新能源汽車驅(qū)動電機及傳動技術課程教案

教案科目：新能源汽車驅(qū)動電機與控制技術專業(yè)：新能源汽車檢測與維修班別：新能源1801班任課教師：教研室主任簽名：教務科長簽名：二。一九?二。二。學年第二學期（2020年3月18日?2020年7月25日）

授課新能源1801/1802/1803班第2周 星期三 2020年3月18日15:00-16:00時間班第2周星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課永磁同步電機檢測章節(jié)教1.能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。學2.能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。目標教學重點：了解永磁同步電機的結(jié)構重點難點：掌握了解永磁同步電機的檢測方法難點教學講授方式教具學習通新課程引入（10分鐘）現(xiàn)在新能源汽車的幾大部件有哪些？新課程內(nèi)容（60分鐘）電機驅(qū)動系統(tǒng)概述電機驅(qū)動系統(tǒng)一般由電機、電機控制器（功率變換器）等組成，如圖1-1-1所示。電機是以磁場為媒介進行電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電磁裝置，在電動汽車驅(qū)動過程中作為電動機運行將動力電池中存儲的電能轉(zhuǎn)換為機械能驅(qū)動車輛運行，在制動或減速過程中作為發(fā)電視電機運行將機械能轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池中。電機控制器（功率變換器）輸出特定的電壓和電流調(diào)節(jié)電機的運行以產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。在能量變換過程中存在電能、機械能和磁場能量損失，這會影響能量電機控制器轉(zhuǎn)換效率，但是一般來說電機的能量轉(zhuǎn)換效率都要遠遠高于其他設備的能量轉(zhuǎn)換效率。相對于內(nèi)燃機來說，電機的主要優(yōu)勢在圖1-1-1電機與發(fā)電機作用于它可以在低速運教行時提供較大的峰值轉(zhuǎn)矩并且可以短時間內(nèi)提供額定功率2倍以上的瞬時功率，這些可學以給車輛帶來出色的低速加速性能，在減速或制動時還可以實現(xiàn)再生制動，同時在低速內(nèi)行駛范圍電機的能量轉(zhuǎn)換效率遠遠高于內(nèi)燃機，所以電動汽車在低速及中低速行駛時在容能源利用效率和加速性能方面明顯優(yōu)于內(nèi)燃機汽車。和步驟2.電磁轉(zhuǎn)換基本原理所有的電機在電動運行時將電能轉(zhuǎn)換為機械能，在發(fā)電時將機械能轉(zhuǎn)化為電能。同一臺電機既可以作為電動機也可以作為發(fā)電機，而只需要相應改變控制算法便可完成功率轉(zhuǎn)換。必須指出，雖然功率轉(zhuǎn)換的可逆性是電機的普遍原理，但在電機設計和控制上是有所偏重的。電機是指依據(jù)電磁感應原理實現(xiàn)電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的能量轉(zhuǎn)換機械。電生磁是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，其現(xiàn)象是通電導體周圍存在磁場。電和磁是不可分割的，它們

始終交織在一起，簡單地說，就是電生磁、磁生電。如果一條直的金屬導線通過電流，那么導線周圍的空間將產(chǎn)生圓形磁場，導線中流過的電流越大，產(chǎn)生的磁場越強。磁場呈圓形，圍繞導線周圍。磁場方向可以依據(jù)右手螺旋定則（又稱安培定則）來確定：將右手拇指伸出，其余四指并攏彎向掌心。這時，四指的方向為磁場方向，拇指的方向是電流方向，如圖1-1-2所示。這種直導線產(chǎn)生的磁場類似于在導線周圍安置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果，圖中的黑點代表電流流出的方向。左手定則（又稱電動機定則）：伸出左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感應線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向，如圖1-1-3所示。思考

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作業(yè)后記小結(jié)（10分鐘）電機驅(qū)動系統(tǒng)一般由電機、電機控制器（功率變換器）等組成，電機是以磁場為媒介進行電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電磁裝置相對于內(nèi)燃機來說，電機的主要優(yōu)勢在電機與發(fā)電機作用于它可以在低速運行時提供較大的峰值轉(zhuǎn)矩并且可以短時間內(nèi)提供額定功率2倍以上的瞬時功率學習通作業(yè)發(fā)布大班教學學生互動效果一般。

授課時間新能源1801/1802/1803班第3周星期三2020年3月25日15:00-16:00班第2周星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)永磁同步電機更換教學目標.能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。.能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。教學重點難點重點：了解永磁同步電機的工作原理難點：掌握永磁同步電機更換方法教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）電機驅(qū)動系統(tǒng)一般由電機、電機控制器（功率變換器）等組成。電機是以磁場為媒介進行電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電磁裝置新課程引入（10分鐘）新課程內(nèi)容（55分鐘）一、驅(qū)動電機基本概念純電動汽車與普通燃油汽車最主要的區(qū)別在于電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機往往具有電驅(qū)動和發(fā)電兩種功能，滿足車輛在驅(qū)動行駛和減速制動等多種工作模式的需要。驅(qū)動電機系統(tǒng)是純電動汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要執(zhí)行機構，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟性和駕乘感受。.純電動汽車對電動機的基本要求純電動汽車上驅(qū)動電機的運行與一般的工業(yè)應用不同，工況非常復雜，對驅(qū)動電機有很高的要求。1）純電動汽車用驅(qū)動電機應具有瞬時功率大，過載能力強（過載系數(shù)應為3?4）,加速性能好，使用壽命長的特點。2）純電動汽車用驅(qū)動電機應具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起步和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有較高速度，以滿足汽車在平坦路面能夠高速行駛。3）純電動汽車用驅(qū)動電機應能夠在汽車減速時實現(xiàn)再生制動，將能量回收并反饋回動力電池，提高純電動汽車的能量利」用率。這是在內(nèi)燃機汽車上所不能實現(xiàn)的。4）純電動汽車用驅(qū)動電機應在整個運行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高單次充電續(xù)駛里程。5）純電動汽車用驅(qū)動電機還應具有可靠性高，能夠在惡劣環(huán)境下長期工作，結(jié)構簡單重量輕，運行噪聲低，維修方便，價格便宜等特點。.電機能量轉(zhuǎn)換特點電機是指依據(jù)電磁感應原理實現(xiàn)電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的能量轉(zhuǎn)換機械，如圖1-2-1所示發(fā)電機：將機械能轉(zhuǎn)換為電能電動機：將電能轉(zhuǎn)換為機械能電機的可逆性：一臺電機既可以做電動機運行，也可以做發(fā)電機運行

發(fā)電機機械能I I電能電動機小結(jié)（10分鐘）電機往往具有電驅(qū)動和發(fā)電兩種功能，滿足車輛在驅(qū)動行駛和減速制動等多種工作模式的需要。純電動汽車用驅(qū)動電機應具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起步和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有較高速度，以滿足汽車在平坦路面能夠高速行駛。電機是指依據(jù)電磁感應原理實現(xiàn)電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的能量轉(zhuǎn)換機械思考

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作業(yè)后記授課時間新能源1801/1802/1803班第4周星期四2020年4月2日10:30-11:30班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)感應電機檢測教學目標能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。能正確對交流感應電機進行拆卸及安裝。教學重點難點重點：掌握感應電機的檢測方法難點：感應電機的工作原理教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）電機往往具有電驅(qū)動和發(fā)電兩種功能，滿足車輛在驅(qū)動行駛和減速制動等多種工作模式的需要。新課程引入（10分鐘）特斯拉汽車使用的驅(qū)動電機是什么類型？新課程內(nèi)容（55分鐘）一、感應電機基本概念在20世紀80年代之前，電動車的原型機中多使用直流電機，其特性非常適合道路負載并且控制簡單。然而，體積大和需要維護的特點限制了其在電動車乃至電機驅(qū)動領域的應用。現(xiàn)代電動汽車中大都采用交流電機，包括感應電機、永磁電機和開關磁阻電機。其中，感應電機技術非常成熟，過去半個世紀在感應電機驅(qū)動方面進行了大量的研究和開發(fā)工作。感應電機是目前工業(yè)中應用十分廣泛的一類電機，其特點是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成，兩端用倡蓋封裝、定子、轉(zhuǎn)子之間沒有互相接觸的機械部件，結(jié)構簡單，運行可靠耐用，維修方便。由于感應電機的轉(zhuǎn)子上沒有水畫體，也無需換向器、電劇，使得感應電機具有結(jié)構簡單，制造方便，成本低、可靠性好等化點，感應電機的控制也較為成熟。感應電機在高速運轉(zhuǎn)時，電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴重，工作時要保證電機冷卻，同時感應電機的驅(qū)動和控制系統(tǒng)較復雜，運行時還需要變頻器提供額外的無功功率來建立避場，故相比永磁同步電機和開關磁阻電機，感應電機的效率和功率密度偏低，不是能效最優(yōu)化的選擇。感應電機在新能源汽車上應用較多的地區(qū)是美國，這被認為和路況有關。在美國，高速公路具有一定的規(guī)模，除了大城市外，汽車一般以一定的高速持續(xù)行駛，所以高速運轉(zhuǎn)而且在高速時有較高效率的感應電機得到了廣泛應用。二、感應電機的組成結(jié)構感應電機由定子和轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成。.定子定子在空間靜止不動，主要由定子鐵心、定子繞組、機座和底腳等部分組成。（1）定子鐵心定子鐵心呈圓筒狀，裝入機座內(nèi)，它是電機主磁通磁路的一部分（2）定子繞組定子繞組由在空間相差120°電角度，對稱排列的結(jié)構完全相等的三相繞組組成。（3）機座機座通常由鑄鋼或詩鐵組成，是整個電機的支撐部分。為了加強散熱能力，其外表面有散熱筋。.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是電動機的旋轉(zhuǎn)部分，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。（1）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心是電動機主磁通的一部分。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上，可繞軸轉(zhuǎn)動。與定子鐵心一樣，轉(zhuǎn)子鐵心也是由0.5mm厚的硅鋼片沖壓而成。（2）轉(zhuǎn)子隱組轉(zhuǎn)子繞組是自成團路的短路線險。轉(zhuǎn)子繞里不需外援電源供電，其電施是山電磁感應作用產(chǎn)生的。它有商種結(jié)構形式：籠型轉(zhuǎn)子和繞組型轉(zhuǎn)子三個集電環(huán)之間，以及它們與轉(zhuǎn)軸之間都是彼此絕緣的。集電環(huán)與固定在端蓋上的電刷架內(nèi)的電刷滑動接觸。三相繞組的首端就通過這種電刷、集電環(huán)結(jié)構與外部變阻器相連接。小結(jié)（10分鐘）感應電機是是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成，兩端用倡蓋封裝、定子、轉(zhuǎn)子之間沒有互相接觸的機械部件，結(jié)構簡單，運行可靠耐用，維修方便。感應電機的轉(zhuǎn)子上沒有水畫體，也無需換向器、電劇，使得感應電機具有結(jié)構簡單，制造方便，成本低、可靠性好等化點，定子在空間靜止不動，主要由定子鐵心、定子繞組、機座和底腳等部分組成。.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是電動機的旋轉(zhuǎn)部分，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。

思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801/1802/1803班第5周星期三2020年4月8日15:00-16:00班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)開關磁阻電機檢測教學目標能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。教學重點難點重點：掌握開關磁阻電機的檢測方法難點：開關磁阻電機的工作原理教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）感應電機是是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成，兩端用倡蓋封裝、定子、轉(zhuǎn)子之間沒有互相接觸的機械部8件，結(jié)構簡單，運行可靠耐用，維修方便。新課程引入（10分鐘）大型貨車一般采用什么類型的驅(qū)動電機？新課程內(nèi)容（55分鐘）1.4.1開關磁阻電機基本概念1.開關磁阻電機控制系統(tǒng)開關破阻電機控制系統(tǒng)（SwitchedReluctanceMotorDriveSystem,簡稱SRD）主要由四部分組成；開關磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器。開關磁阻電機是SRD系統(tǒng)中實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件，也是SRD系統(tǒng)區(qū)別于其他電動機驅(qū)動系統(tǒng)的主要標志?？刂破魇窍到y(tǒng)的中樞。它綜合處理速度指令、速度反饋信號及電流傳感器、位置傳感器的反饋信息，控制功率變換器中主開關器件的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對SR電機運行狀態(tài)的控制。開關磁阻電機控制系統(tǒng)的優(yōu)點（1）開關磁阻電機結(jié)構簡單、成本低、適合于高速運行電機各相獨立工作，系統(tǒng)可靠性高電機各相繞組和磁路相互獨立，各自在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，而不像其他電機必須在各相繞組和磁路共同作用下產(chǎn)生圓形磁場。（3）開關磁阻電機轉(zhuǎn)矩方向只與各相通電順序有關，而和燒組電流的方向無關。起動轉(zhuǎn)矩高，起動電流小從電源吸收較少的起動電流，能得到較大的起動轉(zhuǎn)矩是開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的一大特點。（5）可控參數(shù)多，調(diào)速性能好開關磁阻電機的控制參數(shù)有開通角、關斷角、電壓等。控制靈活方便，可以根據(jù)對電機的運行要求和電機的情況，采用不同控制方法和參數(shù)值，還可以實現(xiàn)各種不同要求的轉(zhuǎn)矩一速度特性曲線。（6）適用于頻繁起動、停車及正反轉(zhuǎn)運行（7）效率高，損耗小開關磁阻電機控制系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)子上無繞組，沒有鋼損，可控參數(shù)多，靈活方便，易于在寬轉(zhuǎn)速范圍和不同負載下實現(xiàn)高效優(yōu)化控制，其系統(tǒng)效率在很寬范圍內(nèi)都在87%以上。.開關磁阻電機的缺點1）由于是磁阻式電機，其能量轉(zhuǎn)換密度低于電磁式電動機2）轉(zhuǎn)矩脈動較大，通常開關磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動的典型值為15%上下。由轉(zhuǎn)矩脈動所導致的噪聲及諧振問題也較為突出。3）電機相數(shù)越多，所需功率器件越多。4）需要位置檢測，增加了系統(tǒng)的復雜性和成本，降低其可靠性。1.4.2開關磁阻電機結(jié)構.開關破阻電機結(jié)構特點1）定子和轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構。2）定子上空間相對的兩個極上的線圈串聯(lián)或并聯(lián)構成一相繞組。3）定子集中繞組、繞組為單方向通電。4）轉(zhuǎn)子上無繞組。.開關磁限電機結(jié)構（1）雙凸極結(jié)構開關磁阻電機的工作原理澄循己阻最小原理，即懣謾總是要沿著磁阻最小路徑閉合。因此，它的結(jié)構原則是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時磁路的磁阻要有盡可能大的變化。所以，開關磁阻電機采用凸極定子和凸極轉(zhuǎn)子的雙凸極結(jié)構，并且定轉(zhuǎn)子極數(shù)不同。與普通電機一樣轉(zhuǎn)子與定子之間有很小的健隙，轉(zhuǎn)子可在定子內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。雙凸極結(jié)構如圖1-4-3所示。（2）定子開關磁阻電機的定子鐵心有六個凸極，由導磁良好的硅鋼片沖壓后加而成。（3）轉(zhuǎn)子開關破阻電機的轉(zhuǎn)子鐵心有四個凸極，由導磁良好的硅鋼片沖制后疊壓而成。（4）定子繞組在定子凸極上繞有線測，是向開關破阻電機提供工作磁場的勵磁繞組。小結(jié)（10分鐘）開關破阻電機控制系統(tǒng)（SwitchedReluctanceMotorDriveSystem,簡稱SRD）主要由四部分組成；開關磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器。開關破阻電機優(yōu)點和缺點。思考學習通作業(yè)發(fā)布題或作業(yè)后記

授課時間新能源1801班班第6周星期一 2020年4月13日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)永磁同步電機檢測教學目標能根據(jù)維修手冊對永磁同步電機進行檢測。能正確使用安全防護套裝及工具。教學重點難點重點：能根據(jù)故障信息檢修永磁同步電機難點：永磁同步電機的工作原理教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）開關破阻電機控制系統(tǒng)（SwitchedReluctanceMotorDriveSystem,簡稱SRD）主要由四部分組成；開關磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器。新課程引入（10分鐘）電磁現(xiàn)象在電機上的應用有哪些？新課程內(nèi)容（55分鐘）電機基本工作原理直流電機是直流發(fā)電機和直流電動機的總稱。直流電機具有可逆性，既可以作直流發(fā)電機使用，也可作直流電動機使用。作為發(fā)電機使用時，將機械能轉(zhuǎn)換成直流電能輸出；作為電動機使用時，則將電能轉(zhuǎn)換成機械能輸出。義5為定子上固定不動的兩個主磁極，主磁極可以采用永久磁鐵，也可以采用電磁鐵，在電磁鐵的勵磁繞組上通以方向不變的直流電流便形成一定極性的磁極在兩個主磁極N、S之間裝有一個可北磁極磁力線南畿板以轉(zhuǎn)動的線圈，線圈首末兩端分別連接到換向器上。線圈與換向器固定在一起隨主軸轉(zhuǎn)動，換向器中間分成了兩部分，分別與電刷A和B滑動接觸。電刷A與電源正極連接，電刷B與電源負極連接。線圈位于圖示中的位置時，線換向署圈瞬時電流的流向為電源正極一電刷A換向電刷A電刷B器a一b-+c-d一換向器電刷B一電源負極。根據(jù)電磁力定律，載流導體ab、cd圖1-1-13電機工作原理都受到電磁力的作用，其方向如圖中綠色箭頭方向。導體所受電磁力的方向用左手定則確定，在此瞬時，ab位于N極下，受力方向向下，ed位于S極下，受力方向向上，電磁力對主軸和線圈形成了電磁轉(zhuǎn)矩，線圈與主軸將進行逆時針旋轉(zhuǎn)當線圈轉(zhuǎn)到90°,電刷不與換向器接觸，而與換向器之間的絕緣縫隙接觸，此時線圈中沒有電流流過，但由于機械慣性的作用，線圈仍能轉(zhuǎn)過一個角度，電刷A、B又將分別與換向器對向的部分接觸，線圈中又有電流流過，此時導體ab、ed中的電流改變了方向，線圈仍然受到逆時針方向電磁轉(zhuǎn)矩的作用，線圈適中保持同一方就轉(zhuǎn)。

直流電機、交流異步電機和永磁同步電機轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生都基于電磁感應定律；開關磁阻電機基于磁阻最小原理進行工作。以直流電機為例，在直流電機中導體形成一個線b圈，如圖1-1-14所示，A端連接正電極，B端連接負N電極，定子磁極N級位于線圈上部，S級位于線圈下?lián)Q向器部，磁場方向從上向下，由于線圈通電，根據(jù)左手定1則，ab段線圈受到向左的電磁力，cd段的線圈受到向d右的電磁力，整個轉(zhuǎn)子線圈在電磁力作用下隨之旋轉(zhuǎn)產(chǎn)S生機械能。直流電機中，換向器隨著線圈共同轉(zhuǎn)動，電電刷B刷可持續(xù)為線圈供電，線圈能持續(xù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)。電機進行能量轉(zhuǎn)換時存在能量損耗，主要有銅損、圖1-1-14直流電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩原理機械損耗、鐵心損耗、雜散損耗四種。電樞繞組銅導線存在電阻，電流流過時產(chǎn)生的損耗為/R（簡稱銅損），銅損的大小與電流和繞組損耗有關。機械損耗主要是電機運行過程中的摩擦和通風導致的損耗。鐵損是鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗之和，鐵磁材料置于交變磁場中時，磁疇互相間不停地摩擦造成的損耗成為磁滯損耗，鐵心中感應產(chǎn)生渦流帶來的損耗成為渦流損耗。為減小渦流損耗，電機和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼片疊成，鐵損隨著交變磁場頻率的增加而增加。雜散損耗包括由于趨膚效應等因素引起的損耗。電機損耗的準確計算非常復雜，可基于經(jīng)驗公式進行。趨膚效應指導體中有交流電時，導體內(nèi)部電流分布不均勻，電流集中在導體的“皮膚”部分，也就是說電流集中在導體外表，體表面，電流密度越大。小結(jié)（10分鐘）直流電機是直流發(fā)電機和直流電動機的總稱。直流電機具有可逆性，既可以作直流發(fā)電機使用，也可作直流電動機使用。開關磁阻電機基于磁阻最小原理進行工作思考

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作業(yè)后記授課新能源1801班班第6周 星期三 2020年4月15日第1、2節(jié)時間班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課永磁同步電機檢測（2）章節(jié)教能正確將永磁同步電機進行拆解。學日能根據(jù)維修手冊對永磁同步電機進行檢測。日標教學重點：能根據(jù)維修手冊對完成永磁同步電機的修理重點難點：永磁同步電機的應用范圍

難點 教學講授方式教具學習通復習（5分鐘）開關磁阻電機基于磁阻最小原理進行工作新課程引入（10分鐘）國內(nèi)新能源汽車大多數(shù)使用什么驅(qū)動電機新課程內(nèi)容（55分鐘）永磁同步電機概述與傳統(tǒng)的勵磁電機相比，永磁電機特別是稀土永磁電機，其具有體積小、重量輕、慣性小、響應快、高轉(zhuǎn)膽慣量比和高速度/重量比，高效率和高起動轉(zhuǎn)矩，高功率因數(shù)，以及省電和運行可靠等顯著優(yōu)點。因而其應用范圍極為廣泛，幾乎遍及航天、國防、工農(nóng)生產(chǎn)和日常生活的各個領域。永磁同步電機結(jié)構永磁同步電機屬于交流電機，定子繞組與交流異步電機相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電機。同步電動機的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機是一個容性負載。教學內(nèi)容和步驟永磁同步電機主要由機殼、定子和轉(zhuǎn)子組成。定子包括定子鐵心和定子繞組，定子繞組鑲嵌在定子鐵心中，繞組的作用是通電時可以產(chǎn)生磁場，鐵心的作用是可以提高導磁率。永磁同步電機與普通三相交流異步電機的不同是轉(zhuǎn)子結(jié)構，轉(zhuǎn)子上安裝有永磁體磁極。永磁磁極外凸鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵心外側(cè)，組成若干對磁極。教學內(nèi)容和步驟將轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸做成一體，兩端用軸承安裝在機殼上，轉(zhuǎn)子前端安裝有散熱風扇隨軸轉(zhuǎn)動，在定子繞組不斷通電產(chǎn)生的磁場吸引下，轉(zhuǎn)子即隨定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場進行運轉(zhuǎn)。永磁同步電機工作原理在永磁同步電機系統(tǒng)中，電機的輸出動作主要是靠控制單元給定命令執(zhí)行，即控制器輸出命令?？刂破髦饕菍⑤斎氲闹绷麟娔孀兂呻妷?、頻率可調(diào)的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。電機控制器輸出頻率和幅值可變的紅電星U、V、W三相交流電給電機形成旋轉(zhuǎn)磁場，電機通過位置傳感器將電機轉(zhuǎn)子當前的位置發(fā)送給電機控制器，以供控制器進行參考控制。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永久磁鐵所產(chǎn)生永磁同步電機與控制器的磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，通過位置傳感器實時讀取轉(zhuǎn)子磁鐵位置，變換成電信號控制控制器中的逆變器功率器件開關，調(diào)節(jié)電流頻率和相位，使定子和轉(zhuǎn)子磁動勢保持穩(wěn)定的位置關系，才能產(chǎn)生相定的轉(zhuǎn)矩，定子繞組中的電流大小是由負載決定的。定子繞組中三相電流的頻率和相位隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化，使三相電流合成一個與轉(zhuǎn)子同步的旋轉(zhuǎn)磁場，通過電力電子器件構成的逆變電路的開關變化實現(xiàn)三相電流的換相，代替了機械換向器，如圖1-1-19所示。永磁同步電動機定子的反電動勢和電流波形均為正弦波，并且保持同相，其可以獲得與直流電機相同的轉(zhuǎn)矩特性，而且能實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速特性。當定子產(chǎn)生一對磁極，上部為S極，下部為N極時，會將轉(zhuǎn)子吸引到當前位置即轉(zhuǎn)子N極向上，S極向下。在有負載狀態(tài)下，定子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)速上微微領先轉(zhuǎn)子一點，吸引轉(zhuǎn)子以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，在理想空載狀態(tài)下轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場是完全對應的，在轉(zhuǎn)子主動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子磁場會切割定子的磁場從而產(chǎn)生感生電流，此時狀態(tài)為發(fā)電機，電動車制動能量回收就是利用這種工作原理而來的。北汽EV160永磁同步電機結(jié)構北汽EV160使用的永磁同步電機結(jié)構。機殼中含有冷卻水道，電機端蓋上有旋轉(zhuǎn)變壓器，用以監(jiān)測轉(zhuǎn)子位置。控制器解碼后可以獲知電機轉(zhuǎn)速，定子上有2個溫度傳感器，埋設在定子繞組中，用以監(jiān)測電機的繞組溫度，控制器可以通過加速冷卻風扇運轉(zhuǎn)與降功率運行等措施保護電機避免過熱。旋轉(zhuǎn)變壓器是轉(zhuǎn)子位置傳感器，用于確定電機轉(zhuǎn)子的位置，便于電機控制器輸出正確相位和頻率的電壓控制電機運轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝在電機轉(zhuǎn)子上，隨其共同轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)變壓器定子安裝在驅(qū)動電機后蓋上。旋轉(zhuǎn)變壓器用來測定轉(zhuǎn)子磁極位置，從而為電機控制器內(nèi)的逆變器（IGBT模塊）提供正確的換向信息，作為角度位置傳感元件。常用的有光學編碼器、磁性編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器，由于制造和精度的原因，磁性編碼器沒有其他兩種普及。光學編碼器的輸出信號是脈沖，因為是天然的數(shù)字信號，數(shù)據(jù)處理比較方便，因而得到了很好的應用，但信號處理電路比較復雜，價格較高。旋轉(zhuǎn)變壓器具有特別優(yōu)良的可靠性和足夠高的精度，適應更高的轉(zhuǎn)速，在永磁同步電機領域逐漸替代了光學編碼器，應用越來越廣泛。從原理上看，旋轉(zhuǎn)變壓器相當于一臺可以轉(zhuǎn)動的變壓器。當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關系，或保持某一比例關系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角呈線性關系。旋轉(zhuǎn)變壓器定子上繞有勵磁繞組、正弦繞組和余弦繞組。每個齒上的勵磁繞組匣數(shù)相等，相鄰兩齒勵磁繞組繞向相反旋轉(zhuǎn)變壓器定子齒上正弦繞組的數(shù)隨定子次序呈正弦分布，然后交替反向，具體方向也服從正弦分布。定子齒上余弦繞組的數(shù)隨定子次序呈余弦分布，繞向與正弦分布相似。旋轉(zhuǎn)變壓器定子上有勵磁繞組、正弦繞組和余弦繞組，轉(zhuǎn)子上有4個凸起，電機工作時，旋轉(zhuǎn)變壓器定子繞組上的勵磁繞組產(chǎn)生頻率為10kHz，幅值為7.5V的正弦波形作為基準信號。當電機轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過定子線圈，改變了定子線圈與轉(zhuǎn)子之間的磁通，使得正弦繞組和余弦繞組受勵磁繞組感應，信號幅值產(chǎn)生一定變化，呈正弦和余弦波形。波形的幅值和相位因與電機轉(zhuǎn)子同轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子的變化而變化，由此可判斷出電機轉(zhuǎn)子的位置、轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向，旋變波形如圖1-1-32所示驅(qū)動電機從左至右由電機吊裝支架、旋轉(zhuǎn)變壓器蓋、電機接線盒、左端蓋、電機殼體（包括定子與轉(zhuǎn)子）、右端蓋組成EV160驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子外形如圖1-1-34所示。轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成，內(nèi)部嵌有永磁體，兩端有軸承支撐轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動，左端是電機轉(zhuǎn)子帶有花鍵的輸出軸。EV160驅(qū)動電機定子共有三相繞組形成定子繞組，定子繞組內(nèi)埋設有溫度傳感器，用來監(jiān)控電機定子溫度，當溫度過高時，電動冷卻液循環(huán)泵將加速運轉(zhuǎn)給電機降溫，電機外殼上有一進一出兩個水管，用于冷卻液循環(huán)給定子降溫，如圖1-1-35所示。驅(qū)動電機系統(tǒng)狀態(tài)和故障信息會通過整車CAN網(wǎng)絡上傳給整車控制器（VCU），傳輸通道是兩根信號線束，如圖1-1-36所示，分別是電機到控制器的19PIN插件和控制器到VCU的35PIN插件。小結(jié)（10分鐘）控制器主要是將輸入的直流電逆變成電壓、頻率可調(diào)的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。電機控制器輸出頻率和幅值可變的紅電星U、V、W三相交流電給電機形成旋轉(zhuǎn)磁場，電機通過位置傳感器將電機轉(zhuǎn)子當前的位置發(fā)送給電機控制器，以供控制器進行參考控制。在有負載狀態(tài)下，定子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)速上微微領先轉(zhuǎn)子一點，吸引轉(zhuǎn)子以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)

速進行旋轉(zhuǎn)，在理想空載狀態(tài)下轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場是完全對應的，旋轉(zhuǎn)變壓器相當于一臺可以轉(zhuǎn)動的變壓器。當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關系，或保持某一比例關系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角呈線性關系。思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801班班第6周星期四 2020年4月16日第5、6節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)永磁同步電機更換（2）教學目標能根據(jù)維修手冊將拆卸電機所需的其他部件進行拆卸。能正確對高壓部件進行安全防護拆裝。教學重點難點重點：能根據(jù)維修手冊對永磁同步電機進行更換難點：永磁同步電機更換的注意事項教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）在有負載狀態(tài)下，定子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)速上微微領先轉(zhuǎn)子一點，吸引轉(zhuǎn)子以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，在理想空載狀態(tài)下轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場是完全對應的新課程引入（10分鐘）你知道如何完成驅(qū)動電機的更換嗎？新課程內(nèi)容（55分鐘）EV160驅(qū)動電機的更換當出現(xiàn)驅(qū)動電池運行中異響、驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子消磁、驅(qū)動電機溫度傳感器損壞、驅(qū)動電機絕緣故障、驅(qū)動電機無法運轉(zhuǎn)等問題時，需將驅(qū)動電機從車身上拆下進行檢測維修或更換。安全注意事項：拆卸電機之前必須嚴格按照規(guī)范進行下電操作，因為拆卸驅(qū)動電機需要斷開電機與電機控制器之間的高壓線束，要注意高壓安全防護。為確保安全，最好由兩人共同完成電機及減速器的拆裝。（1）EV160驅(qū)動電機的拆卸過程1）按照規(guī)范進行下電操作。2）拆下電機控制器低壓線束插頭。3）拆下電機控制器上高壓直流母線插頭。4）拆下電機控制器上三相動力線束插頭5）撬下左右前輪裝飾蓋，用沖子沖開半軸螺母的鎖片。6）拆下左右前輪半軸螺母，交叉旋松左右前輪緊固螺母7）擰松膨脹水箱蓋， 舉升車輛離地面一定距離。8）拆下左右前輪、拆下左右前輪速傳感器。9）拆下左右減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接螺檢。10）拔出兩根宇軸并將半軸及轉(zhuǎn)向節(jié)固定，以免半軸脫出以及避免拉扯制動輪缸的制動軟管11）舉升車輛至合適高度，拆下散熱器冷卻液放水塞，放掉冷卻液。12）拆下驅(qū)動電機的進出水管卡普菖，撥出水管13）拆下電動空調(diào)壓縮機及電動真空泵14）拆下電機底部3個固定螺栓。用托盤千斤頂頂住電機底部，稍微托舉起電機、避免電機及減速器兩側(cè)的固定螺栓受到電機及減速器的重力下重而影響拆下固定螺栓。15）拆下左側(cè)和右側(cè)的各3個固定螺栓，拆下左右半軸的固定鐵絲，緩慢降下托盤千斤頂，注意不要遺漏未拆卸的連接電路、管路，一邊降托盤千斤頂一邊觀察電機及減速器與其他部件的相互干擾，扶穩(wěn)電機及減速器直至降至合適高度，拆下電機及減迪器總成（2）電機及減速器的安裝過程1）使用托盤千斤頂拳升電機及減速器至合適高度。2）安裝驅(qū)動電機及減速器總成左側(cè)與吊裝支架之間的3個連接螺栓3）安裝驅(qū)動電機及減速器總成右側(cè)與吊裝支架之間的3個連接螺檢4）按照規(guī)定力矩使用扭力扳手對兩側(cè)連接螺檢進行緊固5）固定好左右兩側(cè)連接螺檢后，撤下托盤千斤頂6）安裝驅(qū)動電機底部固定螺栓。7）安裝驅(qū)動電機低壓線束插頭8）安裝電動制動真空泵及電動空調(diào)壓縮機9）安裝電動真空泵及電動空調(diào)壓縮機線束播頭安裝驅(qū)動電機冷卻液進出水管。安裝左右兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)與減振器連接螺栓。12）安裝左右兩側(cè)輪速傳感器。將左右兩側(cè)半軸插入輪毀花鍵中.14）安裝左右兩側(cè)半軸螺母。15）使用扭力扳手，按照規(guī)定力矩及旋轉(zhuǎn)角度對半軸螺母進行緊固并用沖子將螺母上16）安裝左右兩個車輪并用扭力扳手按規(guī)定力矩對車輪固定螺母進行緊固17）安裝電機控制器與驅(qū)動電機之間的高壓直流線束及高壓三相交流線束。18）安裝電機控制器與驅(qū)動電機之間的低壓信號線束19）添加與原車同型號冷卻液至合適高度。至此，EV160純電動汽車的驅(qū)動電機及減速器總成更換過程完成.小結(jié)（10分鐘）當出現(xiàn)驅(qū)動電池運行中異響、驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子消磁、驅(qū)動電機溫度傳感器損壞、驅(qū)動電機絕緣故障、驅(qū)動電機無法運轉(zhuǎn)等問題時，需將驅(qū)動電機從車身上拆下進行檢測維修或更換。安全注意事項：拆卸電機之前必須嚴格按照規(guī)范進行下電操作，因為拆卸驅(qū)動電機需要斷開電機與電機控制器之間的高壓線束，要注意高壓安全防護。

思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801班班第7周星期一 2020年4月20日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)感應電機檢測(2)教學目標德根據(jù)維修手冊對感應電機進行檢測。能正確對高壓部件進行安全防護拆裝。教學重點難點重點：能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式判斷電機故障。難點：感應電機的檢修方法教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習(5分鐘)安全注意事項：拆卸電機之前必須嚴格按照規(guī)范進行下電操作，因為拆卸驅(qū)動電機需要斷開電機與電機控制器之間的高壓線束，要注意高壓安全防護。新課程引入(10分鐘)電機是如何將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的？新課程內(nèi)容(55分鐘)感應電機工作原理.基本原理感應電機的工作原理。(1)演示實驗在裝有手柄的跨形磁鐵的兩極間放置一個團合導體，當轉(zhuǎn)動手柄帶動蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時，發(fā)現(xiàn)導體也踉著旋轉(zhuǎn)，若改變磁鐵的轉(zhuǎn)向，則導體的轉(zhuǎn)向也踉著改變。(2)現(xiàn)象解釋當磁鐵旋轉(zhuǎn)時，磁鐵與閉合的導體發(fā)生相對運動，籠式導體切割磁力線而在其內(nèi)部產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。感應電流又使導體受到一個電磁力的作用，于是導體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動起來，這就是感應電機的基本原理(3)結(jié)論欲使感應電機旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。.旋轉(zhuǎn)磁場(1)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生圖1-3-9所示為最簡單的三相定子繞組AX、nY、CZ,它們在空間按互差120°的規(guī)律對稱排列。并接成呈形與三相電源U、V、W相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流，隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生

旋轉(zhuǎn)磁場?？梢姡敹ㄗ永@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)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地做周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋轉(zhuǎn)，因此成為旋轉(zhuǎn)磁場。（2）旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也踉著改變。（3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生三相對稱繞組通過三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，磁場在旋轉(zhuǎn)過程中切割轉(zhuǎn)子繞組。如圖1-3-11所示，逆時針旋轉(zhuǎn)的定子磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，相當于轉(zhuǎn)子繞組順時針切割定子磁場，根據(jù)右手定則，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生如圖所示感生電流，再根據(jù)左手定則可知轉(zhuǎn)子繞組在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，受力方向為逆時針方向。（4）感應電機的極數(shù)與轉(zhuǎn)速1）極數(shù)：感應電機的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關。當每相繞組只有一個線圈，繞組的始端之間相差120°空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)避場具有一對極，即p=1當每相繞組為兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差60°空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)避場具有兩對極，即p=2。如圖所示，AX與A'X'是U相上的兩個串聯(lián)線圈，BY與B'Y’是V相上的兩個串聯(lián)線圈，CZ.與C'Z'是W相上的兩個串聯(lián)線圈同理，如果要產(chǎn)生三對極，即p=3的旋轉(zhuǎn)磁場，則每相繞組必須有均勻安排在空間的串聯(lián)的三個線圈，繞組的始端之間相差40°空間角。極數(shù)p與繞組的始端之間的空間角6的關系為2）轉(zhuǎn)速：感應電機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n與電動機磁極對數(shù)p有關，它們的關系是由式（1-3-2）可知，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n決定于電流頻率了和磁場的極數(shù)p。所以，當三相輸入的電角度改變60°時，定子旋轉(zhuǎn)磁場僅旋轉(zhuǎn)30°，為p=1時的一半，如圖1-3-13所示。3）轉(zhuǎn)差率：電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向相同，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，因而磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導體，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩也就不存在了。所以，旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差，因此又把這種電機成為異步電機，又因為這種電機的轉(zhuǎn)動原理是建立在電磁感應基礎上的，故稱為感應電機。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n常稱為同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率S用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場轉(zhuǎn)速n。相差的程度的物理量。即轉(zhuǎn)差率是感應電機的個重要的物理小結(jié)（10分鐘）感應電機的工作原理。旋轉(zhuǎn)磁場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)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地做周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋轉(zhuǎn)，因此成為旋轉(zhuǎn)磁場。思考

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作業(yè)后記授課時間新能源1801班班第7周 星期三 2020年4月22日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)開關磁阻電機的檢測理論知識教學目標能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。教學重點難點重點：掌握開關磁阻電機的檢測理論知識難點：電機故障的一般解讀教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）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)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地做周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋轉(zhuǎn)，因此成為旋轉(zhuǎn)磁場。新課程引入（10分鐘）現(xiàn)在主流的電機控制方式有哪些？新課程內(nèi)容（55分鐘）.開關磁阻電機控制系統(tǒng)開關破阻電機控制系統(tǒng)（SwitchedReluctanceMotorDriveSystem,簡稱SRD）主要由四部分組成；開關磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器，如圖1-4-1所示。開關磁阻電機是SRD系統(tǒng)中實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件，也是SRD系統(tǒng)區(qū)別于其他電動機驅(qū)動系統(tǒng)的主要標志。其定、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成，且定子、轉(zhuǎn)子極數(shù)不同。定子上裝有簡單的集中繞組，轉(zhuǎn)子只由疊片構成，沒有燒組和永磁體。功率變換器向SR電機提供運轉(zhuǎn)所需的能量，由蓄電池或交流電整流后得到的直流電供電。控制器是系統(tǒng)的中樞。它綜合處理速度指令、速度反饋信號及電流傳感器、位置傳感器的反饋信息，控制功率變換器中主開關器件的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對SR電機運行狀態(tài)的控制。位置傳感器是SRD不可缺少的一部分，由它提供控制器轉(zhuǎn)子位置信息，保證在合適的時刻接通或斷開。.開關磁阻電機控制系統(tǒng)的優(yōu)點（1）開關磁阻電機結(jié)構簡單、成本低、適合于高速運行開關磁阻電機的結(jié)構比其他電機都要簡單，其突出的優(yōu)點是轉(zhuǎn)子上沒有繞組，可以用于超高速運轉(zhuǎn)（10000r/min以上）。定子只有幾個集中繞組，制造簡單，絕緣容易，易于冷卻。

（2）電機各相獨立工作，系統(tǒng)可靠性高電機各相繞組和磁路相互獨立，各自在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，而不像其他電機必須在各相繞組和磁路共同作用下產(chǎn)生圓形磁場。在控制器結(jié)構方面，各相電路各自給一相繞組供電，互相獨立工作，還可以斷相運行并具有再生制動作用。因此開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)可靠性很高，適用于一些特殊場合，如航天領域、潛艇動力。（3）功率電路簡單可霧開關磁阻電機轉(zhuǎn)矩方向只與各相通電順序有關，而和燒組電流的方向無關。只要控制主開關器件的導通關斷角度，便可改變電動機的工作狀態(tài)，即只要控制各相在不同電感區(qū)域內(nèi)的瞬時電流，電路不會出現(xiàn)直通故障，可靠性高。（4）起動轉(zhuǎn)矩高，起動電流小從電源吸收較少的起動電流，能得到較大的起動轉(zhuǎn)矩是開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的一大特點。典型產(chǎn)品的數(shù)據(jù)是：起動電流為15%額定電流時獲得起動轉(zhuǎn)矩為100%的額定轉(zhuǎn)矩；起動電流為額定值的30%時，起動轉(zhuǎn)矩可達額定值的150%。非常適合需要重載起動和較長時間低速運行的機械，如電動車輛。（5）可控參數(shù)多，調(diào)速性能好開關磁阻電機的控制參數(shù)有開通角、關斷角、電壓等?？刂旗`活方便，可以根據(jù)對電機的運行要求和電機的情況，采用不同控制方法和參數(shù)值，既可以使之運行于最佳狀態(tài)（如最大出力、效率最高等），還可以實現(xiàn)各種不同要求的轉(zhuǎn)矩一速度特性曲線。（6）適用于頻繁起動、停車及正反轉(zhuǎn)運行開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)具有高起動轉(zhuǎn)矩、低起動電流的特點，在起動過程中電流沖擊小，電機發(fā)熱小，易于加減速。可控參數(shù)多使之能在制動運行同電動運行具有同樣優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩輸出能力。適用于頻繁起動、停車以及正反轉(zhuǎn)運行，次數(shù)可達1000次/h。（7）效率高，損耗小開關磁阻電機控制系統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)子上無繞組，沒有鋼損，可控參數(shù)多，靈活方便，易于在寬轉(zhuǎn)速范圍和不同負載下實現(xiàn)高效優(yōu)化控制，其系統(tǒng)效率在很寬范圍內(nèi)都在87%以上。3.開關磁甩電機的缺點以上各種優(yōu)點使開關磁阻電機控制系統(tǒng)在電動車運用上有很大的發(fā)展?jié)摿Α５捎陂_關磁陽電機為雙凸極結(jié)構，不可避免地存在轉(zhuǎn)矩脈動，噪聲是開關磁阻電機存在的最主要的缺點。1）由于是磁阻式電機，其能量轉(zhuǎn)換密度低于電磁式電動機2）轉(zhuǎn)矩脈動較大，通常開關磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動的典型值為15%上下。由轉(zhuǎn)矩脈動所導致的噪聲及諧振問題也較為突出。3）電機相數(shù)越多，所需功率器件越多。4）需要位置檢測，增加了系統(tǒng)的復雜性和成本，降低其可靠性。思考

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作業(yè)小結(jié)（XXX分鐘）思考

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作業(yè)開關破阻電機控制系統(tǒng)（SwitchedReluctanceMotorDriveSystem,簡稱SRD）主要由四部分組成；開關磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器后記學習通作業(yè)發(fā)布

后記授課時間新能源1801班班第7周星期四 2020年4月23日第5、6節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)開關磁阻電機的檢測實踐技能教學目標能正確將開關磁阻電機從車身上拆卸及安裝。能根據(jù)維修手冊將拆卸電機所需的其他部件進行拆卸。教學重點難點重點：掌握開關磁阻電機的檢測實踐技能難點：檢測方案的可行性推演教學方式講授/實訓/一體化教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）開關破阻電機控制系統(tǒng)主要由四部分組成；開關磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器新課程引入（10分鐘）開關磁阻電機的控制原理是什么？新課程內(nèi)容（55分鐘）開關磁阻電機工作原理電機可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機理粗略地分為兩大類；一類是由電磁作用原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；另一類是由磁阻變化原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在第一類電機中，運動是定、轉(zhuǎn)子兩個避場相互作用的結(jié)果。這種相互作用產(chǎn)生使兩個磁場趨于同向的電磁轉(zhuǎn)矩，這類似于兩個磁鐵的同極性相排斥，異極性相吸引的現(xiàn)象。目前，大都分電機都是遵循這一原理，例如一般的直流電機和感應電機。第二類電機，運動是由定、轉(zhuǎn)子間氣愿磁阻的變化產(chǎn)生的。當定子繞組通電時，產(chǎn)生一個單相磁場，其要遵循“磁阻最小原則”，即磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合。因此，當轉(zhuǎn)子軸線與定子磁極的軸線不重合時，便有磁阻力作用在轉(zhuǎn)子上并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使其趨向于磁阻最小的位置。即兩軸線重合位置，這類似于磁鐵吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的現(xiàn)象。開關磁阻電機就是屬于這一類型的電機。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到90°前切斷C相電源，轉(zhuǎn)子在90°的狀態(tài)與前面0°開始時一樣，重復前而過程，接通A相電源，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這樣不停地重復下去，轉(zhuǎn)子就會不停地旋轉(zhuǎn)。這就是開關磁阻電機的工作原理。1.4.4功率變換器功率變換器是開關磁阻電機的電壓接口、通過開關品體管向線圈供電，三個開關晶體管旁邊并聯(lián)的二極管是用來續(xù)流的。續(xù)流二極管由于在電路中起到續(xù)流的作用而得名。續(xù)流二極管經(jīng)常與儲能元件一起使用，防止電壓電流突變，提供通路。電感可以經(jīng)過它給負載提供持續(xù)的電流，以免負載電流突變，起到平滑電流的作用。在開關電源中，一般都有一個由二極管和電阻率聯(lián)起來構成的續(xù)流電路。當開關管關斷時，續(xù)流電路可以釋放掉變壓器線圈中儲存的能量、防止感應電壓過高，擊穿開美管。該系統(tǒng)所采用的是不對稱半橋型三相開關磁阻電機功率變換器主電路。由于每相繞組有兩個主開關管，故美斷時可以采用同時美斷兩個主開美管的能量回饋方式，或者采用僅

美斷一個主開關管的無能量回饋方式，進而使控制方式更加靈活這種不對稱半橋型電路具有如下的特點；1）各主開關管的電壓定額為U..2）由于主開關管的屯壓定額與電動機燒組的電壓定額近似相等，所以這種線路用足了主開關管的額定電壓，有效的全部電源電壓可用來控制相繞組電流3）由于每相澆組接至各自的不對稱半橋，在電路上，相與相之間是完全獨立的，放這種結(jié)構對繞組相數(shù)沒有任何限制。4）每相需要兩個主開關管。除了電動機繞組與每相開關串聯(lián)，不存在上、下橋臂直通的故障隱患之外，很像感應電機PWM逆變器電路。綜合考慮各種功率變換器的優(yōu)缺點及使用場合，選擇不對稱半橋型功率變換主電路作為主供電電路，保證各相相互獨立、控制靈活、系統(tǒng)容錯性好，是開關磁阻電機控制系統(tǒng)中理想的功率變換器。開關磁阻電機在電動車上的應用開關磁阻電機由于其運行過程中的振動與噪聲問題尚未得到良好解決，所以只是應用在部分電動大客車與少數(shù)混合動力汽車上開關磁阻電機相數(shù)與結(jié)構1）為了避免單邊磁拉力，徑向必須對稱，所以雙凸極的定子和轉(zhuǎn)子凸極數(shù)應為偶數(shù)。2）定子和轉(zhuǎn)子的凸極數(shù)不相等，但應盡量接近。3）相數(shù)與轉(zhuǎn)矩、性能的關系：相數(shù)越大，轉(zhuǎn)矩脈動越小，但成本越高，故常用三相、四相，還有些機構在研究兩相、單相開關磁阻電機。但低于三相的開關磁阻電機沒有自起動能力，需要額外加裝起動裝置。小結(jié)（10分鐘）電機可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機理粗略地分為兩大類；一類是由電磁作用原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；另一類是由磁阻變化原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。開關磁阻電機相數(shù)與結(jié)構開關磁阻電機在電動車上的應用思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801班班第8周星期一 2020年4月27日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)開關磁阻電機的檢測任務實施教能根據(jù)維修手冊將拆卸電機所需的其他部件進行拆卸。

學能正確對高壓部件進行安全防護拆裝。目標教學重點：掌握開關磁阻電機的檢測任務實施方法重點難點：實施任務的安全規(guī)范難點教學講授方式教具學習通復習（5分鐘）電機可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機理粗略地分為兩大類；一類是由電磁作用原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；另一類是由磁阻變化原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。新課程引入（10分鐘）如何判斷電機的工作狀態(tài)。新課程內(nèi)容（55分鐘）開關磁阻電機常見故障現(xiàn)象與檢測I.電機溫升過高或冒煙這種故障是電機過熱的表現(xiàn)，其原因較多，既有電機外部的因素（如電源供電不穩(wěn)、負載過大、環(huán)境溫度過高、散熱不良等），也有電機自身的原因。電機自身常見故障原因：1）定子繞組匝間或相間短路，使電流增大，銅損增加。2）定子、轉(zhuǎn)子相擦，軸承可能有松動等。3）電機表面污垢，散熱管道堵塞等。2.軸承過熱教當電機滾動軸承溫度超過95℃，滑動軸承溫度超過80℃，就是軸承過熱。學其原因主要為：內(nèi)1）軸承損壞應更換。容2）軸承與端蓋配合過緊或過松。和3）轉(zhuǎn)子軸彎曲。步3.噪聲異常驟1）當定子、轉(zhuǎn)子相擦時，會產(chǎn)生刺耳的“嘛嘛”碰擦聲。應檢查軸承，損壞需更新。2）電機斷相運行，吼聲較大?？申P閉點火開關后重新起動，看是否能正常起動，如果不能起動，則可能有一相斷路。3）定子、轉(zhuǎn)子鐵心松動。.振動過大轉(zhuǎn)子軸彎曲或軸承松動，應更換轉(zhuǎn)子軸或軸承。.定子繞組檢測使用電橋測試儀對開關磁阻電機每相繞組進行電阻檢測，如圖1-4-18所示。每相繞組電阻應接近，若有不同則說明繞組損壞。小結(jié)（10分鐘）開關磁阻電機常見故障現(xiàn)象與檢測I.電機溫升過高或冒煙.軸承過熱.噪聲異常.振動過大

5.定子繞組檢測思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801班班第8周星期三 2020年4月29日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)電機控制器拆裝理論知識1教學目標能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。教學重點難點重點：了解電機控制器的基本控制原理難點：電機控制器的拆解方法教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）開關磁阻電機常見故障現(xiàn)象與檢測新課程引入（10分鐘）純電動汽車的三大核心部件是什么？新課程內(nèi)容（55分鐘）2.1.1電機控制器概述整車控制器（VCU）根據(jù)駕駛?cè)艘鈭D發(fā)出各種指令，電機控制器響應并反饋，實時調(diào)整驅(qū)動電機輸出，以實現(xiàn)整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收及駐坡等功能。電機控制器在車上的位置如圖2-1-1所示。圖2-1-1電機控制器在車上的位置電機控制器另一個重要功能是通信和保護，實時進行狀態(tài)和故障檢測，保護驅(qū)動電機系統(tǒng)和整車安全可靠地運行，整個驅(qū)動電機系統(tǒng)連接關系如圖2-1-2所示。圖2-1-2驅(qū)動電機系統(tǒng)連接示意圖電機控制器接收來自動力電池的高壓直流電，根據(jù)VCU（整車控制器）發(fā)送來的駕駛?cè)笋{駛意圖，在當前電機運轉(zhuǎn)狀況的基礎上，逆變出一定頻率和幅值的高壓三相交流電驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。電機的定子溫度和轉(zhuǎn)子位置信號通過低壓信號線傳輸給電機控制器，供其

了解當前電機的工作狀態(tài)。電機控制器內(nèi)有冷卻水道，用于冷卻驅(qū)動板。北汽EV160的電機控制器有大洋和大郡兩種，功能和主要參數(shù)基本一致，這兩種不同的電機控制器需要分別匹配各自的電機才能正常工作，電機控制器外形如圖2-1-3所示。電機控制器的基本參數(shù)如圖2-1-4所示。2.1.2電機控制器的結(jié)構組成電機控制器內(nèi)部很多電路板件和組件層層疊加，主要由IGBT模塊組件（在驅(qū)動板上）、屏蔽板組件、控制板組件、傳感器支架組件、三相插接件和直流插接件等組成，如圖2-1-5所示。圖2-1-5電機控制器組成控制板在最上層，安裝在屏蔽板上，下層是IGBT模塊及驅(qū)動板，如圖2-1-6所示。圖2-1-6電機控制器電路板驅(qū)動板下方有散熱片，最下層是冷卻水道，冷卻液流過散熱片進行散熱，如圖2-1-7所示。高壓直流插接件與來自高壓盒的高壓直流母線相連接。UVW高壓插接件與電機控制器的三相高壓線連接。電機控制器低壓插接件與驅(qū)動電機連接以接收電機工作狀態(tài)信息，還與整車控制器連接，接收整車控制器的驅(qū)動控制信號并把電機工作狀態(tài)傳送給整車控制器，如圖2-1-8所示?？刂瓢迳鲜侨蹼婋娐罚糜诤推渌考ハ嗤ㄐ牛邮崭黝悅鞲衅餍畔?，經(jīng)過計算來控制IGBT模塊輸出相應的UVW三相電，從而控制驅(qū)動電機按指令運轉(zhuǎn)。為了減小下部的驅(qū)動板工作時高頻高壓的開閉產(chǎn)生的電磁干擾，控制板通過4個螺栓安裝在屏蔽板上。控制板上有兩根低壓線束，一根用來將電機旋變信號、溫度信號及電機開蓋信號送給控制板，并使控制板與整車控制器通信，另一根低壓線束連接下部的驅(qū)動板，用來控制驅(qū)動板工作。控制板上有控制板主芯片、旋變信號解碼芯片和電機控制芯片，如圖2-1-9所示。驅(qū)動板上含有6個IGBT的集成模塊，用于產(chǎn)生三相交流電，驅(qū)動板上有一根與控制板連接的低壓線束用來接收控制板的控制信號，同時將驅(qū)動板的工作狀態(tài)信息傳遞給控制板。1GBT模塊及驅(qū)動板是強電電路，其作用是在控制板的控制下，將高壓盒傳輸過來的高壓直流電逆變成UVW三相交流電，輸出給驅(qū)動電機，使其按指令運轉(zhuǎn)，如圖2-1-10所示。水道的作用是通過冷卻液的流動給IGBT模塊及驅(qū)動板冷卻散熱，電動水泵驅(qū)動冷卻液在電機、電機控制器與散熱器之間循環(huán)流動，如圖2-1-11所示。小結(jié)（10分鐘）整車控制器（VCU）根據(jù)駕駛?cè)艘鈭D發(fā)出各種指令，電機控制器響應并反饋，實時調(diào)整驅(qū)動電機輸出，以實現(xiàn)整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收及駐坡等功能。思考學習通作業(yè)發(fā)布題或作業(yè)后記

后記授課新能源1801班班第8周星期四 2020年4月30日第5、6節(jié)時間班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課電機控制器拆裝理論知識2章節(jié)教能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。學能正確將開關磁阻電機從車身上拆卸及安裝。目標教學重點：掌握電機控制器檢修方法重點難點：逆變電路的工作原理難點教學講授方式教具學習通復習（5分鐘）整車控制器（VCU）根據(jù)駕駛?cè)艘鈭D發(fā)出各種指令，電機控制器響應并反饋，實時調(diào)整驅(qū)動電機輸出，以實現(xiàn)整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收及駐坡等功能。新課程引入（10分鐘）電機控制器的控制機理！新課程內(nèi)容（55分鐘）2.1.3電機控制器工作原理控制板對所有的輸入信號進行處理，并將驅(qū)動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息通過CAN網(wǎng)絡發(fā)送給整車控制器。驅(qū)動電機控制器內(nèi)含故障診斷電路，當診斷出異常時，它將會激活一個故障碼，發(fā)送給整車控制器，同時也會存儲該故障碼和數(shù)據(jù)。教以下傳感器來為電機控制器提供驅(qū)動電機系統(tǒng)的工作信息：學電流傳感器：用以監(jiān)測電機工作的實際電流（包括母線電流、三相交流電流） 如內(nèi)圖2-1-12所示。容電壓傳感器：用以監(jiān)測供給電機控制器工作的實際電壓（包括動力電池電壓、12V蓄電和池電壓）步溫度傳感器：用以監(jiān)測電機控制系統(tǒng)的工作溫度（包括IGBT模塊溫度、電機控制器板驟載溫度）在驅(qū)動電機系統(tǒng)中，驅(qū)動電機的輸出動作主要是靠電機控制器給定命令執(zhí)行，即控制器輸出命令。電機控制器主要是將輸入的直流電逆變成幅值、頻率可調(diào)的三相交流電，驅(qū)動配套的三相永磁同步電機工作。電機控制器的主要功能：與整車控制器通信、監(jiān)測直流母線電流、控制IGBT模塊、監(jiān)控高壓線束連接情況、反饋IGBT模塊溫度、旋變傳感器勵磁供電、旋變信號分析、信息反饋。以上主要功能是由控制板和接口電路來完成的，如圖2-1-13所示。1.IGBT主要功能電力電子電路的基本形式如下：交流一直流變換（AC/DC變換）：整流

直流一交流變換（DC/AC變換）：逆變直流一直流變換（DC/DC變換）：斬波交流一交流變換（AC/AC變換）：變頻1GBT是一種功率開關電力電子元器件，功率開關器件主要有三種，分別是不可控器件——二極管、半控型器件-一品閘管、全控型器件一一如1GBT。1GBT模塊如圖2-1-14所示。EV160驅(qū)動電機控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器。驅(qū)動電機系統(tǒng)的控制中心，又稱智能功率模塊，是以IGBT（絕緣柵雙極型品體管）模塊核心的，輔以驅(qū)動集成電路、主控集成電路來完成逆變工作。將直流電轉(zhuǎn)換成可控的交流電的過程就稱為逆變。1GBT驅(qū)動板的功能：信號反饋給電機控制器控制主板、檢測直流母線電壓、直流轉(zhuǎn)換交流及變頻、監(jiān)測相電流的大小、監(jiān)測IGBT模塊溫度、三相整流。IGBT模塊共有6個IGBT,分別為V、V.、V、V.、V、丫。每個"81工作過程就像一個品體管，但它可以開關很大的電壓和電流。圖2-1-15中，此時V，導通，來自U，的電壓通過V，來到U端，V。同時導通，使得電流從W端經(jīng)過V回到U_端，通過不斷的輪流切換6個IGBT可以在UVW3個端子間產(chǎn)生可控的交流電。1GBT模塊的工作原理如圖2-1-15所示。當U、V、川三相在初始位置時，U相電壓位于零點，沒有電壓，W相電壓位于較正電位的高位，V相電壓位于負電位的低位，W相與V相電壓之「防較大電位差。此時，第三組IGBT模塊的第一個IGBT導通，來自高壓直流的正極的電流從W相線圈流入，第二組IGBT模塊的第二個IGBT導通，電流從V相線圈流出回到高壓直流的負極，V相和W相線圈產(chǎn)生相應的磁場，如圖2-1-16所示。當V相位于零電位時，U相電壓為正，U相電壓位于較正電位的高位，W相電壓位于負電位的低位，W相與U相電壓之間有較大電位差。此時，第一組IGBT模塊的第一個IGBT導通，來自高壓直流的正極的電流從U相線圈流入，第三組IGBT模塊的第二個IG-BT導通，電流從W相線圈流出回到高壓直流的負極，U相和W相線圈產(chǎn)生相應的磁場，如圖2-1-17和圖2-1-18所示。小結(jié)（10分鐘）思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課新能源1801班班第9周星期一 2020年5月4日第1、2節(jié)時間班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課電機控制器拆裝理論知識3章節(jié)教學目標能根據(jù)維修手冊將拆卸電機所需的其他部件進行拆卸。能正確對高壓部件進行安全防護拆裝。教學重點難點教學方式教具重點：掌握電機控制器各部件的工作原理難點：波形電路的解讀講授學習通復習（5分鐘）新課程引入（10分鐘）新課程內(nèi)容（55分鐘）.超級電容和放電電阻的功能超級電容：接通高壓電路時給電容充電，在電機工作時保持電壓的穩(wěn)定。放電電阻：斷開高壓電路時，通過電阻給高壓電容放電，如圖2-1-19所示。放電電路故障時，會報放電超時導致高壓斷電故障。在電機控制工作時，放電電阻會一直消耗電能。放電電路如圖2-1-20所示。.電機控制器工作條件教學內(nèi)容和步驟4.高壓電源輸入正常（絕緣性能大于20M0）。放電電路低壓12V電源供電正常（電壓范圍9?16V）。與整車控制器通信正常。電容放電正常。C元剛1200:0旋變傳感器信號正常。三相交流輸出電路正常。電機及電機控制器溫度正常。圖2-1-20放電電阻放電電開蓋保持開關信號正常。電機控制器驅(qū)動模式整車控制器根據(jù)車輛運行的不同情況，包括車速、檔位、電池SOC（電量）值，來決定電機輸出轉(zhuǎn)矩/功率。當電機控制器從整車控制器處得到轉(zhuǎn)矩輸出命令時，將動力電池提供的直流電轉(zhuǎn)化成三相正弦交流電，驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩，通過機械傳輸來驅(qū)動車輛。電機控制器驅(qū)動模式如圖2-1-21所示。5、電機控制器發(fā)電模式當車輛在滑行或制動的時候，電機控制器從整車控制器得到發(fā)電命令后，電機控制器將電機處于發(fā)電狀態(tài)。此時電機會將車子動能轉(zhuǎn)化成電能。然后，三相正弦交流電通過電機控制器轉(zhuǎn)化為直流電，存儲到電池中。電機控制器發(fā)電模式如圖2-1-22所示。6、電機控制器低壓插件低壓插件是電機控制器對外通信的通道，為35針插件，如圖2-1-23所示。7.高壓動力線束插件動力電池的直流電通過高壓盒提供給驅(qū)動電機控制器，在電機控制器上布置2個安菲諾高壓連接插座。電機控制器提供三相交流電到驅(qū)動電機，主要依靠規(guī)格35mm'的三根電纜及高壓插接器，除大洋的驅(qū)動電機在30DB上采用安菲諾獨立插頭外，其余的都是LS整體式插頭，上述高壓插接器均具備防錯差功能。電機控制器高壓連接插頭如圖2-1-24所示。小結(jié)（10分鐘）思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801班班第9周 星期三 2020年5月6日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)電機控制器拆裝實踐技能教學目標.能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。.能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。教學重點難點重點：掌握電機控制器拆裝的技能要求難點：拆裝方案的制定教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）超級電容的工作特點新課程引入（10分鐘）電能在驅(qū)動電機中的轉(zhuǎn)變。新課程內(nèi)容（55分鐘）1.4交流整流交流整流分為半波整流、全波整流和橋式整流。1.半波整流圖2-1-25是一種最簡單的整流電路，它由電壓變壓器、整流二極管VD和負載電阻R組成。變壓器才把市電電壓變換為所需要的交變電壓E,VD再把交流電變換成脈動直流電。如圖2-1-26所示，變壓器二次電壓E：是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓。在0?m時間內(nèi)，E:為正半周，即變壓器上端為正，下端為負。此時，二極管承受正向電壓而導通，E:通過它加在負載電阻R。上。在m?2m時間內(nèi)，E：為負半周，變壓器二次側(cè)下端為正，上端為負。此時，VD承受反向電壓，不導通，R,上無電壓。在2m?3m時間內(nèi)，重復0-m時間的過程，這樣反復下去。交流電的負半周就被“削”掉了，只有正半周通過R,在R。上獲得一個單一右向（上正下負）的電壓，從而達到整流的目的，但是通過R。的電流大小隨時間而變化，通常稱真為脈動直流。這種除去下半周的整流方法稱為半波整流。半波整流是以“犧牲”一半交流電為代價而換取整流效果的，電流利用率很低。因此，常用在高電壓、小電流的場合，在一般無線電裝置中很少采用。.全波整流把半波整流電流的結(jié)構作些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路，如圖2-1-27所示。全波整流可看作是由兩個半波整流電路組合而成。變壓器二次繞組中間需要引出一個抽頭，把二次繞組分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓E。、Ea，構成E、VD、R。與Es、VD.、R，兩個通電回路。在0—互時間內(nèi)，E，對VD為正向電壓，VD導通，在R,上得到上正下負的電壓；去對VD.為反向電壓，VD.不導通。在m-2m時間內(nèi)，Ey.對VD為正向電壓，VD.導通，在R。上得到的仍然是上正下負的電壓；E.對VD，為反向電壓，VD，不導通。在2m?3m時間內(nèi)，重復0~m時間內(nèi)的過程，如此反復下去，如圖2-1-28所示。全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負半周，從而大大提高了整流效率。但全波整流變壓器需要有一個兩端對稱的二次中心抽頭，這給制作上帶來很多麻煩，而且這種電路每只整流二極管承受的最大反向電壓是變壓器二次電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。.橋式整流橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路只要增加兩只二極管連接成“橋”式結(jié)構，便具有全波整流電路的優(yōu)點，同時在一定程度上克服了它的缺點，其結(jié)構如圖2-1-29所示。橋式整流電路的原理為：E.為正半周時，對VD、VD施加正向電壓，VD、VD導通；對VD、VD.施加反向電壓，VD、VD.截止。電路中構成E、VD、Ra、VD，通電回路，在R。上形成上正下負的半波整流電壓，橋式整流正半周電流流向如圖2-1-30所示。E.為負半周時，對VD.、VD.施加正向電壓，VD.、VD導通，對VD、VD施加反向電壓，VD、VD截止。電路中構成E.、VD.、Ra、VD，通電回路，同樣在R。上形成上正下負的另外半波的整流電壓。橋式整流負半周電流流向如圖2-1-31所示。如此反復下去，在R,上便得到全波整流電壓，其波形圖和全波整流波形圖一樣，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器二次電壓的最大值，比全波整流電路小一半。小結(jié)（10分鐘）思考題或?qū)W習通作業(yè)發(fā)布作業(yè)后記

授課新能源1801班班第9周星期四2020年5月7日第5、6節(jié)時間班第2周星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)電機控制器拆裝任務實施教學目標能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。能正確將電機控制器進行拆解。教學重點難點重點：掌握電機控制器拆裝任務實施方法難點：安全拆裝高壓部件的方法教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）新課程引入（10分鐘）新課程內(nèi)容（55分鐘）2.1.5EV160電機控制器拆裝當電機控制器出現(xiàn)故障，建議檢修時先確認插件是否連接到位，是否有退針現(xiàn)象。若通過診斷儀確認電機控制器存在故障，需將驅(qū)動電機從車身上拆下檢測維修或更換。安全注意事項：拆卸電機控制器之前必須嚴格按照規(guī)范進行下電操作，因為拆卸電機控制器需要斷開電機與電機控制器之間的高壓線束，要注意高壓安全防護。為確保安全，最好由兩人共同完成電機控制器的拆裝。EV160電機控制器拆裝過程如下：1）拆下電機控制器上蓋緊固螺栓。2）拔下控制板上連接低壓線束的插頭3）拔下控制板上連接驅(qū)動板的線束插頭4）拔下電流傳感器線束插頭5）拆下屏蔽板4個固定螺栓。6）取下控制板和屏蔽板。7）拆下安規(guī)電容。8）拆下高壓電容。9） 拆下低壓線束插座10）拆下U、Y、川三相匯跡排。11）拆下散熱底座、1GBT模塊及驅(qū)動板。12）涂抹密封膠、安裝散熱底座、IGBT模塊及驅(qū)動板13）安裝U、V、W三相匯流排。14）安裝低壓線束插座。15）安裝高壓電容。16）安裝安規(guī)電容。17）安裝控制板和屏蔽板。18）安裝控制板上連接低壓線束的插頭，安裝連接驅(qū)動板的線束插頭，安裝電流傳感器線束

插頭。19）安裝電機控制器上蓋。以上為EV160電機控制器拆裝過程。小結(jié)（10分鐘）思考題或作業(yè)學習通作業(yè)發(fā)布后記授課時間新能源1801班班第10周星期一 2020年5月11日第1、2節(jié)班第2周 星期三 2020年2月17日第3、4節(jié)授課章節(jié)電機及控制器的冷卻系統(tǒng)檢測教學目標能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。教學重點難點重點：能根據(jù)故障現(xiàn)象選擇合適的維修手冊。難點：冷卻水泵的檢修方法教學方式講授教具學習通教學內(nèi)容和步驟復習（5分鐘）新課程引入（10分鐘）新課程內(nèi)容（55分鐘）221電機及控制器冷卻系統(tǒng)概述驅(qū)動電機與電機控制器在工作中會產(chǎn)生一部分熱.天氣炎熱時需要對其進行強制散熱，電動汽車一般采用的方法是水冷，即在電機控制器與驅(qū)動電機之中布置冷卻水道，由電動水泵驅(qū)動冷卻液使之循環(huán)將熱量帶到散熱器進行散熱，該冷卻系統(tǒng)的狀態(tài)形式與傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)類似，如圖2-2-1所示，該冷卻系統(tǒng)中還包括膨脹水箱。2.22北汽EV160純電動汽車電機及控制器冷卻系統(tǒng)介紹北汽EV160純電動汽車冷卻系統(tǒng)的作用是對驅(qū)動電機及電機控制器進行冷卻。冷卻系統(tǒng)由電動水泵、電機控制器、驅(qū)動電機、散熱器、冷卻風扇、膨脹水箱和水管等組成，如圖2-2-3?圖2-2-6所示如圖2-2-2所示，膨脹水箱連接管與膨脹水箱底部相連，這個水管與膨脹水箱上部相連。膨脹水箱的作用是調(diào)節(jié)散熱器內(nèi)部壓力以及補充散熱器液位。電動水泵安裝在車輛前部右下方，將散熱器內(nèi)部的冷卻液加壓后送到電機控制器冷卻水套中，冷卻液對電機控制器進行冷卻后再流向驅(qū)動電機冷卻水套，對電機進行冷卻，冷卻液最后從電機出水口流向散熱器上部，北汽EV160純電動汽車電動水泵結(jié)構水泵蓋（進水口與出水口）由六個螺栓與水泵體緊固連接，如圖2-2-7所示。電動水泵由電機帶動水泵轉(zhuǎn)子，依靠離心力吸入冷卻液，再將其加速甩出，去往電機控制器與驅(qū)動電機，如圖2-2-8所示。水泵轉(zhuǎn)子與電機轉(zhuǎn)子做成一體，水泵轉(zhuǎn)子上帶有永磁體。電機轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙由塑料罩蓋隔離開，所以水泵轉(zhuǎn)子處的冷卻液無法進入到電機定子線圈，如圖2-2-9所示。北汽EV160純電動汽車電動水泵的電機結(jié)構為直流無刷式，通過塑料罩蓋將轉(zhuǎn)子與定子隔離，轉(zhuǎn)子套在塑料罩蓋上的金屬軸上，如圖2-2-10所示。2.2.4北汽EV160純電動汽車電機及控制器冷卻系統(tǒng)控制策略.水泵控制當起動車輛時，電動水泵開始工作（即儀表顯示READY）。.電機溫度控制當控制器監(jiān)測到驅(qū)動電機溫度在45~50℃之間時，冷卻風扇低速起動。當溫度大于50℃時，冷卻風扇高速起動。溫度降至40℃時冷卻風扇停止工作。溫度在120~140℃之間時，降功率運行。溫度大于140c時，降功率至0，即停機。.電機控制器溫度控制當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度大于75℃時，冷卻風扇低速起動。當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度大于80℃時，冷卻風扇高速起動。當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度降至75℃時，冷卻風扇停止工作。當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度大于85℃時，超溫保護，即停機。當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度在75~85℃時，降功率運行。拓展閱讀DC50B型新能源汽車電動水泵該電動水泵取消了電機與水泵葉輪之間的機械連接，徹底解決了汽車水泵水封漏水向題，該水泵分為12V系統(tǒng)和24V系統(tǒng)，可以兼容目前車用主流電源系統(tǒng)。在電路設計方面，采用三相全橋驅(qū)動，采用的主控芯片在12V系統(tǒng)時無需額外驅(qū)動芯片，可以直接驅(qū)動MOS管，減少了元件數(shù)量和控制器體積。在控制方式上，采用了無傳感器換向和正弦波驅(qū)動的方式，提高了系統(tǒng)的可靠性同時減小了電機噪聲，同時具有PWM和LIN總線通信接口，如圖2-2-11所示?？梢酝ㄟ^控制指令實時控制水泵輸出功率。在機械工藝方面，其采用了有效的散熱設計，保證了設計的緊湊性，達到減小體積、減輕重量、提高功率密度的目標。真正實現(xiàn)了體積小、重量輕、效率高、智能化的特點，可以滿足電動汽車的控制器、驅(qū)動電機散熱和傳統(tǒng)汽車的輔助散熱需求。該電動水泵驅(qū)動電路如圖2-2-12所示，由六個MOS管產(chǎn)生PWM