【習題】2-2 三相異步驅(qū)動電機結(jié)構(gòu)與檢修

《新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修》習題（教師版）項目二新能源汽車驅(qū)動電機檢修任務二三相異步驅(qū)動電機結(jié)構(gòu)與檢修一、填空題（2分/空，共36分）1.交流異步電機也稱交流感應電機，由于其采用交流電，也稱三相異步電機。2.異步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、工作可靠、免維護和效率高的優(yōu)點，是各類電機中應用最廣、需求量最大的一種。3.按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來分，異步電機可分為籠型和繞線型。4.直接轉(zhuǎn)矩控制是將電機輸出轉(zhuǎn)矩作為控制對象，通過控制定子磁場向量來控制電機轉(zhuǎn)速，不需要復雜準確的數(shù)學模型和矢量分解的坐標變換。5.三相異步電機的種類很多，但各類三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成。6.定子是電動機的固定部分，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，主要由機座、定子鐵芯、定子繞組等組成。7.定子鐵芯是電動機磁路的一部分，由沖成圓環(huán)形、厚度為0.35—0.5mm的硅鋼片疊壓而成的。8.定子繞組是三相異步電機的電路部分，通入三相對稱交流電流時，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。9.轉(zhuǎn)子繞組嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯的小槽中，轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型轉(zhuǎn)子繞組和線繞型轉(zhuǎn)子繞組。10.想要異步電動機旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。二、單選題（4分/題，共20分）1.在新能源汽車中，應用較為廣泛的異步電動機是（C）。A.繞線型B.單相C.籠型D.三相2.三相異步電機的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為（B）。A.0.2~1.0mmB.0.2~1.5mmC.0.2~0.5mmD.0.1~0.2mm3.根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速公式為ns=60fA.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速B.同步轉(zhuǎn)速C.磁極對數(shù)D.三相交流電頻率4.我國的電網(wǎng)頻率f為（B)。A.3B.50HzC.8D.105.在交流異步電機中，電動機作為發(fā)電機時，定子中的通入三相電流為(A)。A.激磁電流B.激光電流C.低電流D.高電流三、判斷題（4分/題，共24分）1.根據(jù)法拉第電磁感應定律，閉合電路中的一部分導體在磁場里進行切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生感應電流，產(chǎn)生的電動勢稱為感應電動勢。（√）2.在發(fā)電過程中，電機轉(zhuǎn)子受到與外力拖動相反的電磁阻力矩，使轉(zhuǎn)子速度上升。（×）3.交流異步電機要進入驅(qū)動工況提供扭矩，就需要在定子線圈中通入三相交流電，產(chǎn)生不斷旋轉(zhuǎn)的磁場。（√）4.當定子繞組中的電流變化一個周期時，合成磁場也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)兩周。。（×）5.當定子繞組通三相交流電后會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組受旋轉(zhuǎn)磁場作用而旋轉(zhuǎn)，它通過轉(zhuǎn)子鐵芯帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，將動力從轉(zhuǎn)軸傳遞出來。（√）6.轉(zhuǎn)子繞組嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯的小槽中，轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型轉(zhuǎn)子繞組和線繞型轉(zhuǎn)子繞組，對應的電機分別稱為籠型異步電機和線繞型異步電機。（√）四、簡答題（4分/題，共20分）1.在三相異步電機的結(jié)構(gòu)中，請想一想，定子鐵芯的槽型的種類有哪些呢？參考答案：（1）半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。（2）半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。（3）開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。2.根據(jù)您對三相交流異步電的認知，請簡述三相交流異步電機的發(fā)電工作原理。參考答案：根據(jù)法拉第電磁感應定律，閉合電路中的一部分導體在磁場里進行切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生感應電流，產(chǎn)生的電動勢稱為感應電動勢。在交流異步電機中，電動機作為發(fā)電機時，定子中的通入三相電流為激磁電流，提供磁場，轉(zhuǎn)子上繞組提供導體，當通過外部機械力，比如汽車驅(qū)動軸帶動轉(zhuǎn)子軸，從而帶動轉(zhuǎn)子運動時，如果轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)速高于定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，此時交流異步電機即為發(fā)電機，轉(zhuǎn)子此時切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與作為驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子工作時相反，因而轉(zhuǎn)子感應電動勢的方向也相反。在發(fā)電過程中，電機轉(zhuǎn)子受到與外力拖動相反的電磁阻力矩，使轉(zhuǎn)子速度下降。3.您對三相交流異步電機了解嗎？請列舉出三相交流異步電機的優(yōu)缺點。參考答案：三相交流異步電機的優(yōu)點是輸出扭矩可以在大范圍內(nèi)調(diào)整，能在加速或者爬坡時短時間內(nèi)強制提高輸出扭矩，永磁同步電機的電驅(qū)動汽車通常通過增加齒輪箱機構(gòu)來增加扭矩以提升速度。但是交流異步電機的缺點是電機由于單邊勵磁，啟動電流較大，產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)矩需要的電流較大，而且定子中存在無功勵磁電流，因此能耗比永磁同步電機大，功率因數(shù)滯后；重載驅(qū)動時常出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)相對復雜，其控制技術(shù)要求高，制造成本高；功率密度相對低。目前，美國研制的電驅(qū)動汽車多采用交流異步電機作為驅(qū)動電機。4.您知道什么是轉(zhuǎn)子繞組嗎？請簡述轉(zhuǎn)子繞組的概念與特點。參考答案：轉(zhuǎn)子繞組嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯的小槽中，轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型轉(zhuǎn)子繞組和線繞型轉(zhuǎn)子繞組，對應的電機分別稱為籠型異步電機和線繞型異步電機?；\型轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯小槽中放入金屬導條，再在鐵芯兩端用導環(huán)將各導條連接起來，這樣任意一根導條與它對應的導條通過兩端導環(huán)就構(gòu)成一個閉合的繞組，由于這種繞組形似籠子，因此稱為籠型轉(zhuǎn)子繞組?；\型轉(zhuǎn)子繞組有銅條轉(zhuǎn)子繞組和鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組兩種。線繞型轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯中按一定的規(guī)律嵌入用絕緣導線繞制好的繞組，然后將繞組按三角形或星形接法接好，大多數(shù)按星形方式接線。繞組接好后引出3根相線，通過轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔接到轉(zhuǎn)軸的3個銅制集電環(huán)（又稱滑環(huán)）上，集電環(huán)隨轉(zhuǎn)軸儀器運轉(zhuǎn)，集電環(huán)與固定不動的電刷摩擦接觸，而電刷通過導線與變阻器連接，這樣轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的電流通過集電環(huán)、電刷、變阻器構(gòu)成回路。調(diào)節(jié)變阻器可以改變轉(zhuǎn)子繞組回路的電阻，以此來改變繞組的電