汽车电工电子技术基础 课件 学习领域五：学习任务四 驱动电机认识与检测

学习领域五驱动电机认识及控制电路检测

电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件，决定了汽车行驶的主要性能指标。相比于传统汽车，电机可以在较大的速度范围内高效产生转矩，因此新能源汽车不需要变速器，传动机构更简单，噪音低。本次学习任务通过搭建电路，检测三相电机的电源电压波形，探究三相电源与电机转速关系、转速与转速脉冲信号关系，学习其基本驱动原理。1.能讲述新能源汽车的驱动电机类型。2.能讲述三相永磁同步电机的基本结构及工作原理。3.能讲述三相电机的转速控制原理及工作过程。4.能讲述三相永磁同步电机在新能源汽车上的应用。知识目标素养目标技能目标1.能检测三线电机驱动电源的特点。2.能判断三相电源与电机转速的关系。3.能判断电机转速与转速脉冲信号的关系。1.规范实训7S管理，养成良好的新能源汽车维修职业素养；2.培养自主学习、团队合作能力；3.崇尚劳动，形成敢创新，敢挑战，爱岗敬业的职业精神。

新能源汽车行驶过程中发现故障，进场进行检查后发现三相电机出现了故障，现需要对三相电机进行故障检测，请你根据专业技术标准完成三相电机驱动电源检测，三相电机转速检测。知识链接科学技术是第一生产力——邓小平新能源汽车应用驱动电机的种类01知识点

电机是新能源汽车的核心部件，主要有直流电动机、三相感应电动机、开关磁阻电动机等。

直流电动机（图5-4-1）的主要优点是控制简单而且技术成熟，但因为直流电动机发热严重、机械磨损大等问题难以解决，目前新能源汽车已基本不采用直流电动机。图5-4-1直流电机的构造

三相感应电动机（图5-4-2）是现今应用最广泛的电动机，能够实现制动能量回收的功能，而且具有以下优点：效率较高、质量轻、价格便宜和维修方便等。图5-4-2三相感应电动机的基本结构

开关磁阻电动机是一种较新型的电动机，具有很多明显的特点，如：结构比较简单和效率高，满足新能源汽车动力性的要求。

电机及其控制系统决定了汽车行驶的主要性能指标。相比于传统汽车，电机可以在较大的速度范围内高效产生转矩，所以新能源汽车不需要变速器，传动机构更简单，噪音低。新能源汽车一般采用电子助力转向装置，该装置的动力源是直流电机。根据驾驶员的驾驶意图，并且收集转向、车速、扭矩等信息，由控制模块完成直流电机的转向控制和转速控制，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。三相永磁同步电机的结构02知识点

三相永磁同步电机是三相感应电动机的一种，永磁同步电机的内部壳体上间隔绕制六匝线圈，对角的两匝线圈为一组，共三组，而且这三组线圈相互错开120°排列，如图5-4-3所示。图5-4-3三相永磁同步电机定子结构结图

永磁同步电机上的转子使用永久磁铁，如图5-4-4所示，具有转子运动惯量小、运行效率高、功率密度高的优点。永磁同步电机上面没有滑环和电刷，由此电机的工作避免了滑环和电刷磨损造成的故障。但是由于电机的转子使用永磁材料制成，电机在长时间的运作后由于高温、震动的条件下磁力会发生热衰退的现象。图5-4-4三相永磁同步电机转子结构

三相永磁同步电机的工作原理03知识点

永磁同步电机其中一组线圈通电时，同一组且对角的两匝线圈会产生相异的磁极，吸引着转子朝磁极转动。当给三组线圈依次排列进行通电时，就定子内部就会产生不断旋转的磁场，如图5-4-5所示。因此，在磁场力矩的作用下，转子会跟随磁场的变化而转动。

图5-4-5旋转磁场的产生

实际的应用上，转子并不是只有一根磁铁，而是多根磁铁嵌入在定子上，转子的外壁就形成了等距离间隔的S极和N极，如图5-4-6所示。此时，三组线圈在三相交流电的通电下，产生旋转的磁场，使得转子稳定地旋转起来。三相电机的转向控制原理04知识点

三相电机的转向控制原理

三相电机转子跟随定子产生的旋转磁场转动，通过改变三相线的通电顺序，改变旋转磁场的转动方向，从而实现间接控制转子转向。或者需要改变旋转磁场的方向时，只需将接入的三相线任意两相进行交换，旋转磁场就会向相反的方向旋转。任务实施工作计划天行健，君子以自强不息。——《周易·乾·象》1.制定工作计划步骤工作内容负责人1填写自评表全部人23452.列出需要的实训板、工具、耗材和器材清单序号名称型号与规格单位数量备注12345决

策业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈《进学解》各组派代表阐述工作计划01对他组工作计划提出自己不同看法02教师点评，提出指导性意见03决策选出较优工作计划04工作实施君子博学而日参省乎己，则知明而行无过矣——荀子《劝学》1.按照本组制定的计划开展工作（1）领取实训积木板及材料；（2）认识与检查实训积木板；（3）各组员分工合作完成工作任务。安全生产规范操作节约能源2.实训任务三相电机驱动实训。安全生产规范操作节约能源（1）领取实训积木板及材料可调锂电池模块三通道示波表及信号源三相电机驱动实训板

三相电机驱动实训（2)三相电机驱动电路及线路连接三相电机驱动电路线路连接图三相电机驱动实训三相电机驱动实训序号步骤操作方法及说明质量标准与记录1电路板基本检查检查电路板外观和电子元件□检查电路板外观无划伤、损坏□检查可调锂电池模块是否正常□检查实训电路板是否正常□检查示波器是否正常工作2识读电路图识读电路图□正反信号端子初始为

V高电平，当按下点动开关并且松手后，正反信号端子产生一个

（高/低）电平的脉冲信号。处理器根据此脉冲信号处理器改变

转动方向。□处理器根据可调电阻的

信号，控制变频器改变输出频率，从而实现变速。□电机转动过程中产生的脉冲信号，经过处理器内部的运算，控制LED数码管显示电机

。（3）具体实训流程三相电机驱动实训序号步骤操作方法及说明质量标准与记录3模块设备连接根据线路连接图连接各模块□锂电池正极连接三相电机实训板

端子，锂电池负极连接三相电机实训板

端子示波器通道1红表笔接三相电机实训板UCA端子示波器通道2红表笔接三相电机实训板UBC端子示波器通道3红表笔接三相电机实训板UAB端子黑表笔接三相电机实训板

端子□电路连接前，确认电源开关处于断开状态□接线无误后，检查导线安装是否牢靠。三相电机驱动实训序号步骤操作方法及说明质量标准与记录4三相电机驱动电源电压波形检测观察示波器中UCA端子、UBC端子和UAB端子电压的波形□检查电路连接无误后，接通电源和打开示波器电源；□使用示波器测量UCA端子UBC端子和UAB端子电压，绘制波形图；□由此实验可以得知，三相电机驱动电源的特点是

。三相电机驱动实训序号步骤操作方法及说明质量标准与记录5探究三相电源与电机转速的关系观察示波器中UCA端子、UBC端子和UAB端子的波形随转速的变化□转动可调电阻旋钮，控制电机转速，测量UCA端子UBC端子和UAB端子电压。由此实验可以得知，

。□按下正反按钮，使用示波器测量UCA端子UBC端子和UAB端子，转动可调电阻旋钮，控制电机转速，由此实验可以得知，

。三相电机驱动实训序号步骤操作方法及说明质量标准与记录6探究三相电机转速与转速脉冲信号的关系观察三相电机转速脉冲端子的波形变化□接通电源，使用示波器测量转速脉冲信号端子，转动可调电阻旋钮，控制电机转速。观察现象：由此实验可以得知，

。三相电机驱动实训序号步骤操作方法及说明质量标准与记录77S管理1.对使用的模块检查、清洁、归位；2.对工位进行清洁、整理；3.对使用的设备进行检查、清洁、归位。□检查使用的模块外观是否损坏、刮花；□清洁工位；□工具、设备清点归位。自评组间互评教师评价学而不思则罔，思而不学则殆。

——孔子《论语》评价反馈一、单选题1.新能源汽车应用的驱动电机为（）。A.直流电动机B.三相感应电动机C.开关磁阻电动机D.a、b、c都对2.永磁同步电机上的转子使用的是（）。A.永久磁铁B.线圈C.稀有金属D.a和b都对3.改变三相交流电源的（），可以控制电机的旋转速度。A.电压大小B.频率C.A与B都对D.A和B都不相关4.与直流电机相比，永磁同步电机少了（）部件。A.电刷B.定子C.转子5.三相同步电机的优点有（）。A.功率密度高B.转子运动惯量小C.没有热衰退D.a和b都对二、判