4.第四章-交流電機(jī)

新能源汽車技術(shù)教師級培訓(xùn)二零一四年元月第四章汽車交流異步電機(jī)主講：趙振寧2一、電機(jī)的簡單分類第一節(jié)概述發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)可統(tǒng)稱為電機(jī)。按電源和電機(jī)之間是否有換流裝置（變頻器）分為控制電機(jī)和非控制電機(jī)。非控制電機(jī)（沒有變頻器）按電流種類的不同，又分為交流電機(jī)和直流電機(jī)兩大類。交流電機(jī)分為異步電機(jī)和同步電機(jī)兩種。3二、兩種汽車用電機(jī)1.異步電機(jī)異步電機(jī)（又稱感應(yīng)電機(jī)）的定子磁場轉(zhuǎn)１周時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不到１周，主要作為電動(dòng)機(jī)應(yīng)用。同步電機(jī)的定子磁場轉(zhuǎn)１周時(shí)，轉(zhuǎn)子也一定轉(zhuǎn)１周，異步電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研以及生活中應(yīng)用最廣，其原因是它構(gòu)造簡單、價(jià)格低廉、工作可靠以及容易控制和維護(hù)等。2.永磁電機(jī)在電動(dòng)汽車上，三相電機(jī)采用永磁體為電機(jī)轉(zhuǎn)子提供磁場，稱其為永磁電機(jī)。電機(jī)的三相供電采用變頻器，變頻器將直流電變換為三相正弦交流電為電機(jī)定子三相繞組供電，由于電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與變頻器控制的頻率同步，所以此類電機(jī)也被稱為永磁同步直流無刷電機(jī)，永磁同步直流無刷電機(jī)在驅(qū)動(dòng)汽車效率方面較異步電機(jī)高，但成本相對也高。第一節(jié)概述4第二節(jié)三相異步電機(jī)一、異步電機(jī)的構(gòu)造5第二節(jié)三相異步電機(jī)一、異步電機(jī)的構(gòu)造6第二節(jié)三相異步電機(jī)一、異步電機(jī)的構(gòu)造7第二節(jié)三相異步電機(jī)一、異步電機(jī)的構(gòu)造8第二節(jié)三相異步電機(jī)一、異步電機(jī)的構(gòu)造9第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生一、異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生10二、為什么會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生11第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生二、為什么會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場12第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生二、為什么會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場13三、異步電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生14四、轉(zhuǎn)差率異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ｎ２低于同步轉(zhuǎn)速ｎ１，兩者的差值Δｎ＝ｎ１－ｎ２，稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差就是轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間的相對轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差（ｎ１－ｎ２）與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，以ｓ表示，即轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ｎ２＝０，即ｓ＝１；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速時(shí)（實(shí)際上不可能達(dá)到，只能以它為極限），則ｎ２＝ｎ１，ｓ＝０，因此，轉(zhuǎn)差率的變化范圍是０～１，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)差率越小。異步電機(jī)在額定負(fù)載時(shí)對應(yīng)的額定轉(zhuǎn)差率一般為ｓＮ＝０.０１～０.０５。第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生15第三節(jié)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生16第四節(jié)電動(dòng)汽車用異步電機(jī)一、電動(dòng)汽車用異步電機(jī)的種類交流異步電機(jī)有兩種類型：繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)和籠型異步電機(jī)。由于繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)成本高、維護(hù)量較大、缺乏堅(jiān)固性，因而沒有籠型異步電機(jī)應(yīng)用廣泛，或者說是在電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)中根本無法應(yīng)用?；\型異步電機(jī)簡稱為異步電機(jī)。異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)除了具有無換向器電機(jī)驅(qū)動(dòng)的共同優(yōu)點(diǎn)外，還具有成本低、堅(jiān)固等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)超過了其控制復(fù)雜的缺點(diǎn)，推動(dòng)了異步電機(jī)在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)中的廣泛應(yīng)用17二、電動(dòng)汽車用異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.定子結(jié)構(gòu)定子鐵心采用更薄的硅鋼片疊成，電機(jī)定子繞組的絕緣等級要高，電機(jī)的電壓等級需合理地采用高電壓和低電流的電機(jī)設(shè)計(jì)，以減少功率變頻器的成本和體積。鑄鋁或鑄鐵機(jī)殼內(nèi)部采用水套，制成水冷電機(jī)。采用鑄鋁機(jī)座來減小電機(jī)總質(zhì)量，定子殼體密封要好，防止進(jìn)水。異步電機(jī)的接線端子有星形和三角形兩種，接線盒內(nèi)無傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)的殼體接地保護(hù)。電機(jī)殼體與車身間為等電位，即兩者的金屬導(dǎo)通，電機(jī)定子繞組和車身間采用絕緣檢測。一旦出現(xiàn)三相定子和殼體間漏電時(shí)，儀表絕緣報(bào)警，同時(shí)電池上電繼電器斷開。電動(dòng)汽車用異步電機(jī)的接線端子僅有Ｕ、Ｖ、Ｗ３個(gè)，不會(huì)有保護(hù)地線。第四節(jié)電動(dòng)汽車用異步電機(jī)182.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心也由薄硅鋼片疊加而成，以減少鐵損。由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較工業(yè)電機(jī)高，所以要求轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡度要高，同時(shí)軸承質(zhì)量要好。第四節(jié)電動(dòng)汽車用異步電機(jī)二、電動(dòng)汽車用異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)