新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修 課件 任務(wù)12 電機(jī)起動(dòng)與制動(dòng)測(cè)試

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修任務(wù)十二電機(jī)起動(dòng)與制動(dòng)測(cè)試任務(wù)導(dǎo)入場(chǎng)景：新能源汽車(chē)售后維修中心人物：維修技師小劉、客戶(hù)王先生情節(jié)：王先生的純電動(dòng)汽車(chē)在踩下制動(dòng)踏板后不能迅速減速及制動(dòng)，經(jīng)維修技術(shù)小劉檢查后，排除了制動(dòng)系統(tǒng)的故障，需對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制動(dòng)功能進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試。提出問(wèn)題如果你是小劉，應(yīng)該怎么處理王先生車(chē)輛的故障？任務(wù)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容電機(jī)起動(dòng)定義、參數(shù)異步電機(jī)的起動(dòng)方法電機(jī)制動(dòng)、能耗制動(dòng)、回饋制動(dòng)電機(jī)起動(dòng)、電機(jī)制動(dòng)測(cè)試任務(wù)目標(biāo)能根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)起動(dòng)方式，使用專(zhuān)用設(shè)備儀器，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)起動(dòng)功能進(jìn)行測(cè)試。能根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)方式，使用專(zhuān)用設(shè)備儀器，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)功能進(jìn)行測(cè)試。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解電機(jī)起動(dòng)

當(dāng)交流電機(jī)通入對(duì)稱(chēng)的三相電壓時(shí)，電機(jī)將開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)、加速并最終穩(wěn)定運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為起動(dòng)過(guò)程。定

義

起動(dòng)過(guò)程有兩個(gè)指標(biāo)參數(shù)，分別為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流。參

數(shù)任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解鼠籠式異步電機(jī)的起動(dòng)方法

直接起動(dòng)是指用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器將電機(jī)定子繞組直接接在額定電壓的電源上起動(dòng)，也稱(chēng)為全壓起動(dòng)。（1）直接起動(dòng)

鼠籠式異步電機(jī)起動(dòng)方法主要有在額定電壓下的直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種方式。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的起動(dòng)設(shè)備；缺點(diǎn)是起動(dòng)電流大，對(duì)電機(jī)本身和電網(wǎng)電壓均會(huì)帶來(lái)不利影響。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解鼠籠式異步電機(jī)的起動(dòng)方法

鼠籠型異步電機(jī)的降壓起動(dòng)方式主要有Y-△起動(dòng)，定子繞組串入電阻起動(dòng)，自耦變壓器降壓起動(dòng)三種。（2）降壓起動(dòng)①

Y-△起動(dòng)

Y-△起動(dòng)法適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形連接的電機(jī)，該方法要求電機(jī)的六個(gè)出線端都引出來(lái)，并接到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解鼠籠式異步電機(jī)的起動(dòng)方法（2）降壓起動(dòng)②

定子繞組串入電阻起動(dòng)

起動(dòng)時(shí)，先將開(kāi)關(guān)K1合上，將電機(jī)和電阻接入電路，此時(shí)電機(jī)的端電壓低于電源電壓UN，假設(shè)此時(shí)電機(jī)端電壓是電源電壓的1/K；然后將開(kāi)關(guān)K2合上，電阻被短路，電源電壓完全加載在電機(jī)上，此時(shí)電機(jī)在額定狀態(tài)運(yùn)行。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解鼠籠式異步電機(jī)的起動(dòng)方法（2）降壓起動(dòng)③

自耦變壓器降壓起動(dòng)

自耦變壓器降壓起動(dòng)利用自耦變壓器的原理改變引出線接頭所在位置，從而改變變壓比，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)接入電機(jī)的端電壓大小。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解繞線式異步電機(jī)起動(dòng)方法轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱(chēng)電阻起動(dòng)

繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串接三相對(duì)稱(chēng)電阻后，可增大電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并減小起動(dòng)電流。串接阻值大小合適的電阻，可以使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)使起動(dòng)電流明顯下降。起動(dòng)結(jié)束后，短接電阻，電機(jī)運(yùn)行效率不受影響。轉(zhuǎn)子回路串接對(duì)稱(chēng)電阻起動(dòng)

頻敏變阻器相當(dāng)于只有一次繞組的三相芯式變壓器，繞組星形連接，通過(guò)電刷和集電環(huán)與轉(zhuǎn)子繞組相接。頻敏變阻器中鐵損和反映鐵損的激磁電阻較大，相當(dāng)于在轉(zhuǎn)子回路中串接了一個(gè)較大的電阻，從而限制了起動(dòng)電流，增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解永磁同步電機(jī)起動(dòng)方法（1）輔助電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起動(dòng)法

通常選用與永磁同步電機(jī)極數(shù)相同，容量為主機(jī)10%~15%的感應(yīng)電機(jī)作為輔助電機(jī)，當(dāng)輔助電機(jī)將主機(jī)拖動(dòng)到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再用自整步法將主機(jī)投入電網(wǎng)，隨后切除輔助電機(jī)的電源。該方法不能用于在負(fù)載下起動(dòng)，否則輔助電機(jī)的容量將會(huì)很大。（2）異步起動(dòng)法

異步起動(dòng)法是指在轉(zhuǎn)子極靴上開(kāi)槽并裝設(shè)籠型繞組，通過(guò)定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子上的籠型繞組中的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的異步電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行起動(dòng)。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解永磁同步電機(jī)起動(dòng)方法

永磁同步電機(jī)屬于雙邊激勵(lì)的電機(jī)，由于永磁體磁場(chǎng)與定子電樞磁場(chǎng)在起動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)速不相等，二者會(huì)產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)差頻率變化的脈振轉(zhuǎn)矩。在分析起動(dòng)過(guò)程的平均轉(zhuǎn)矩時(shí)，將兩個(gè)激勵(lì)源單獨(dú)考慮，分別進(jìn)行分析。首先不計(jì)永磁體磁場(chǎng)的作用，只考慮定子繞組加端電壓情況下電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程；然后假設(shè)將定子繞組短路，只考慮永磁體對(duì)電機(jī)起動(dòng)過(guò)程的影響；最后，運(yùn)用疊加原理將雙邊激勵(lì)源的共同作用進(jìn)行疊加。（2）異步起動(dòng)法永磁同步電機(jī)異步起動(dòng)特性曲線任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解永磁同步電機(jī)起動(dòng)方法

采用變頻器進(jìn)行調(diào)速能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，還能根據(jù)負(fù)載特性的不同，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)電壓和頻率之間的關(guān)系從而使電機(jī)始終運(yùn)行在高效區(qū)并保持良好的動(dòng)態(tài)性能。采用變頻起動(dòng)更能顯著地改善永磁同步電機(jī)的起動(dòng)性能，大幅降低起動(dòng)電流，增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。對(duì)于具有三相變頻電源的場(chǎng)合，常采用變頻起動(dòng)的方法。（3）變頻起動(dòng)法優(yōu)

點(diǎn)：任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解永磁同步電機(jī)起動(dòng)方法

起動(dòng)時(shí)，將變頻電源的頻率調(diào)到很低，以便使同步電動(dòng)機(jī)投入電源之后，定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得極慢。這樣，依靠定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用所產(chǎn)生的同步電磁轉(zhuǎn)矩就可以使轉(zhuǎn)子緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。并能在很低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，然后逐漸提升電源的頻率，逐步加快至定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速度，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子的速度逐漸提升，直到達(dá)到正常轉(zhuǎn)速。（3）變頻起動(dòng)法原

理：技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試新能源教學(xué)整車(chē)高壓安全防護(hù)用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機(jī)、冷卻液回收裝置、減速器齒輪油回收裝置、制冷劑回收裝置、LN虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)卡工具技能操作根據(jù)操作過(guò)程及結(jié)果，填寫(xiě)工作頁(yè)電機(jī)起動(dòng)測(cè)試安全第一操作規(guī)范7S管理40分鐘任務(wù)項(xiàng)目要求安全注意事項(xiàng)時(shí)間技能操作任務(wù)實(shí)施——電機(jī)起動(dòng)測(cè)試任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解電機(jī)制動(dòng)

當(dāng)交流電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速同向，為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)外輸出機(jī)械功率；在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速反向，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)轉(zhuǎn)軸從外部吸收機(jī)械功轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)換成電功率。

電機(jī)制動(dòng)的目的是使電氣傳動(dòng)系統(tǒng)快速停車(chē)或盡快減速，以及使位能性負(fù)載獲得穩(wěn)定的下放速度。交流電機(jī)的電氣制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解能耗制動(dòng)工作原理

制動(dòng)時(shí)，首先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，使電機(jī)脫離電網(wǎng)，同時(shí)閉合，將定子的其中兩相繞組接到直流電源上，此時(shí)定子內(nèi)部的直流電形成了恒定的磁場(chǎng)，電機(jī)內(nèi)部原有的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將不存在。轉(zhuǎn)子由于慣性保持旋轉(zhuǎn)，并切割該恒定磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子中依然可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。能耗制動(dòng)原理圖任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解能耗制動(dòng)特性分析在制動(dòng)瞬間，因轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由A點(diǎn)水平躍變至能耗制動(dòng)特性曲線的B點(diǎn)；電機(jī)開(kāi)始減速，工作點(diǎn)沿制動(dòng)機(jī)械特性曲線變化，直到到達(dá)原點(diǎn)O，此時(shí)n=0，T=0；電機(jī)將準(zhǔn)確地停在O點(diǎn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了快速制動(dòng)停車(chē)；能耗制動(dòng)特性曲線任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解反接制動(dòng)定義及分類(lèi)

交流異步電機(jī)的反接制動(dòng)分為兩類(lèi)，一種是在電動(dòng)狀態(tài)下突然將定子繞組中的任意兩相繞組調(diào)換接入電源的位置，使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向改變，這種制動(dòng)方式稱(chēng)為定子兩相反接制動(dòng)，也稱(chēng)為正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)；另一種是保持定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向不變，通過(guò)位能性負(fù)載的作用，使轉(zhuǎn)子進(jìn)入倒拉反轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相反，這種制動(dòng)稱(chēng)為倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)，也稱(chēng)為反轉(zhuǎn)正接反接制動(dòng)。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解反接制動(dòng)正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)正接反接制動(dòng)任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解回饋制動(dòng)定義及分類(lèi)

當(dāng)電機(jī)在外力作用下，使轉(zhuǎn)速由于某種原因高于同步轉(zhuǎn)速，此時(shí)電機(jī)將進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)?；仞佒苿?dòng)狀態(tài)實(shí)際上就是將轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能并回饋到電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)狀態(tài)，也稱(chēng)為制動(dòng)能量回收。

回饋制動(dòng)可分為正向回饋制動(dòng)和反向回饋制動(dòng)兩種。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試知識(shí)講解回饋制動(dòng)正向回饋制動(dòng)

在正向回饋制動(dòng)過(guò)程中，始終有負(fù)載向電機(jī)輸入機(jī)械功率，并由電機(jī)向電網(wǎng)回饋電功率，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)制動(dòng)狀態(tài)，因此稱(chēng)為正向回饋制動(dòng)，也稱(chēng)為再生發(fā)電制動(dòng)。正向回饋制動(dòng)的機(jī)械特性技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施——電機(jī)制動(dòng)測(cè)試新能源教學(xué)整車(chē)高壓安全防護(hù)用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機(jī)、冷卻液回收裝置、減速器齒輪油回收裝置、制冷劑回收裝置、LN虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)卡工具技能操作根據(jù)操作過(guò)程及結(jié)果，填寫(xiě)工作頁(yè)電機(jī)