新能源汽车结构原理与检修 第2版 课件 永磁同步电机结构与原理

永磁同步电机结构与原理《新能源汽车结构原理与维修》课程专业教师：李元正目

录CONTENTS01.永磁同步电机的结构02.永磁同步电机的工作原理03.永磁同步电机能量转换过程01永磁同步电机的结构一、永磁同步电机的结构永磁同步电机的结构组成定子转子端盖轴承冷却系统一、永磁同步电机的结构1.定子定子作为静止部分，由高导磁硅钢片叠压而成；厚度通常为0.35mm；表面开有均匀分布的线槽（例如比亚迪E5电机为48槽）。一、永磁同步电机的结构1.定子线槽内嵌有三相铜制绕组，绕组采用星形或三角形连接。绕组表面涂覆耐高温绝缘漆（H级绝缘，耐温180℃）。绕组端部通过环氧树脂固定，确保在高速旋转下的机械稳定性定子绕组一、永磁同步电机的结构转子作为旋转部件，核心结构包括转子铁芯和永磁体。2.转子铁芯采用硅钢片叠压，表面加工有特定形状的磁极槽。定子绕组转子铁芯永磁体选用钕铁硼（NdFeB）材料，磁能积可达45MGOe以上，通过胶粘或机械固定方式嵌入槽内。永磁体一、永磁同步电机的结构2.转子比亚迪E5转子采用“V型”磁极布局。转子与定子气隙严格控制在0.5-1mm，气隙精度影响电机效率与电磁噪声。嵌入8块永磁体形成4对极结构，增强磁场、减少漏磁。一、永磁同步电机的结构3.端盖密封防护内侧设迷宫式密封环与橡胶油封，防止外部污染物进入气隙区域。轴承支撑经精密加工的H7级公差轴承室，安装深沟球轴承，可承受径向载荷，保证转子同心度电磁屏蔽经导电涂层处理，降低电机电磁辐射对车载电子设备的干扰散热传导外表面设计散热筋片，配合冷却风道提升散热效率，如比亚迪E5端盖散热面积达0.8m²。端盖是关键支撑结构，具备以下核心功能采用ADC12铝合金铸造一、永磁同步电机的结构4.轴承功能轴承作为永磁同步电机的核心运动部件，承担着机械支撑与运动控制双重使命。原理它通过支撑转子轴系，确保定子与转子间气隙均匀，直接影响电机运行的稳定性与精度。类型按结构分为滚动轴承（如深沟球轴承、角接触球轴承）和滑动轴承。一、永磁同步电机的结构4.轴承滑动轴承依靠油膜润滑承载重载滚动轴承凭借低摩擦特性适用于高速场景一、永磁同步电机的结构4.轴承轴承材质选择轴承多选用高强度合金钢或陶瓷材质。轴承密封设计搭配密封结构以防粉尘侵入和润滑脂泄漏。轴承关键作用其寿命与可靠性对电机的维护周期和性能表现起决定性作用，是电磁转换与机械输出间的关键机械连接部件。一、永磁同步电机的结构冷却系统多采用液冷结构，与结构件深度集成。5.冷却系统在比亚迪E5驱动电机里，铝合金端盖预埋冷却液流道，和定子外壳螺旋水套形成串联回路。冷却液入口温度控制在65℃以下，流经端盖时带走轴承摩擦产生的热量，再进入定子区域冷却绕组，达成热量分级管理。一、永磁同步电机的结构永磁同步电机通过定子磁场与转子永磁体的“磁力接力”实现高效能量转换。特点结构简单、转速稳定、效率高。应用应用于新能源汽车、工业驱动等领域。02永磁同步电机的工作原理二、永磁同步电机的工作原理永磁同步电机的工作原理基于定子旋转磁场与转子永磁体的磁力耦合二、永磁同步电机的工作原理三相交流电通入定子绕组，因三相电流相位差120度，其交变磁场叠加形成一个匀速旋转的合成磁场，转速由电源频率和电机极数决定1.定子产生旋转磁场（公式：转速=120×

频率

÷

极数）二、永磁同步电机的工作原理转子上的永磁体自带恒定磁场，当定子旋转磁场掠过转子时，永磁体磁场被旋转磁场吸引，转子受磁力牵引与定子磁场保持同步转速转动，实现“同步”运行。2.转子永磁体同步跟随二、永磁同步电机的工作原理3.能量转换本质电能通过定子绕组转化为旋转磁场能，再通过定转子磁场的相互作用转化为转子的机械能，驱动负载运转。03永磁同步电机能量转换过程三、永磁同步电机能量转换过程能量转换电能通过绕组转化为旋转磁场能，磁场能通过磁极相互作用转化为机械能。能量损耗在此过程中，约3%的电能会以热量形式损耗，主要来自绕组电阻发热（铜损）和铁芯涡流损耗（铁损）。三、永磁同步电机能量转换过程比亚迪E5通过以下两种方式，将实际运行效率提升至97%。优化冷却系统（液冷散热）材料选择（高牌号硅钢片）突破技术局限，迈向高效智能材料的突破新技术应用从依赖进口到自主研