【習(xí)題】2-2 三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)與檢修

《新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修》習(xí)題（教師版）項(xiàng)目二新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)檢修任務(wù)二三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)與檢修一、填空題（2分/空，共36分）1.交流異步電機(jī)也稱交流感應(yīng)電機(jī)，由于其采用交流電，也稱三相異步電機(jī)。2.異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、工作可靠、免維護(hù)和效率高的優(yōu)點(diǎn)，是各類電機(jī)中應(yīng)用最廣、需求量最大的一種。3.按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來(lái)分，異步電機(jī)可分為籠型和繞線型。4.直接轉(zhuǎn)矩控制是將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩作為控制對(duì)象，通過(guò)控制定子磁場(chǎng)向量來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，不需要復(fù)雜準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型和矢量分解的坐標(biāo)變換。5.三相異步電機(jī)的種類很多，但各類三相異步電機(jī)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(dòng)機(jī)的固定部分，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，主要由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組等組成。7.定子鐵芯是電動(dòng)機(jī)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(jī)的電路部分，通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。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(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)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(yīng)用較為廣泛的異步電動(dòng)機(jī)是（C）。A.繞線型B.單相C.籠型D.三相2.三相異步電機(jī)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(chǎng)的轉(zhuǎn)速公式為ns=60fA.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速B.同步轉(zhuǎn)速C.磁極對(duì)數(shù)D.三相交流電頻率4.我國(guó)的電網(wǎng)頻率f為（B)。A.3B.50HzC.8D.105.在交流異步電機(jī)中，電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)，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(yīng)定律，閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里進(jìn)行切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（√）2.在發(fā)電過(guò)程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子受到與外力拖動(dòng)相反的電磁阻力矩，使轉(zhuǎn)子速度上升。（×）3.交流異步電機(jī)要進(jìn)入驅(qū)動(dòng)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(chǎng)。（√）4.當(dāng)定子繞組中的電流變化一個(gè)周期時(shí)，合成磁場(chǎng)也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)兩周。。（×）5.當(dāng)定子繞組通三相交流電后會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組受旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用而旋轉(zhuǎn)，它通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力從轉(zhuǎn)軸傳遞出來(lái)。（√）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(duì)應(yīng)的電機(jī)分別稱為籠型異步電機(jī)和線繞型異步電機(jī)。（√）四、簡(jiǎn)答題（4分/題，共20分）1.在三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，請(qǐng)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(dòng)機(jī)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(jī)中。（2）半開(kāi)口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機(jī)。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過(guò)絕緣處理后再放入槽內(nèi)。（3）開(kāi)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(jī)中。2.根據(jù)您對(duì)三相交流異步電的認(rèn)知，請(qǐng)簡(jiǎn)述三相交流異步電機(jī)的發(fā)電工作原理。參考答案：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里進(jìn)行切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在交流異步電機(jī)中，電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)，定子中的通入三相電流為激磁電流，提供磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子上繞組提供導(dǎo)體，當(dāng)通過(guò)外部機(jī)械力，比如汽車驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子軸，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)速高于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速，此時(shí)交流異步電機(jī)即為發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子此時(shí)切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子工作時(shí)相反，因而轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向也相反。在發(fā)電過(guò)程中，電機(jī)轉(zhuǎn)子受到與外力拖動(dòng)相反的電磁阻力矩，使轉(zhuǎn)子速度下降。3.您對(duì)三相交流異步電機(jī)了解嗎？請(qǐng)列舉出三相交流異步電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。參考答案：三相交流異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)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(shí)短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)制提高輸出扭矩，永磁同步電機(jī)的電驅(qū)動(dòng)汽車通常通過(guò)增加齒輪箱機(jī)構(gòu)來(lái)增加扭矩以提升速度。但是交流異步電機(jī)的缺點(diǎn)是電機(jī)由于單邊勵(lì)磁，啟動(dòng)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(wú)功勵(lì)磁電流，因此能耗比永磁同步電機(jī)大，功率因數(shù)滯后；重載驅(qū)動(dòng)時(shí)常出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，其控制技術(shù)要求高，制造成本高；功率密度相對(duì)低。目前，美國(guó)研制的電驅(qū)動(dòng)汽車多采用交流異步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。4.您知道什么是轉(zhuǎn)子繞組嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)子繞組的概念與特點(diǎn)。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(duì)應(yīng)的電機(jī)分別稱為籠型異步電機(jī)和線繞型異步電機(jī)?；\型轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯小槽中放入金屬導(dǎo)條，再在鐵芯兩端用導(dǎo)環(huán)將各導(dǎo)條連接起來(lái)，這樣任意一根導(dǎo)條與它對(duì)應(yīng)的導(dǎo)條通過(guò)兩端導(dǎo)環(huán)就構(gòu)成一個(gè)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。籠型轉(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(dǎo)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(guò)轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔接到轉(zhuǎn)軸的3個(gè)銅制集電環(huán)（又稱滑環(huán)）上，集電環(huán)隨轉(zhuǎn)軸儀器運(yùn)轉(zhuǎn)，集電環(huán)與固定不動(dòng)的電刷摩擦接觸，而電刷通過(guò)導(dǎo)線與變阻器連接，這樣轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的電流通過(guò)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(lái)改變繞組的電