B.線圈C.稀有金屬D.a和b都對3.改變三相交流電源的（），可以控制電機的旋轉速度。A.電壓大小B.頻率C.A與B都對D.A和B都不相關4.與直流電機相比，永磁同步電機少了（）部件。A.電刷B.定子C.轉子5.三相同步電機的優(yōu)點有（）。A.功率密度高B.轉子運動慣量小C.沒有熱衰退D.a和b都對二、判