《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》全套教学课件

某高职院校新能源汽车技术专业学生，学习了纯电动汽车的组成，掌握了纯电动汽车包括动力电池系统、电机驱动系统、整车控制系统以及底盘、车身和辅助电气的几大组成部分。现班级同学要开始深入学习电机驱动系统，老师提出几个问题：一、什么是电机驱动系统，电机驱动系统的发展趋势和要求有哪些？二、电机驱动系统有哪些部件组成？三、电机驱动系统的工作原理是什么？要求班级同学通过对电机驱动系统认知的学习，整理出电机驱动系统的定义、发展、要求及组成原理等相关知识。任务导入任务派发项目1任务1纯电动电驱动系统认知项目1任务2混合动力汽车电驱动系统认知项目1任务3新能源汽车典型电驱动系统项目2任务1驱动电机认知项目2任务2典型驱动电机项目2任务3驱动电机控制方式项目2任务4驱动电机检修项目3任务1电机控制器认知项目3任务2典型电机控制器项目3任务3电机控制器控制原理及策略项目3任务4电机控制器检修项目4任务1纯电动汽车减速器总成认知项目4任务2混合动力汽车耦合器总成认知项目4任务3减速器总成检修项目4任务4动力耦合装置检修项目5任务1电驱冷却系统认知项目5任务2电驱冷却系统检修全套可编辑PPT课件纯电动电驱系统认知项目一任务1新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标01了解电机驱动系统发展与应用02掌握新能源汽车电机驱动系统要求学习目标03掌握新能源汽车电机驱动系统要求一、电机驱动系统发展历程20世纪80年代电动车的原型机中多使用直流电机适合道路负载控制简单体积大需要维护前后一、电机驱动系统发展历程01交流感应电机广泛地应用于工业拖动领域中，但在汽车驱动中却应用较少三相交流感应电机转子上没有永磁体，也无须换向器、电刷转子上没有永磁体，也无须换向器、电刷结构简单、制造方便、成本低、可靠性好控制也较为简单和成熟高速反电动势低、空转损耗小功率因数滞后，定子中有无功励磁电流，因而功率低（特别是在恒转矩区）难以实现小体积、轻量化一、电机驱动系统发展历程02交流永磁电机转子上的永磁体表贴式永磁电机插入式永磁电机气隙磁场分布正弦波永磁电机梯形波永磁电机无刷直流电机控制简单成本较高对工作温度和负载条件有所限制交流永磁电机转子上有永磁体，定子与感应电机相同一、电机驱动系统发展历程03开关磁阻电机开关磁阻电机利用“磁阻最小原理”工作，即磁通是要沿磁阻的最小路径闭合。开关磁阻电机通过有序地开关定子绕组的电流，在定子和转子极之间产生电磁力，即电磁转矩。在电动汽车电驱动领域中的应用还比较少结构特别简单、坚固、制造容易转子无冷却要求，成本低转矩脉动、振动和噪声问题二、电机驱动系统应用现状01国外电机驱动系统应用现状在功率密度、产品集成度方面具有较大优势欧美各国电动客车多采用交流异步电机，为降低车重，电机壳体多采用铸铝材料，电机恒功率范围较宽，最高转速可达基速的2～2.5倍日本多采用永磁同步电机，产品功率等级覆盖3～123kW，电机恒功率范围很宽，最高转速达基速的5倍二、电机驱动系统应用现状02国内电机驱动系统应用现状交流异步电机驱动系统我国已经建立了具有自主知识产权异步电机驱动系统的开发平台南车时代电动客车东风混合动力大巴开关磁阻电机驱动系统已经具备自主研发能量东风混合动力大巴开关磁阻电机驱动系统已经具备自主研发能量哈弗M3纯电动车永磁同步电机驱动系统已经形成了一定的研发和生产能力总体而言，目前我国已经基本掌握了车用电机及其控制系统的核心技术，但仍处于中小批量生产阶段。三、电机驱动系统发展趋势电机驱动系统集成化电机驱动系统高效化电机驱动系统数字化电机驱动系统部分组件非金属化电机电控一体化动力总成产品的发展产业集群发展趋势电机驱动系统发展趋势三、电机驱动系统发展趋势01电机驱动系统集成化电机驱动系统主要部件，驱动电机、电机控制器和减速器总成的集成度越来越高，逐步形成集成度越来越高的电驱总成。北汽EV160的电机驱系统三、电机驱动系统发展趋势02电机驱动系统高效化采用回馈高效的电机适当的变速系统和控制策略提高材料利用率工况匹配效率电机品质降低成本提高电机驱动系统的效率三、电机驱动系统发展趋势03电机驱动系统数字化在高性能高速的数字控制芯片的基础上，高性能的控制算法、复杂的控制理论得以实现，大大提高了电机及其控制系统的性能面向用户的可视化编程，通过代码生成和下载直接进入微处理器，不断地提高编程效率和可调试性高速高性能微处理器三、电机驱动系统发展趋势04电机驱动系统部分组件非金属化通过采用部分组件非金属化降低系统质量和成本转动枢轴、支撑组件等，采用耐磨非金属材料进行替代结构设计对包括电机极槽比、齿槽比与裂比等进行多重优化提高单台电机材料用量三、电机驱动系统发展趋势05电机电控一体化动力总成产品的发展多合一集成化的“控制器”使得电控系统的复杂程度迅速上升。电动汽车驱动电机及控制技术的集成度越来越高，未来可提供电机电控一体化总成产品。三、电机驱动系统发展趋势06产业集群发展趋势目前我国在电机（包括永磁材料）生产、人力成本等方面存在较大的优势国内已出现独立的新型汽车电机驱动系统提供商，支持电动汽车产业国外汽车用电气自动化的新型产业正在逐步形成新能源汽车电机驱动系统要求起动力矩大和过载能力强限制电机过大的峰值电流调速范围宽驱动电机能够正反转运行电机驱动系统应能方便、高效地实现电能回馈电机驱动系统调速响应快电机驱动系统运行有一定容错性电机驱动系统运行平稳及可靠性高电机驱动系的驱动电机同时具有电磁制动功能新能源汽车电机驱动系统要求新能源汽车电机驱动系统要求01起动力矩大和过载能力强新能源汽车电机驱动系统不仅要满足汽车带负载频繁起步要求，同时还要满足在加速和上坡时，有一定的短时过载能力，其过载过载系数应为传统发动力机的3～4倍。新能源汽车电机驱动系统要求02限制电机过大的峰值电流电驱系统工作过程中，为了避免因电流较大而生热消耗电能，所以驱动电机的最大峰值电流要小于动力蓄电池最大放电允许电流以免因过热而损坏驱动电机。新能源汽车电机驱动系统要求通常驱动电机在额定功率及其转速附近运行效率较高，而远离额定效率区必降低，若驱动电机能实现多级额定转速，就可以以减化机械传动而减少其摩擦损耗和车载质量。为确保新能源汽车在高、低速各工况均能高效运行，需要驱动电机有较宽调速范围，并保持理想调速特性。驱动电机包括恒转矩区和恒功率区：在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足起步和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有较高速度，以满足汽车在平坦路面能够高速行驶。03调速范围宽新能源汽车电机驱动系统要求04驱动电机能够正反转运行新能源汽车电机驱动系统没有配备具有改变动力传递方向的变速器为了车辆能正常倒车行驶，所以要求电机驱动系统利用电机控制器改变送给驱动电机的电流方向能实现倒车。新能源汽车电机驱动系统要求05电机驱动系统应能方便、高效地实现电能回馈新能源汽车电机驱动电机应能够在汽车减速或制动时实现再生制动，将能量回收并反馈回动力电池，提高新能源汽车的能量利用率。一台电机既可以作为电动机运行（将电能转换为机械能），也可以作为发电机运行（将机械能转换为电能）新能源汽车电机驱动系统要求06电机驱动系统调速响应快新能源汽车工作过程，需要及时根据驾驶员操作信号做出响应，这就要提高电机控制器和驱动电机的动态响应性，从而改善行驶中各系统的工作性能。新能源汽车电机驱动系统要求07电机驱动系统运行有一定容错性若出现不是危害人员安全的故障，车辆控制系统利用其故障容错性，使车辆能暂时处于“限功率运行状态”，确保电动汽车在部分故障时仍能“跛脚回家”，以避免交通堵塞。新能源汽车电机驱动系统要求08电机驱动系统运行平稳及可靠性高新能源汽车用驱动电机还应具有可靠性高、能够在恶劣环境下长期工作、结构简单、重量轻、运行噪声低、维修方便、价格便宜等特点。新能源汽车电机驱动系统要求09电机驱动系的驱动电机同时具有电磁制动功能因电磁制动的动态响应极快，可及时准确地对前、后、左、右车轮制动力适宜分配，提高汽车安全性。一、驱动电机驱动电机一般位于前机舱内驱动电机是动力系统的执行元件，由定子、转子、转子位置传感器等部件组成接收电机控制器的控制指令，将电源的电能转化为机械能，驱动车轮。在车辆驱动行驶时，驱动电机起到动力源的作用；在车辆减速或制动时，驱动电机起到发电机的作用。作用二、电机控制器（MCU）电机驱动系统的核心主要由电子控制装置和功率转换装置组成，它是驱动电机的控制单元，能控制驱动电机的工作。01组成二、电机控制器（MCU）02工作原理动力电池MCU驱动电机逆变驱动、加速…..控制高压直流电三相交流电三相交流电高压直流电整流补给电能二、电机控制器（MCU）02工作原理动力电池整车控制单元驾驶需求信息驱动电机的速度电流反馈信号动力电池电机控制器速度驱动转矩旋转方向动力电池驱动电机三、机械减速装置机械减速装置主要由主减速器和差速器总成组成（1）将驱动电机的输出转速降低、扭矩升高，并传递给汽车驱动轴，最终带动车辆行驶。（2）通过齿轮改变转矩的传递方向，通过差速器实现两侧车轮转速差，保证内、外侧车轮以不同转速滚动而非滑动。作用四、电机驱动冷却系统电机驱动冷却系统通常由电动水泵、散热器、电动风扇、储液罐和冷却循环管路等组成驱动冷却系统的作用可以带走电驱动系统中的驱动电机和驱动电机控制器工作过程中产生的热量，将其工作温度控制在适宜的范围内，使其具有良好的工作性能。作用一般采用两种方式散热：空气冷却和水冷却纯电动汽车通常多采用水冷却形式电机驱动系统工作原理当驱动车辆行驶时，电机控制器控制驱动电机使其发挥电动机的功能，将动力电池提供的电能转化为机械能，驱动车轮；当车辆减速或制动时，电机控制器控制驱动电机使其发挥发电机的功能，将车轮的机械能转化为电能，回馈给动力电池。课堂测评一、判断题1.直流电机的特性非常适合道路负载。（√）2.交流永磁电机定子上有永磁体。（×

）3.交流异步电机驱动系统我国已经建立了具有自主知识产权异步电机驱动系统的开发平台。（）4.内燃机汽车也可以实现能量回收。（×

）5.现代电动汽车区别于内燃机汽车的最大不同点，就是普遍采用了电机驱动系统，替代传统的内燃机驱动系统。（√）6.电机控制器（MCU）是动力系统的执行元件。（

）7.纯电动汽车的机械减速装置不能没有离合器。（

）课堂测评二、选择题1.电机驱动系统基本组成（ABCD）【多选题】A.驱动电机

B.电机控制器（MCU）

C.机械减速装置

D.电机驱动冷却系统2.驱动电机是动力系统的执行元件，主要由哪些部件组成（ABC）。【多选题】A.定子B.转子

C.转子位置传感器

D.定子位置传感器3.开关磁阻电机利用什么原理工作（A

）【单选题】A.磁阻最小原理B.磁阻中间原理C.磁阻最大原理D.磁阻平衡原理4.感应电机的优点（ABCD）【多选题】A.结构简单B.制造方便C.成本低D.可靠性好5.目前车用电机驱动系统的发展趋势主要有（ABC）【多选题】A.一体化B.数字化C.集成化D.永动化谢谢观看！新能源汽车驱动电机及控制系统检修一位客人进比亚迪4S店，他想购买一辆省油、动力足够的乘用车，接待人员向他推荐了混动车比亚迪秦。作为接待人员，如果要向客户解释混动汽车既省油又能保证动力的原因，就必须针对电机驱动系统有一定知识储备。接下来，我们通过电机驱动系统的现状及发展趋势、要求、组成及原理三个方面的学习，引导大家能够独立分析常见混动汽车的电机驱动系统。任务导入任务派发混合动力汽车电驱动系统认知项目一任务2新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标01能描述混合动力汽车电机驱动系统的现状及发展趋势02能描述混合动力汽车电机驱动系统的要求03能复述混合动力汽车电机驱动系统的基本组成及原理学习目标市场仍可不断扩大，消费市场继续发育一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-市场现状一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-市场现状我国电机驱动系统供应链体系逐步建立，发展较为完善，多家自主企业具备独立的研发和生产能力。一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-市场现状从电机供应模式来看，主要分为自产自销、第三方供货以及合资公司供货三种模式。一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-技术现状永磁电机市场占比逐年提升电机功率密度有较大的提升空间扁导线电机得到进一步应用电机控制器功率密度整体偏低电驱集成化ABCDE一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-技术现状永磁电机市场占比逐年提升电机功率密度有较大的提升空间扁导线电机得到进一步应用电机控制器功率密度整体偏低电驱集成化ABCDE不同级别纯电动轿车电机功率－质量分布不同级别纯电动SUV电机功率-质量分布一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-技术现状永磁电机市场占比逐年提升电机功率密度有较大的提升空间扁导线电机得到进一步应用电机控制器功率密度整体偏低电驱集成化ABCDE扁导线电机具有槽满率高，低直流铜损，散热性和热传导更好等优势，被认为是提升电机功率密度的有效手段一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-技术现状永磁电机市场占比逐年提升电机功率密度有较大的提升空间扁导线电机得到进一步应用电机控制器功率密度整体偏低电驱集成化ABCDE一、混合动力汽车电机驱动系统发展1.现状-技术现状永磁电机市场占比逐年提升电机功率密度有较大的提升空间扁导线电机得到进一步应用电机控制器功率密度整体偏低电驱集成化ABCDENEDC综合效率可达88%，最高效率超过92%，功率密度达到1.9kW/kg；成本降低三分之一系统效率91%，减重超过20%，性能提升25%最大输出功率、最大系统输出扭矩分别提升至150kW，3900Nm，重量有87KG比亚迪北汽广汽秦ProEV唐600等北汽EU5AionS等企业产品性能应用车型二、混合动力汽车电机驱动系统发展电机永磁化逆变器数字化系统集成化《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》2.发展趋势二、混合动力汽车电机驱动系统要求1.混合动力汽车电机驱动系统要求1转矩、功率密度大2系统效率高

2电机工作速域宽3系统适应环境能力强4电磁兼容性好5性价比高二、混合动力汽车电机驱动系统要求项目直流电动机感应电动机永磁无刷电机开关磁阻电机功率密度2.53.553.5效率2.53.553.5控制性能5443可靠度3545技术成熟度5544成本4534总分22262523混合驱动车辆电动机类型雪佛莱Silverado感应电动机Daimler克莱斯勒Durango感应电动机一汽解放客车CA6110HEV感应电动机一汽丰田prius永磁无刷电动机PRIUS轿车二代永磁无刷电动机NissanTino永磁无刷电动机丰田RAV4永磁无刷电动机东风EQ7200HEV永磁无刷电动机本田insight永磁无刷电动机霍顿ECOmmodore开关磁阻电机东风EQ6110HEV公交车开关磁阻电机1.混合动力汽车电机驱动系统对比

电驱动可以采用多种方式，常用的电动机主要包括直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机和开关磁阻电机。

直流电动机在电动汽车中的运用越来越少，感应电动机的综合性能最佳，其次是永磁无刷电动机。三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理1.基本组成混合动力汽车电机驱动系统一般由电机、控制器、功率转换器、传感器、电源等构成。电源（蓄电池组）控制器功率转换器电机各种检测传感器档位杆加速踏板制动踏板控制信号流向动力电源流向三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理1.基本组成驱动电机

驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。驱动电机接受来自功率变换器的不同电压、不同频率的电能，通过电磁场作用将电能转换为机械能输出，从而推动车辆运动或者转向。功率变换器

功率变换器负责将车载直流电能（电池等储能能量）转换为不同的直流电能或者不同频率的交流电能（交流电机等），为驱动电机提供适合的电能。高压动力电池组高压动力电池组通过发电机系统补充电能。控制系统

控制系统接受整车行驶需求，进行控制算法和适合整车行驶需求的策略计算，为功率变换器提供合适的控制规则，实现恰当的逻辑和策略。ABCD三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理2.基本原理-电机驱动系统工作原理电池管理系统对高压电池的输出进行控制,电动汽车中用于动力行驶的驱动电机一般是三相永磁同步电机，这就需要将动力电池的高压直流电转换成三相交流电，DC/AC控制器通过一定的控制策略输出PWM信号，使DC/AC逆变器中六个IGBT的关断与导通将直流电转变成交流电，从而实现对三相电机的电力输出。三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理2.基本原理-电源变换系统工作原理DC/DC控制器通过一定的控制策略输出PWM信号，控制DC/DC逆变器中电路中四个MOSFET交替开关产生交变电流并由变压器降低电压，再通过整流电路转换成稳定的直流电对低压蓄电池充电，进而为车内低压设备提供电能，保障车内各系统的正常运转。三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理3.典型结构-串联式混合动力电动汽车在串联式混合动力电动汽车上，由发动机带动发电机所产生的电能和电池输出的电能，共同输出到电动机来驱动汽车行驶，电力驱动是惟一的驱动模式。三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理3.典型结构-并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车采用发动机和电机两套独立的驱动系统驱动车辆。三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理3.典型结构-混联式混合动力电动汽车具备混联式驱动系统的汽车可以在不同的负荷条件下以串联式、并联式或两者相结合的形式工作，它可以同时利用两种驱动形式各自的优点。三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理4.比亚迪秦电机驱动系统-EV:纯电动模式EV:纯电动模式纯电动工作模式下，动力电池提供电能，供电机驱动车辆，可以满足各种工况行驶，如起步、倒车、怠速、急加速、匀速行驶等。HEV：稳速发电工作模式三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理4.比亚迪秦电机驱动系统-HEV：稳速发电工作模式当电量不足时，系统从EV模式自行切换到HEV模式，使用发动机驱动，在车辆以较稳定的速度行驶时，发动机输出的一部分扭矩会驱动电机进行发电，对动力电池进行充电。HEV：混合动力工作模式三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理当用户从EV模式切换到HEV模式后，车辆由发动机和电机共同驱动，实现了最佳的动力性，但仍能保证混合动力系统具有良好的经济性。4.比亚迪秦电机驱动系统-HEV:混合动力工作模式HEV：混合动力工作模式三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理当电量不足或高压系统故障时，可单独使用发动机驱动，实现了高压系统的独立性。4.比亚迪秦电机驱动系统-HEV:燃油驱动工作模式能量回馈工作模式三、混合动力汽车电机驱动系统基本组成与原理在车辆减速时，电机将车辆需要降低的动能转化为电能储存在动力电池内。4.比亚迪秦电机驱动系统-能量回馈工作模式1.并联式混合动力电动汽车采用发动机和电机两套独立的驱动系统驱动车辆。（）2.串联式混合动力电动车能量在传递过程中的损耗最小，故效率最高。（）3.电机驱动系统的最终目的就是将机械能变成电能。（）4.电机驱动系统中，DC/AC控制器通过一定的控制策略输出PWM信号，使DC/AC逆变器中六个IGBT的关断与导通将直流电转变成交流电，从而实现对三相电机的电力输出。（）5.“三合一”电驱方案是指：将电机、控制器和减速器集成在一起。（）课堂测评一、判断题课堂测评二、选择题1.下列部件不属于比亚迪秦电机驱动系统组成的是（）。【单选题】A.电机

B.发动机

C.逆变器

D.电池组电机2.以下不属于直流电机驱动系统的特点的是（）。【单选题】A.免维护

B.体积大

C.可靠性低

D.效率低3.目前在混合动力汽车中应用最多的是（）。【单选题】A.直流电动机

B.永磁无刷电动机

C.感应电动机

D.开关磁阻电动机4.根据动力源的数量以及动力传递方式的不同，分为（）。【多选题】A.串联型 B.并联型C.互联型 D.混联型谢谢观看！新能源汽车驱动电机及控制系统检修某高职院校新能源汽车技术专业学生，学习了纯电动汽车的组成，掌握了纯电动汽车包括动力电池系统、电机驱动系统、整车控制系统以及底盘、车身和辅助电气等几大组成部分。现班级同学要开始深入学习电机驱动系统，老师提出两个问题：一是电机驱动系统的类型有哪些？二是典型电驱系统的组成及控制特点是什么？要求班级同学通过对电机驱动系统组成及工作原理的学习，整理出电机驱动系统类型及组成和控制特点等相关知识。任务导入任务派发新能源汽车典型电驱动系统项目一任务3新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标01熟悉电机驱动系统类型02掌握典型电驱系统的组成及控制特点学习目标03能描述前驱、后驱、全驱的不同混合动力结构知识储备电机驱动系统类型1一、根据驱动电机数目分类单电机驱动系统01根据驱动电机数目分类多电机驱动系统02双电机驱动系统三电机驱动系统一、根据驱动电机数目分类01单电机驱动系统整个电机驱动系统只有一个驱动电机，并对应一个电机控制器及一个减速器总成。根据车辆驱动形式的不同，分为前驱形式和后驱形式。一、根据驱动电机数目分类02多电机驱动系统有两套完整的电驱总成构成，有两个驱动电机，每个驱动电机对应配置一个电机控制器和一个减速器总成。根据两个驱动电机的位置不同，可分为四驱形式的双电机驱动系统和两驱形式的双电机驱动系统。【双电机驱动系统】双电机驱动系统有两套动力系统，所以有两个动力传递路线，其控制和架构相对复杂、维护麻烦，但双电机驱动系统效率比单电机驱动系统高。一、根据驱动电机数目分类02多电机驱动系统【三电机驱动系统】有三套完整的电驱总成构成，有三个驱动电机，每个驱动电机对应配置一个电机控制器和一个减速器总成。三电机驱动系统用于四驱车辆，常见三电机驱动系统，一套电机驱动系统位于前轴，两套电机驱动系统位于后轴。三电机驱动系统有三个动力传递路线，所以架构和控制复杂、维护困难，但三电机电驱系统的效率很高。二、按照驱动系统布置形式不同集中式驱动系统01按照驱动系统布置形式不同传统驱动模式电机-驱动桥模式轮毂式驱动系统02内定子外转子结构内转子外定子结构二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【传统驱动模式】传统驱动模式与传统汽车驱动系统的布置方式一致，带有变速器和离合器，只是将内燃机换成电机，这种布置方式可以提高纯电动汽车的启动转矩，同时增加低速行驶时汽车的后备功率。该模式驱动系统所属汽车一般为改造型纯电动汽车。如：力帆100E汽车。二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【电机-驱动桥模式】电机-驱动桥整体模式按照电机与驱动桥组合形式的不同电机-驱动桥组合模式二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【电机-驱动桥模式】电机-驱动桥组合驱动模式取消了离合器和变速器，由1台电机驱动两车轮旋转。这种组合式驱动系统结构紧凑，安装、使用和维护都十分方便。北汽EV160/200就属于该种驱动模式的汽车。二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【电机-驱动桥模式】电机驱动桥整体驱动模式将电机装到驱动轴上，直接由电机实现变速和差速转换。不仅要求电机具有大的启动转矩和后备功率，还要求控制系统具备较高的控制精度和良好的可靠性，以保证纯电动汽车安全、平稳地行驶。二、按照驱动系统布置形式不同02轮毂式驱动系统轮毂驱动系统有内定子外转子结构和内转子外定子结构两种结构类型内定子外转子结构内转子外定子结构其外转子直接安装在车轮的轮缘上，这种结构没有机械减速机构提供减速，通常要求电机为低速转矩电动机。其转子作为输出轴与拥有固定减速比的行星齿轮变速器的太阳轮相连，而车轮轮毂与齿圈连接，这样可以提供较大的减速比，放大其输出转矩。二、按照驱动系统布置形式不同02轮毂式驱动系统轮毂驱动系统主要应用于微型、小型或大型纯电动汽车上，如大众高尔夫PHEV、比亚迪纯电动大巴K9等纯电动车上。对每台电机的转速进行单独调节控制，省去机械差速器，实现电子差速，提高转弯时的操作性。驱动电机输出的扭矩传输到驱动车轮的传递路径大大缩短，优化空间。优势当采用内定子外转子结构时，还能够提高对车轮动态响应的控制性能。知识储备典型纯电动汽车电机驱动系统组成及控制特点2一、单电机驱动系统01单电机驱动系统组成及分布特点核心部件是驱动电机、电机控制器和减速器总成，一般是独立分布在相应位置的。一般分布在前机舱内一、单电机驱动系统01单电机驱动系统组成及分布特点有些单电机驱动系统的电驱总成的核心部件是集成在一起的，构成三合一的电驱动桥总成。一、单电机驱动系统02单电机驱动系统控制特点只有一套电驱动总成，它是车辆驱动的唯一动力源。电机控制器根据信号控制驱动电机转速、转矩和转向，使驱动电机工作通过减速器总成将动力传递给车轮，驱动车辆按照驾驶员的操作意图行驶驾驶员操作信号驱动电机状态信号车辆运行状态信号二、双电机驱动系统01双电机驱动系统组成及布局特点常见双电机驱动系统，一般是分布布置的，分别安装在前桥和后桥的中部。有些集中布置在驱动桥上，在车辆驱动轮的两端各有一套电驱动总成。根据驾驶员操作需求，分别驱动车辆两侧的驱动轮，驱动车辆行驶。二、双电机驱动系统02双电机驱动系统控制特点由各含一台电机的两组电机驱动系统组成，并通过运动合成器将两者有机合成起来。两组电动机根据控制逻辑承担汽车低速运转和高速运转的工作，在整个运行过程中全部是自动变速，从根本上改变了纯电动车的机动性能，同时也使其续驶里程达到最高。三、三电机驱动系统01三电机驱动系统组成及布局特点常见的三电机驱动系统，一套电机驱动系统位于前轴，两套电机驱动系统位于后轴每套电驱动总成都主要由一个驱动电机、一个电机控制器和一个减速器构成，并配以电驱冷却系统和高低压连接线路等部件。三、三电机驱动系统02三电机驱动系统控制特点（1）当车辆需要更强劲的动力时，控制位于前轴的一套电机驱动系统自动开启，可实现动力的无感接入（2）当车辆抓地力下降或快速转弯摩擦力低时，控制前轴的电机驱动系统预先开启，从而提高车辆的操作稳定性前桥工作条件仅控制位于后轴的两套电机驱动系统工作正常行驶模式下知识储备能描述前驱、后驱、全驱的不同混合动力结构3驱动桥结构简单，制造及维护成本低，动力传输效率高，集成度高占用空间小后轮驱动的动力传输效率更高，可以更好地利用混合动力系统耦合后的动力，适合追求动力性的车型。具有良好的抓地力，可以更好地在路况较差的路段行驶，而且车辆动力性、操作性、安全性也更优前驱后驱全驱一、前驱1.能量回收系统能量回收系统利用车辆的交流发电机回收减速能量从而实现机会充电。机会充电指提高同步发电机在车辆减速或制动停车过程中的励磁。一、前驱2.微混合动力结构怠速-停车或自动停车包括回收并存储车辆的制动能量包括降低发动机怠速时的燃油消耗一、前驱3.轻混合动力结构ISA系统结构轻混合动力结构只有一个离合器，M/G直接与发动机曲轴相连轻混合动力结构是典型的并联前驱传动式混合动力结构SUV的轻混合动力系统一、前驱4.动力辅助动力辅助结构不具有纯电动驱动能力电力驱动仅占总驱动的10%-30%动力总成组件成本搭载有小型发动机具有不同动力传递路径电力牵引设备和储能元件数量成本仍高于传统汽车一、前驱5.双模式混合动力搭载一个功能强大的交流驱动系统电力驱动部分超过30%3000~5000美元一、前驱6.混联式前驱功率分流式电控无级变速器(eCVT)的性能与CVT相似。CVT是由两个M/G进行控制，类似一个无变速机构、无离合器的传动系。调速型M/G和变矩型MG在传动系中分别起到发电机和电动机的作用。发动机曲轴与行星齿轮机构的太阳轮相连。行星齿轮机构的输入功率按太阳轮、行星架和齿圈的相对速度进行比例分配。一、前驱6.混联式前驱（1）功率分流具有两个M/G发动机输出的机械动力行星轮机构齿圈主减速器和车轮一、前驱6.混联式前驱（2）无极自动变速器带式CVT经一次变速将发动机的输人功率传递到一侧，且M/G与变速器与变速器在该侧相连CVT二次变速通过齿轮与传动系的主减速器相连CVT本身可以是带式或环式一、前驱6.混联式前驱（3）集成混合动力辅助变速器工作原理与行星轮的速度累加相同功率分流是通过单M/C实现的而非双M/CM/C与太阳轮连接发动机与齿圈连接输出轴与行星架连接二、后驱1.后轮驱动结构M/G安装在变速器与主减速器之间且将M/G与变速器的输出轴进行集成化处理必须在车速覆盖的较宽范围内运行高转矩交流驱动装置二、后驱2.轮毂电机混合动力FINE-S(燃料电池的创新—运动型)独立轮毂电机能够降低整车重心、提高车辆的操纵性和稳定性微调轮毂电机的转矩等级可以提高牵引控制的动态响应和纵向稳定性。三、全驱更好的抓地力更好地在路况较差的地方行驶车辆动力性、操作性、安全性更高“三擎四驱”“P3电机+P4电机+发动机”三、全驱第二代DM混动系统（唐DM2015）结构第三代DM混动系统（唐DM2018）结构模式1：纯电模式电池供电P3和P4电机共同驱动汽车模式2：串联模式发动机通过变速箱的发电档驱动P3电机发电P4电机驱动车辆，多于电量储存到电池中模式3：发动机通过变速器的发电档驱动P3电机发电唐DM2015工作模式三、全驱2.启动“发动机”：“发动机”启动时，提前提高“发动机”转速，避免“发动机”在燃烧不充分、震动大的低转速区域点火，实现“发动机”快速平稳地启停；1.馈电功能：弥补“第二代DM混动系统”馈电能力弱的缺点3.调节“发动机”转速：在升降挡过程中，“BSG电机”可以调整“发动机”达到指定的转速，从而改善行驶中换挡平顺性。三、全驱唐DM2018内燃机集成了BSG发电启动一体机行驶中用HEV模式不会亏电加速高油耗阶段能用电机补偿动力能够实现中低速增程驾驶可以实现平顺的换挡换挡时主动运行带动发动机稳定曲轴转速课堂测评一、判断题1.根据车辆驱动形式的不同，分为前驱形式的单电机驱动系统和后驱形式的单电机驱动系统。（√）2.单电机驱动系统的一套电驱动总成的核心部件驱动电机、电机控制器和减速器总成，一般是集中分布在相应位置的。（×

）3.三电机驱动虽然效率很高，但系统架构和控制复杂、维护困难。（）4.双电机驱动系统有两套完整的电驱总成构成，每套电驱动总成都主要由一个驱动电机和一个减速器构成，被同一个电机控制器控制。（×

）课堂测评一、判断题5.前驱是最常见的混合动力汽车驱动桥布置方式。

（√）6.双模式混合动力结构属于前驱传动结构，它搭载有一个功能强大的交流驱动系统，且电力驱动部分超过30%。（√）7.双模式混合动力汽车的成本比传统燃油汽车高3000~5000美元，其中电机占了大部分的增加成。

（×）8.后驱混合动力汽车的缺点在于所需的转矩较高，同时连续啮合的自旋损失会影响燃油的消耗，且封装困难。

（√

）9.唐DM2018作为一款四驱混动车辆，其共有四个电机来保证车辆的行驶。

（×）课堂测评二、选择题1.集中式驱动系统一般由哪些部件组成（ABC）【多选题】A.电机B.变速器C.差速器D.互锁管理功能2.轮毂驱动系统有哪两种结构类型（AC）【多选题】A.内定子外转子结构B.双定子结构C.内转子外定子结构D.双转子结构3.轻混合动力结构只有一个离合器，其电机(ISG)直接与发动机（D）相连。【单选题】A.皮带B.飞轮C.正时链条D.曲轴

课堂测评二、选择题4.在混合动力汽车常见后驱布局车型中，经常把（A）安装在变速器与主减速器之间。【单选题】A.电机（M/G)B.发动机C.离合器D.液力变矩器5.一个发动机，双离合变速箱，（C）个电机，四驱布局，成为唐DM2018最为突出宣传卖点。【单选题】A.1B.2C.3D.4

谢谢观看！新能源汽车驱动电机及控制系统检修某高职院校新能源汽车技术专业学生，学习了电机驱动系统的组成，掌握了驱动电机是电机驱动系统的核心。课间，同学们讨论“哪种电机更适合应用于电动汽车”。一部分同学认为永磁同步电机功率密度高、调速范围宽、占用空间小、输出转矩大，所以非常适合电动汽车使用；另一部分同学认为交流异步电机结构简单、运行可靠性强、转速高、维护成本低，所以比较适合电动汽车使用。请学习驱动电机的基本知识，整理出适合不同类型驱动电机的性能特点。任务导入任务派发驱动电机基本认知项目二任务1新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标学习目标01熟悉驱动电机类型02掌握驱动电机性能要求03了解驱动电机应用状况一、驱动电机位置01前驱形式电机驱动系统驱动电机位置驱动电机一般位于前机舱内核心部件驱动电机、减速器总成及电机控制器集中布置在前驱动桥附近一、驱动电机位置02后驱形式电机驱动系统驱动电机位置轮边电机后驱动形式02电机-驱动桥后驱动形式01后驱形式电机驱动系统驱动电机位置轮毂电机后驱动布置形式03一、驱动电机位置02后驱形式电机驱动系统驱动电机位置-电机-驱动桥后驱动形式驱动电机一般位于前后驱动轴上核心部件驱动电机、减速器总成及电机控制器集中布置在后驱动轴上一、驱动电机位置02后驱形式电机驱动系统驱动电机位置-轮边电机后驱动形式轮边电机与减速器集成后融入驱动桥上轮边电机后驱动布置形式的电驱系统可用于电动客车优化后的驱动系统可降低车身高度、提高承载量、提升有效空间。一般，这种形式的轮边电机和轮边减速器固定于车架或与悬架集成。轮边电机后驱动布置形式采用刚性连接，减少高压电器数量和动力传输线路长度一、驱动电机位置02后驱形式电机驱动系统驱动电机位置-轮毂电机后驱动布置形式轮毂电机直接安装在车轮上独立的轮毂电机在驱动车辆方面灵活性更高，能够实现传统车辆难以实现的功能或驾驶特性大大减少了零部件数量和动力系统的体积，让车辆的动力系统变得更加简单，大大提高了车内空间的实用性和利用率。轮毂是电机的转子，羊角轴承座是定子一、驱动电机位置03四驱形式电机驱动系统驱动电机位置三电机驱动系统驱动电机位置02双电机驱动系统驱动电机位置01四驱形式电机驱动系统驱动电机位置一、驱动电机位置03四驱形式电机驱动系统驱动电机位置-双电机驱动系统驱动电机位置驱动电机分别安装在前桥和后桥的中部有些双电机驱动系统的电驱动系统，都集中布置在前或后驱动桥上，这种驱动系统的车辆驱动电机布置在驱动桥上，靠近驱动轮的内侧分别用来驱动前轮和后轮在车辆工作时根据驾驶员操作需求，分别驱动车辆两侧的驱动轮，驱动车辆行驶一、驱动电机位置03四驱形式电机驱动系统驱动电机位置-三电机驱动系统驱动电机位置一个驱动电机位于前轴，两个驱动电机位于后轴三电机驱动系统一般应用于四驱的车辆，它有三套完整的电驱总成构成常见的三电机驱动系统，一套电机驱动系统位于前轴，两套电机驱动系统位于后轴二、驱动电机类型01新能源汽车驱动电机4大类型直流电机（DCMotor）永磁同步电机（PermanentSynchronousMotor）交流感应（异步）电机（InductionMotor）开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor）目前乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括：二、驱动电机类型01新能源汽车驱动电机4大类型-直流电机（DCMotor）直流电机（DCMotor）直流电机主要由永磁组成的定子、电磁线圈组成的转子组成，分为有刷直流电机和无刷直流电机良好的起动和控制特性是其典型特征转子转速直接决定于电源电压范围，极易调节有刷直流电机需要独立的电刷，导致电机速度提升受限，且电刷易损耗，维护成本高无刷直流电机保留了有刷直流电机优良的调速性能，且体积小、质量轻、起动力矩大、再生制动效果好应用于高尔夫球车、观光游览车、巡逻车等二、驱动电机类型01新能源汽车驱动电机4大类型-交流感应（异步）电机（InductionMotor）转子没有磁体，也不使用电刷或者滑环将电流从外部源传输至转子主要用于空间要求较低且速度性能要求不高的电动客车、物流车等商用车型。交流感应（异步）电机（InductionMotor）定子绕组产生旋转磁场，使转子导体产生感应电流，感应电流使导体本身产生感应电磁场，定子磁场比转子运行得更快。定子磁场和转子磁场不相互同步，因此这类电机被称为异步电机。结构简单，定子和转子无直接接触，运行可靠性强，转速高，维护成本低能耗高，转子发热快，高速工况下需要额外冷却系统，且功率因数低，需要大容量的变频器，造价较高，调速性较差二、驱动电机类型永磁同步电机（PermanentSynchronousMotor）通过定子绕组的电流产生交替的电磁场并与转子磁场相吸。这些磁场从定子延伸至转子，随着定子磁场旋转，向转子施加转矩。转子的转速与定子磁场的转速相同，这两个组件被认为是同步的，所以称为同步电机。01新能源汽车驱动电机4大类型-永磁同步电机（PermanentSynchronousMotor）较大的转矩和驱动效率，高功率密度和宽调速范围，没有励磁损耗和散热问题，电机结构简单，体积小高速运行时控制复杂，永磁体退磁问题目前难以解决，电机造价较高主要应用于体积小，且速度、操控性能要求较高的电动乘用车领域，部分中小型客车亦开始尝试使用永磁电机作为驱动源二、驱动电机类型01新能源汽车驱动电机4大类型-开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor）开关磁阻电机结构和控制简单，出力大，可靠性高，成本低，起动制动性能好，运行效率高电机噪声高，转矩脉动严重，非线性严重在电动汽车电驱动领域中的应用还比较少开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor）定子和转子铁芯均由硅钢片叠压而成，利用冲片上的齿槽构成双凸极结构，定子产生扭曲磁场，利用“磁阻最小原理”驱动转子运动。二、驱动电机类型02驱动电机应用状况新能源汽车所使用的电机以交流感应电机和永磁同步电机为主日韩车系多采用转速区间和效率相对都较高的永磁电机我国电动乘用车多采用功率性能高、体积较小的永磁同步电机欧美车系则多采用交流感应电机，主要采用转速区间小，效率低的交流异步电机需要配置性能更高的调速器以匹配电机性能三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求高电压高转速可兼作发电机使用高效率较大的过载能力具有较大的起动转矩和较宽范围的调速性能新能源汽车驱动电机性能要求转矩密度和功率密度大、质量轻、体积小三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-高电压主要优点是可以减小电机的尺寸、降低逆变器的成本以及提高能量转换效率等。典型例子是丰田公司的THS-II混合动力系统。该系统电机采用的电压由THS系统的201.6V提高到的650V，在电机尺寸和质量变化不大的前提下，使电机的功率、转矩和转速范围扩大。三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-高转速在产品技术文件规定的负载下，电机应能达到产品技术文件规定的最高工作转速限值。现代电动汽车的电机转速可达8000～12000r/min，甚至更高。三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-转矩密度和功率密度大、质量轻、体积小转矩密度、功率密度分别是指最大转矩体积比和最大功率体积比。采用铝合金外壳可以降低电机的质量；各种控制装置和冷却系统的材料也应尽可能选用轻质材料。三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-具有较大的起动转矩和较宽范围的调速性能为满足起动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩，应具有较大的起动转矩和较宽范围的调速性能。应具有自动调速功能，减轻操纵强度，提高舒适性，达到内燃机汽车同样的控制响应；电机的转矩特性是小于基速时为恒转矩，随着车速（电机转速）的升高转矩逐渐降低。三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-较大的过载能力电动汽车的驱动电机一般需要有4～5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求。三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-高效率在额定电压下，电机、控制器、电机系统的最高效率应符合产品技术文件规定。在额定电压下，电机、电机系统的高效工作区（效率不低于80％）占总工作区的百分比应符合产品技术文件规定。三、驱动电机性能要求新能源汽车驱动电机性能要求-可兼作发电机使用新能源汽车电机驱动电机应能够在汽车减速或制动时实现再生制动，将能量回收并反馈回动力电池，提高新能源汽车的能量利用率。一台电机既可以作为电动机运行（将电能转换为机械能），也可以作为发电机运行（将机械能转换为电能）四、驱动电机应用状况01国外驱动电机在新能源汽车上的应用-日本日本的新能源汽车企业从成本核算等方面考虑，先采用感应电机作为新能源汽车的驱动电机，而近几年来在批量生产的日本电动汽车车型上以采用永磁同步电机为主流。优点是效率比交流感应电机高，但价格较贵。四、驱动电机应用状况01国外驱动电机在新能源汽车上的应用-欧美欧、美各车企研发的电动汽车多采用交流感应电机。优点是价格较低，性能可靠；缺点是起动转矩小。四、驱动电机应用状况02国内驱动电机在新能源汽车上的应用在新能源汽车需求的驱动电机产品上，我国获得了一大批电驱动系统的相关知识产权，形成了具有核心竞争能力的车用电驱动系统的批量生产能力。四、驱动电机应用状况02国内驱动电机在新能源汽车上的应用交流异步电机驱动系统我国已经建立了具有自主知识产权异步电机驱动系统的开发平台南车时代电动客车东风混合动力大巴开关磁阻电机驱动系统已经具备自主研发能量东风混合动力大巴开关磁阻电机驱动系统已经具备自主研发能量哈弗M3纯电动车永磁同步电机驱动系统已经形成了一定的研发和生产能力课堂测评一、判断题1.在纯电动汽车中，电机是唯一的动力单元。（√）2.纯电动汽车应用的驱动电机可分为直流电机和永磁同步电机两大类。（×

）3.永磁同步电机通过控制电机的定子绕组输入电流频率，电动汽车的车速将最终被控制。（√）4.我国电动客车以交流异步驱动电机和开关磁阻电机为主。

（√）课堂测评二、选择题1.长城汽车的电动车产品哈弗M3纯电动汽车采用的是（C

）【单选题】A.直流电机B.交流感应电机C.永磁同步电机D.开关磁阻电机2.在当今时代，应用于电动汽车的驱动电机，常见的主要有（ABCD

）。【多选题】A.直流电机B.交流感应电机C.永磁同步电机D.开关磁阻电机3.新能源汽车用驱动电机应具有宽广的调速范围，包括（AC

）【多选题】A.恒转矩区B.恒电流区C.恒功率区D.恒电压区4.交流感应电机主要优点是（AB

）【多选题】A.价格较低B.性能可靠C.节省电量D.起动转矩小课堂测评二、选择题4.减速器总成主要由（

）组成。【多选题】A.箱体B.输入轴组件C.中间轴组件D.差速器5.减速器总成检修可以分为（

）。【多选题】A.减速器基本检查B.减速器油更换C.减速器总成不解体检查D.减速器总成解体检测谢谢观看！新能源汽车驱动电机及控制系统检修某高职院校新能源汽车技术专业学生，通过驱动电机基本知识的学习，了解到应用到新能源汽车的驱动电机有多种类型，目前乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机有直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。现班级同学要开始学习这几种电机的基本组成与基本原理，老师提出两个问题：一是各种类型电机的基本组成是否相同？二是各种类型电机基本原理是否相同？要求班级同学通过常见电机基本组成与原理的学习，整理出几种电机基本组成和原理的相关知识。任务导入任务派发典型驱动电机项目二任务2新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标01掌握永磁同步电动机的基本组成与工作原理02掌握交流异步电动机的基本组成与工作原理03熟悉永磁同步电动机与交流异步电机的优缺点学习目标一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构永磁同步电动机由定子和转子两大部分构成，此外还有机座、壳体和转轴等。永磁同步电动机装有转子位置传感器，用来检测转子磁极位置，并以此对电枢电流进行控制。一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-定子导磁导电一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-定子-定子铁芯一般采用0.5mm硅钢冲片叠压而成定子铁芯内圆开有槽，槽内放置定子绕组，定子槽形一般都做成开口槽，便于嵌线在叠装时，把每层的按缝错开，以减少铁芯的涡流损耗一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-定子-定子绕组由许多线圈连接而成，每个线圈由多股铜线绕制成，放在槽子里的导体靠槽契来压紧固定，端部用支架固定通入交流电源即产生旋转磁场永磁同步电动机的定子绕组普遍采用分布、短距绕组一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子主要采用铁氧体永磁和钕铁硼永磁材料可根据磁极结构的不同，选用实心钢，或采用钢板或硅钢片冲制后叠压而成永磁同步电动机的转子主要由永磁体、转子铁芯和转轴等部件构成一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-表面凸出式永磁转子永磁体磁极安装在转子铁芯圆周表面上在矩形波永磁同步电动机和恒功率运行范围不宽的正弦波永磁同步电动机中得到了广泛应用结构简单制造成本较低转动惯量小提高整个传动系统的性能一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-表面嵌入式永磁转子永磁体磁极嵌装在转子铁芯表面充分利用转子磁路不对称性所产生的磁阻转矩制造工艺较简单提高电动机的功率密度与动态性能优点缺点漏磁系数和制造成本都较大常被某些调速永磁同步电动机所采用一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-内置径向式永磁转子安装永磁体的槽防止永磁体磁通短路，槽内也可填充隔磁材料一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-内置径向式永磁转子漏磁系数小极弧系数易于控制转子冲片机械强度高安装永磁体后转子不易变形永磁体插入内置径向式永磁转子铁芯的安装槽内一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-内置切向式永磁转子用于安装笼型绕组为了防止永磁体的磁通通过转轴短路一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-内置切向式永磁转子永磁体插入内置切向式永磁转子铁芯的安装槽内4极转子优点缺点转子有较大的惯性漏磁系数较大成本增加制造工艺复杂每极磁通大提高电机的功率密度扩展恒功率运行范围一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子-内置混合式永磁转子内置式永磁转子的永磁体嵌装在转子铁芯内部，铁芯内开有安装永磁体的槽集中了径向式和切向式的优点，但结构和制造工艺都比较复杂，制造成本也比较高一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-

转子位置传感器旋转变压器02霍尔位置传感器01转子位置传感器的种类一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子位置传感器-霍尔位置传感器定子是由若干个霍尔元件，按一定的间隔，等距离地安装在传感器定子上，以检测电机转子的位置转子与电机主转子一同旋转，以指示电机主转子的位置一般需要永磁体或者励磁才可以工作，应用时需安装与转子同轴的含永磁体位置检测的装置，这在一定程度降低了其体积小的优势。一、永磁同步电动机基本组成与原理1.永磁同步电动机结构-转子位置传感器-旋转变压器输出电压随转子位置角度变化而变化的位置传感器优点缺点结构坚固抗扰较响应快信号处理复杂现在新能源汽车的旋转变压器，绕组一般都在定子上，分为励磁绕组和正、余弦信号的感应绕组。广泛应用于高温高速运行场合一、永磁同步电动机基本组成与原理2.永磁同步电动机基本工作原理永磁同步电动机控制系统工作过程02永磁同步电动机的工作原理01永磁同步电动机基本工作原理一、永磁同步电动机基本组成与原理2.永磁同步电动机基本工作原理电机的转子是一个永磁体，N、S极沿圆周方向交替排列，定子可以看成是一个以速度为n0的旋转磁场。电机运行时，定子存在旋转磁动势，转子像磁针在旋转磁场中旋转一样，随着定子的旋转磁场同步旋转。n—电机转速n0—同步转速T—转矩θ—功率角

一、永磁同步电动机基本组成与原理2.永磁同步电动机基本工作原理当外加负载转矩以后，转子磁场轴线将落后定子磁场轴线一个功率角，负载越大，功率角也越大，直到一个极限角度，电机停止三相正弦波电压在定子三相绕组中产生对称三相正弦波电流在气隙中产生旋转磁场旋转磁场与已充磁的磁极作用，带动转子与旋转磁场同步旋转并使定、转子磁场轴线对齐同步电机在运行中，转速必须与频率严格成比例，否则会失步停转一、永磁同步电动机基本组成与原理2.永磁同步电动机基本工作原理-控制系统工作过程永磁同步电动机控制系统整流桥三相逆变电路控制电路传感器组成三相交流永磁电机一、永磁同步电动机基本组成与原理2.永磁同步电动机基本工作原理-控制系统工作过程整流50HZ的市电，由三相逆变器供给电机的三相绕组三相对称电流合成的旋转磁场与转子永久磁铁所产生的磁场相互作用产生转矩拖动转子同步旋转通过位置传感器实获取转子位置，变换成电信号控制逆变器功率器件开关，调节电流频率和相位，使定子和转子磁势保持稳定的位置关系，才能产生恒定的转矩，定子绕组中的电流大小是由负载决定的。一、永磁同步电动机基本组成与原理2.永磁同步电动机基本工作原理-控制系统工作过程整流50HZ的市电，由三相逆变器供给电机的三相绕组三相对称电流合成的旋转磁场与转子永久磁铁所产生的磁场相互作用产生转矩拖动转子同步旋转定子绕组中三相电流的频率和相位随转子位置的变化而变化的，使三相电流合成一个与转子同步的旋转磁场，通过电力电子器件构成的逆变电路的开关变化实现三相电流的换相，代替了机械换向器。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构交流异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，定子与转子之间有气隙。此外，还有端盖、轴承、风扇等部件。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-定子交流感应电动机的定子是由定子铁芯、定子绕组和机座等部件组成定子用于产生旋转磁场二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-定子-定子铁芯采用硅钢片的目的是为了减少铁损，片间绝缘可减少铁芯的涡流损耗用来嵌放定子绕组磁路的一部分，其上嵌放定子绕组。一般由导磁性能好、表面涂有绝缘漆（约0.35～0.5mm厚）的硅钢片叠压而成。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-定子-定子绕组交流感应电动机的电路部分，由线圈按一定规律连接而成。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制而成。中小型三相异步电动机多采用圆漆包线，大中型三相异步电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁芯线槽内。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-定子-机座机座主要用于固定定子铁芯与前后端盖，以支撑转子，并起防护、散热等作用。机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电动机的机座外表面有均匀分布的散热片以增加散热面积，防护式电动机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-转子交流感应电动机的转子主要是由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-

转子-定子绕组通常用定子铁芯冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁芯电动机磁路的一部分，在铁芯槽内放置转子绕组，所用材料与定子一样，是由0.35～0.5mm厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组一般小型交流感应电动机的转子铁芯直接压装在转轴上，大、中型异步电动机的转子铁芯则借助于转子支架压在转轴上。转子铁芯与定子铁芯一样都是由彼此绝缘的硅钢片叠成的，但二者所处位置不同：定子铁芯装在机座内，转子铁芯装在转轴上。另外，定子铁芯与转子铁芯冲槽位置也不同。定子铁芯内圆周表面冲有槽，用以放置定子绕组，而转子铁芯外圆周表面有冲槽，用以放置转子统组。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-转子-转子绕组绕线式转子绕组02鼠笼式转子绕组01转子绕组的种类二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-转子-转子绕组【鼠笼式转子绕组】在转子铁芯的每一槽内插入一根铜条，并在铁芯两端使用一铜环把导条连接起来，形成一个闭合的多相（每根导条为一相）对称绕组用铸铝的方法，把转子导条、端环和风叶用铝液一次浇铸成形二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-转子-转子绕组【鼠笼式转子绕组】目前，中小型鼠笼式电动机，大都是在转子槽中浇铸铝液而铸成的鼠笼，它的端环也用铝液同时铸成，并且在端环上铸出许多叶片作为冷却用的风扇。不但可以简化制造工艺和以铝代铜，而且，可以制成各种特殊形状的转子槽形和斜槽结构，从而能改善电动机的启动性能，减少运行时的噪声。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-转子-转子绕组【绕线式转子绕组】三个滑环固定在转轴上，滑环与滑环之间、滑环与转轴之间互相绝缘，三相绕组分别接到三个滑环上，靠滑环与电刷的滑动接融，再与外电路的三相可变电阻器相接，以便改善电动机的启动和调速性能。三相绕组通常接成星形，它的三个引出钱接到三个滑环上采用绕线式转子的异步电动机比鼠笼式异步电动机结构复杂，成本也较高，但具有较好的启动性能，即启动电流较小，启动转矩较大，因此，线绕式电动机适用于对启动有特殊要求的调速场所。二、交流异步电动机基本组成与原理1.交流异步电动机结构-气隙气隙并不是结构部件，是交流感应电动机的定子与转子之间的空气隙,一般为0.2～1.5mm气隙大时产生的转矩小，会使电动机运行时的功率因数降低；气隙太小时会引起装配困难，如果内有异物或转轴有径向移动时容易卡堵，导致电动机运行不可靠，高次谐波磁场增强，会引起附加损耗，使电动机启动性能变差。气隙对电动机性能的影响二、交流异步电动机基本组成与原理2.交流异步电动机原理三相异步电机旋转方向的改变02三相异步电机旋转磁场的产生01永磁同步电动机基本工作原理三相异步电机的工作过程03二、交流异步电动机基本组成与原理2.交流异步电动机原理-三相异步电机旋转磁场的产生三相定子绕组U1U2、V1V2、W1W2在空间互成120o，可以连接成Y型，也可以连接成△型二、交流异步电动机基本组成与原理2.交流异步电动机原理-三相异步电机旋转磁场的产生当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场随电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。二、交流异步电动机基本组成与原理2.交流异步电动机原理-三相异步电机旋转磁场的产生旋转磁场同磁极在空间旋转所起的作用是一样的，三相电流产生的旋转磁场切割转子导体(铜或铝)，便在其中感应出电动势和电流，转子电流同旋转磁场相互作用而产生的电磁转矩使电机转动起来。二、交流异步电动机基本组成与原理2.交流异步电动机原理-三相异步电机旋转方向的改变三相电流中，电流出现正幅值的顺序为U1→V1→W1，因此磁场的旋转方向与这个顺序是一致的电机转子转动方向和磁场旋转方向是相同的，若要电机反转，必须改变磁场的旋转方向磁场的转向与通入绕组的三相电流的相序有关二、交流异步电动机基本组成与原理2.交流异步电动机原理-三相异步电机的工作过程当三相异步电机的三相定子绕组通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电动势由于转子绕组是闭合通路，转子中便有电流产生，电流方向与电动势方向相同，而载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力