《纯电动汽车结构原理与检修》-4.项目四 电机认知与故障诊断

项目四

电机认知与故障诊断一、情境引入一辆电动汽车电机的铭牌上写了电动汽车电机采用的是永磁同步直流无刷电机，小林被车主问及永磁是什么意思？同步是什么意思？直流是什么意思？无刷是什么意思？小林没答上来，觉得很是丢脸。二、学习目标能举出日常生活中被控电机和非被控制电机的区别；能说出电动汽车电机和工业电机的区别；能画出有刷永磁电机的简单原理图；能画出无刷永磁电机的简单原理图；能说出电机铭牌的表示内容；能诊断汽车电机的定子和壳体的短路或绝缘下降故障；能诊断汽车电机的定子三相电感不平衡故障；能诊断汽车电机转承的异响故障；任务一

汽车电机认知一、电动汽车电机简介1.电机种类

电机从电源的幅值和频率是否受变化分为非控制电机和控制电机两种。2.非控制电机（非变频电机）

非控制电机是电源的特征（幅值和频率）不发生变化的电机，工作的机械特性只取决于负载阻力的大小。3.控制电机（变频电机）

汽车上的控制电机是电源一定是直流电，经变频器控制后输出幅值和频率发生变化的电机，工作机械特性不仅取决于负载阻力的大小，也取决于控制输出。4.电动汽车对电机要求（1）过载能力要强

电动汽车驱动电机需要有4～5倍的过载，以满足短时加速或爬坡的要求。而工业电机只要求有2倍的过载就可以了。（2）基速比要大基速比是电机的最高转速和电机在恒转矩控制时能达到的最高转速之比。电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4～5倍，而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可。（3）设计目标要求高电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计，而工业电机只需根据典型的工作模式设计。（4）功率密度要高电动汽车驱动电机要求有高功率密度（一般要求达到1kg/kw以内）和好的效率图（在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率），从而能够降低车重，延长续驶里程。而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑，在额定工作点附近对效率进行优化。（5）可控性要好

电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高（转速误差小）、动态性（加减速响应快）能好。而工业电机只有某一种特定的性能要求。（6）工作环境差电动汽车驱动电机被装在机动车上，空间小，生热量多，要有专门的水冷却循环。由于工作在外界环境，防尘和防水等级要高，一般为IP55。因为工作在频繁振动等等恶劣环境下，所以可靠性要高。而工业电机通常在某一个固定位置工作。一、电动汽车电机简介二、汽车永磁同步直流无刷电机图4-1直流电动机工作原理图图4-2最简单的原始三相直流无刷电动机（槽数Z＝3，极数2P＝2，P=1）二、汽车永磁同步直流无刷电机图4-3定子极数和转子极数量加倍，（槽数Z＝6，极数2P＝4,P=2）二、汽车永磁同步直流无刷电机图4-4永磁同步直流无刷电机铭牌二、汽车永磁同步直流无刷电机三、电动汽车感应电动机图4-5交流异步感应电机定子

图4-6交流异步感应电机转子图4-7感应电动机转子三、电动汽车感应电动机转子轴外有花键；硅钢片内缘有花键，外部有凹槽，将硅钢片压在电机轴的花键上，将铝水或铜水浇注在硅钢片上形成鼠笼，图4-8电动汽车三相异步电机铭牌三、电动汽车感应电动机任务二

汽车电机故障诊断方法一、系统自诊断数据图4-9故障码读取

图4-10电机限扭数据流读取二、汽车电机异响图4-11电机轴承侧异响听诊

图4-12电机后侧减速箱轴承异响听诊三、电机故障确认图4-13电机定子绝缘检查用绝缘表图4-14本例电机定子和壳体的绝缘电阻为11GΩ1.填空题（1）非控制电机是

和

不发生变化的电机，机械特性只取决于

的大小；（2）控制电机是电源一定是直流电，经变频器控制后输出幅值和频率发生变化的电机，工作机械特性不仅取决于

的大小，也取决于

；（3）基速比是电机的最高转速和电机在

时能达到的最高转速之比；（4）电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的

倍，而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的

倍即可；（5）电动汽车电机的IPXX指

和

等级。课后题2.判断题（1）永磁电机是指电机转子是永磁体的电机；（

）（2）感应电机指转子是依靠定子线圈电流对鼠笼转子进行感应形成电流，这个电流定子磁场受力；（

）（3）电动汽车定子线圈检查包括定子线圈对壳体的绝缘检查和定子线圈之间的绝缘检查；（

）（4）汽车电机的异响故障多为轴承进水磨损；（

）（5）定子功率平衡检查是利用数字电感表，也就是LCR表；（

）课后题3.简答题1.写出永磁电机的转子结构？2.相比工业电机，汽车电机的定子增加了什么结构？3.电机定子的检查项目有哪些？课后题1.可参考本书