变频伺服及应用 5

××职业技术学院教案课程名称变频器伺服器现代工程应用班级课程章节9.1课次/周授课方法讲授+图示分析+案例演示教具PPT、新能源电动汽车部件图、燃油汽车与电动车对比模型教学内容1.燃油汽车与新能源电动汽车的发展历程对比；2.新能源电动汽车的智能装备特性及芯片应用；3.新能源电动汽车的网络控制原理；4.新能源电动汽车控制框图及各模块功能分析（VCU、PDB、BMS等）教学目标知识目标：掌握新能源电动汽车的发展背景、智能特性及网络控制原理，了解控制框图各模块功能；能力目标：能区分燃油汽车与新能源电动汽车的差异，理解各控制模块的作用及协同逻辑重点、难点重点：新能源电动汽车的智能特性、网络控制原理及控制框图核心模块；难点：VCU主控板的控制逻辑、PDB电源分配器的工作原理复习提问1.变频器的核心控制功能有哪些？2.永磁同步电动机与普通交流电动机的区别是什么？作业1.简述燃油汽车的缺陷及新能源电动汽车兴起的原因；2.说明新能源电动汽车作为智能装备的体现；3.解释VCU、PDB、BMS的含义及核心功能；4.简述新能源电动汽车网络控制的优势。授课时长2学时课后小结本课题重点讲解了新能源电动汽车的发展背景、智能特性及控制原理，核心掌握新能源电动汽车与燃油汽车的差异、网络控制优势，理解控制框图各模块的功能及协同关系，为后续电动机选择、驱动器分析奠定理论基础。教案附页注释【知识学习】9.1新能源电动汽车概述9.1.1汽车历史回顾新能源电动汽车是第四次工业革命中智能制造的重要成果，其兴起源于燃油汽车的环境缺陷和电力控制技术的进步。1886年燃油汽车诞生，虽技术成熟、续航充足，但尾气污染严重、可控性差，已不适应当代城市发展需求；而新能源电动汽车依托可充电电源和智能控制技术，成为环保、高效的现代化交通工具。

新能源电动汽车是典型的智能装备，一部车辆需1000-3000颗芯片，覆盖所有功能部件，实现自动驾驶、智能显示等高精度控制。其核心采用网络通信控制，通过VCU主控制板集中管理各智能单元，省去大量开关和仪表，使操作更便捷。9.1.2新能电动汽车控制分析VCU是核心，负责发出控制指令并接收各模块反馈；PDB电源分配器负责电能分配和DC/DC变换，实现充电和动力供电；BMS电池控制板监控电池状态，保障电池寿命；变频器（逆变器）受VCU控制，驱动电动机工作，同时实现能量回馈。【工程应用】新能源电动汽车广泛应用于民用出行、公共交通等领域，我国在该领域实现弯道超车，成为世界制造强国。【能力培养】能对比燃油汽车与新能源电动汽车的优缺点；2.能识别控制框图各模块，说明其核心功能；3.理解网络控制在新能源电动汽车中的作用。【总结】本节课重点掌握新能源电动汽车的智能特性、网络控制原理及控制框图核心模块，明确其发展优势和应用前景，为后续学习电动机选择和驱动器调试奠定基础。

××职业技术学院教案课程名称变频器伺服器现代工程应用班级课程章节9.2课次/周授课方法讲授+图示演示+原理分析+实物展示教具PPT、永磁同步电动机实物、电动机剖面图、减速器模型教学内容1.新能源电动汽车电动机的选型要求（重量、控制特性）；2.各类电动机（直流、交流笼型、永磁无刷直流、永磁同步）的对比；3.永磁同步电动机的功能特性及散热措施；4.减速器的作用、结构及驱动三合一总成教学目标知识目标：掌握新能源电动汽车电动机的选型要求、永磁同步电动机特性及减速器作用；能力目标：能区分各类电动机的适用性，理解永磁同步电动机的优势及散热原理重点、难点重点：永磁同步电动机的特性、选型依据及减速器作用；难点：永磁同步电动机的功角控制、转速与体积的关系复习提问1.新能源电动汽车VCU的核心作用是什么？2.直流电动机与交流电动机的主要区别有哪些？作业1.简述新能源电动汽车电动机的选型要求；2.对比永磁无刷直流电动机与永磁同步交流电动机的差异；3.说明永磁同步电动机体积压缩的方法及散热措施；4.简述减速器的作用及减速比的计算方法。授课时长2学时课后小结本课题重点讲解了新能源电动汽车电动机的选型及永磁同步电动机的特性，核心掌握各类电动机的对比差异、永磁同步电动机的优势及散热措施，理解减速器的作用及驱动三合一总成的特点，为后续电动车驱动器分析和调试提供技术支撑。教案附页注释【知识学习】9.2新能源电动汽车电动机选择9.2.1电动机选型新能源电动汽车对电动机的核心要求是体积小、重量轻、效率高、控制性能好。直流电动机因重量大、碳刷易磨损被淘汰；交流笼型电动机虽可靠但超重，需通过提高频率压缩体积，而永磁同步电动机成为最优选择。

9.2.2永磁同步电动机功能特性分析永磁同步电动机定子与交流笼型电动机一致，转子采用永磁体，无转子电损、效率高，可同步转动，调速性能优良。通过提高工作频率（20~250Hz），可在保持功率不变的前提下缩小体积，但需解决散热问题，通常采用水冷方式，避免永磁体退磁。永磁同步电动机的机械特性坚硬，转速与频率同步，负载变化时转速稳定，需通过旋转变压器检测功角θ，采用闭环矢量控制稳定运行。为匹配车轮低速大转矩需求，需配备减速器，将高速电动机转速降低，转矩放大，多数车型采用变频器、电动机、减速器三合一总成。

汇川IEVD030电动车驱动器是专用变频器，采用水冷冷却，支持通信控制，具备倒车限速、防溜坡等安全功能，适配永磁同步电动机的控制需求。9.2.3汽车减速器新能源电机车的电动机转速最高在16000-30000r/min，华为为22000r/min；比亚迪为23000r/min；小米为27200r/min。电动机的转速越高，体积越小。为了得到低速大转矩输出，必须配备减速器。【工程应用】永磁同步电动机广泛应用于各类新能源轿车、客车，三合一驱动总成简化安装，提升系统可靠性。【能力培养】能根据工况选择合适的电动机类型；2.理解永磁同步电动机的散热原理及功角控制；3.掌握减速器的作用及三合一总成的优势。【总结】本节课重点掌握新能源电动汽车电动机的选型要求、永磁同步电动机的特性及减速器的作用，明确永磁同步电动机与变频器的适配关系，为后续驱动器调试奠定基础。

××职业技术学院教案课程名称变频器伺服器现代工程应用班级课程章节9.3课次/周授课方法讲授+任务演示+实操指导+案例分析教具PPT、汇川IEVD电动车驱动器、控制柜、CAN通信模块、操作面板教学内容1.电动车驱动器与电动机的选型匹配；2.电动车驱动器的通信控制方案（CAN通信）；3.充电电路、斩波稳压电路的工作原理；4.电动车驱动器的参数设置、调试步骤及故障排查教学目标知识目标：掌握电动车驱动器的选型、通信控制及调试方法，了解充电电路原理；能力目标：能配合完成驱动器参数设置和调试，能识别常见故障并掌握基础排查方法重点、难点重点：电动车驱动器的通信控制方案、参数设置及调试步骤；难点：充电电路的工作原理、驱动器调试异常处理复习提问1.永磁同步电动机的核心优势是什么？2.减速器的作用及减速比计算方法是什么？作业1.简述电动车驱动器与电动机的选型匹配原则；2.说明CAN通信在电动车驱动器控制中的作用；3.简述电动车驱动器的调试步骤；4.分析充电电路中斩波稳压电路的工作原理。授课时长2学时课后小结本课题重点讲解了电动车驱动器的选型、通信控制及调试知识，核心掌握驱动器与电动机的匹配原则、CAN通信方案、参数设置及调试流程，理解充电电路的工作原理，掌握常见故障排查方法，实现理论与实践结合，提升变频器在新能源汽车领域的应用能力。教案附页注释【知识学习】9.3电动车驱动器分析9.3.1电动机和电动车驱动器选择电动车驱动器（专用变频器）是新能源电动汽车的核心控制部件，其选型需与永磁同步电动机的功率、电压、转速等参数精准匹配，常用汇川IEVD系列，具备水冷冷却、通信控制等功能，适配汽车工况需求。

9.3.2电动车驱动器通信控制方案通信控制采用CAN协议，由VCU作为控制核心，通过CAN总线实现与驱动器、BMS、仪表等模块的信息交互，实现指令下发和状态反馈，简化布线，提升系统可靠性。充电电路采用交直流两用设计，快充和慢充模式可切换，整流后的直流电需通过斩波稳压电路调整电压，适配电池充电需求，同时实现制动能量回馈。9.3.3IEVD电动车驱动器参数选择1.端子控制方式参数设置2.通信控制方式参数设置9.3.4电动车驱动器调试驱动器调试需遵循“台架标定—上电准备—参数预置—分步调试”的流程，先进行电机参数自调谐，确保驱动器与电机匹配，再依次完成V/F运行、矢量运行、通信控制运行调试，重点关注编码器接线、相序调整等细节。调试完成后需进行故障排查，确保驱动器具备倒车限速、防溜坡等安全功能。【工程应用】汇川IEVD驱动器广泛应用于