新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修 課件 2.4認(rèn)知開關(guān)磁阻電機(jī)

認(rèn)識(shí)開關(guān)磁阻電機(jī)教學(xué)目標(biāo)1.了解開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)組成;2.掌握電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理；3.掌握電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻電機(jī)的更換操作。重點(diǎn)：開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)；難點(diǎn)：開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理。一任務(wù)描述二任務(wù)分析三信息收集四制定方案五任務(wù)實(shí)施六總結(jié)評(píng)價(jià)教學(xué)流程一、任務(wù)描述一輛2016年生產(chǎn)的卡羅拉雙擎汽車，出現(xiàn)了駐車機(jī)構(gòu)故障，需要對(duì)車輛駐車電機(jī)進(jìn)行拆卸修復(fù)，假如你是技師，應(yīng)如何操作呢？二、任務(wù)分析1.電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻有哪些部件組成？2.電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻電機(jī)如何工作？3.開關(guān)磁阻如何更換？

三、收集信息

開關(guān)磁阻電機(jī)（SwitchedReluctanceMotor：SRM）又稱反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī)，是一種新型調(diào)速電機(jī)。相比其他類型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言，開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，定子、轉(zhuǎn)子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，只是利用磁場(chǎng)中可移動(dòng)部件企圖使磁路磁阻最小的原理，即磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，因磁場(chǎng)的扭曲產(chǎn)生切向拉力，因此它的結(jié)構(gòu)原則是要求轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)磁路的磁阻要有盡可能大的變化。定子裝有簡(jiǎn)單的集中繞組，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、溫升低、易于維修等諸多優(yōu)點(diǎn)。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)的可控性好的優(yōu)良特性，同時(shí)適用于惡劣環(huán)境，非常適合作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。三、收集信息一、開關(guān)磁阻的結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、位置傳感器、外殼、接線柱等部件組成。其中定子和轉(zhuǎn)子的凸極有很多組合方式，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子凸極數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)子凸極也為偶數(shù)，一般轉(zhuǎn)子比定子少兩個(gè)，共同組成不同極數(shù)的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。最常見(jiàn)的三相6/4開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子上有6個(gè)凸極，轉(zhuǎn)子有4個(gè)凸極；四相8/6開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子上有8個(gè)凸極，轉(zhuǎn)子上有6個(gè)凸極。定子、轉(zhuǎn)子凸極組合方案見(jiàn)表。三、收集信息定子、轉(zhuǎn)子凸極組合方案a）6/4極b）8/6極c）12/8極一、開關(guān)磁阻的結(jié)構(gòu)三、收集信息一、開關(guān)磁阻的結(jié)構(gòu)三、收集信息二、開關(guān)磁阻的工作原理三相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的剖面如圖所示。從圖可以看出當(dāng)按W、V、U的順序向定子繞組輪流通電時(shí)，定子便產(chǎn)生按順序變換的磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子即連續(xù)不斷逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，如果按U、V、W改變定子繞組通電順序，就可以改變開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。三、收集信息二、開關(guān)磁阻的工作原理控制器總成通過(guò)相位交錯(cuò)（A相和B相）的2個(gè)霍爾集成電路（位于轉(zhuǎn)角傳感器內(nèi)）的脈沖和計(jì)數(shù)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)范圍和移動(dòng)范圍。檢測(cè)到移動(dòng)范圍后，存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器內(nèi)。三、收集信息二、開關(guān)磁阻的工作原理位置傳感器工作特性三、收集信息三、開關(guān)磁阻的性能特點(diǎn)1.調(diào)速范圍寬、控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)各種特殊要求的轉(zhuǎn)矩——速度特性，SRM起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、低速性能好，沒(méi)有異步電機(jī)在起動(dòng)時(shí)所出現(xiàn)的沖擊電流的現(xiàn)象。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)小，因此需過(guò)對(duì)電流進(jìn)行斬波限幅——電流斬波控（CCC)方式，也可采用調(diào)節(jié)相繞組外加電壓有效值的電壓PWM控制方式；在恒功率區(qū)，通過(guò)調(diào)節(jié)主開關(guān)的開通角和關(guān)斷角取得恒功率的特性，即角度位置控制（APC）方式；2.制造和維護(hù)方便；3.運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，由于SRM控制靈活，易在很寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能控制；4.可四象限運(yùn)行，具有較強(qiáng)的再生制動(dòng)能力；三、收集信息三、開關(guān)磁阻的性能特點(diǎn)5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、制造工藝簡(jiǎn)單，其轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，可工作于極高速定子為集中繞組、嵌放容易、端部短而牢固、工作可靠，適用于各種惡劣、高溫甚至強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境；6.轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無(wú)關(guān)，從而減少功率變換器的開關(guān)器件數(shù)量，減低了成本，同時(shí)功率變換器元件減少，也不會(huì)出現(xiàn)直通故障，且可靠性高，控制方便，可四象限運(yùn)行容易實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和起動(dòng)、制動(dòng)等特定的調(diào)節(jié)控制；7.損耗小，主要產(chǎn)生在定子，電機(jī)易于冷卻，電機(jī)轉(zhuǎn)子不存在勵(lì)磁及轉(zhuǎn)差損耗，由于功率變換元器件少，相應(yīng)的損耗也?。?.可控參數(shù)多、調(diào)速性能好，可控參數(shù)有主開關(guān)開通角、主開關(guān)關(guān)斷角、相電流幅值和直流電源電壓；9.適于頻繁起、停及正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行；三、收集信息三、開關(guān)磁阻的性能特點(diǎn)開關(guān)磁阻電機(jī)的不足：SRM結(jié)構(gòu)雖然很簡(jiǎn)單，但其設(shè)計(jì)和控制較復(fù)雜。由于其磁極端部的嚴(yán)重磁飽和以及磁和溝槽的邊緣效應(yīng)，使得SRM設(shè)計(jì)和控制非常困難和精細(xì)，而且SRM還經(jīng)常引發(fā)噪聲問(wèn)題。四、制定方案

本次實(shí)訓(xùn)任務(wù)主要是完成對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)拆卸與安裝。分組查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)開關(guān)磁阻電機(jī)基本結(jié)構(gòu)知識(shí)，制訂就車拆裝的任務(wù)方案。五、任務(wù)實(shí)施SETP1從豐田P410混合動(dòng)力傳動(dòng)橋總成拆下3個(gè)換檔控制器總成螺栓和換檔執(zhí)行器總成。五、任務(wù)實(shí)施SETP2拆卸電機(jī)固定螺栓。五、任務(wù)實(shí)施SETP3拆卸電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)。五、任務(wù)實(shí)施SETP4觀察電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)并標(biāo)注電機(jī)部件名稱。五、任務(wù)實(shí)施SETP5測(cè)量電機(jī)線圈阻值。五、任務(wù)