4.第四章-交流电机

新能源汽车技术教师级培训二零一四年元月第四章汽车交流异步电机主讲：赵振宁2一、电机的简单分类第一节概述发电机和电动机可统称为电机。按电源和电机之间是否有换流装置（变频器）分为控制电机和非控制电机。非控制电机（没有变频器）按电流种类的不同，又分为交流电机和直流电机两大类。交流电机分为异步电机和同步电机两种。3二、两种汽车用电机1.异步电机异步电机（又称感应电机）的定子磁场转１周时，转子转不到１周，主要作为电动机应用。同步电机的定子磁场转１周时，转子也一定转１周，异步电机在工农业生产、科研以及生活中应用最广，其原因是它构造简单、价格低廉、工作可靠以及容易控制和维护等。2.永磁电机在电动汽车上，三相电机采用永磁体为电机转子提供磁场，称其为永磁电机。电机的三相供电采用变频器，变频器将直流电变换为三相正弦交流电为电机定子三相绕组供电，由于电机转子转速与变频器控制的频率同步，所以此类电机也被称为永磁同步直流无刷电机，永磁同步直流无刷电机在驱动汽车效率方面较异步电机高，但成本相对也高。第一节概述4第二节三相异步电机一、异步电机的构造5第二节三相异步电机一、异步电机的构造6第二节三相异步电机一、异步电机的构造7第二节三相异步电机一、异步电机的构造8第二节三相异步电机一、异步电机的构造9第三节旋转磁场的产生一、异步电机旋转磁场的产生10二、为什么会产生旋转磁场第三节旋转磁场的产生11第三节旋转磁场的产生二、为什么会产生旋转磁场12第三节旋转磁场的产生二、为什么会产生旋转磁场13三、异步电机的运转原理第三节旋转磁场的产生14四、转差率异步电机的转子转速ｎ２低于同步转速ｎ１，两者的差值Δｎ＝ｎ１－ｎ２，称为转差，转差就是转子与旋转磁场之间的相对转速。转差（ｎ１－ｎ２）与同步转速的比值称为异步电机的转差率，以ｓ表示，即转子尚未转动时，ｎ２＝０，即ｓ＝１；当转子转速等于同步转速时（实际上不可能达到，只能以它为极限），则ｎ２＝ｎ１，ｓ＝０，因此，转差率的变化范围是０～１，转子转速越高，转差率越小。异步电机在额定负载时对应的额定转差率一般为ｓＮ＝０.０１～０.０５。第三节旋转磁场的产生15第三节旋转磁场的产生16第四节电动汽车用异步电机一、电动汽车用异步电机的种类交流异步电机有两种类型：绕线转子异步电机和笼型异步电机。由于绕线转子异步电机成本高、维护量较大、缺乏坚固性，因而没有笼型异步电机应用广泛，或者说是在电动汽车的电力驱动中根本无法应用。笼型异步电机简称为异步电机。异步电机驱动除了具有无换向器电机驱动的共同优点外，还具有成本低、坚固等优点。这些优点超过了其控制复杂的缺点，推动了异步电机在电动汽车驱动中的广泛应用17二、电动汽车用异步电机的结构1.定子结构定子铁心采用更薄的硅钢片叠成，电机定子绕组的绝缘等级要高，电机的电压等级需合理地采用高电压和低电流的电机设计，以减少功率变频器的成本和体积。铸铝或铸铁机壳内部采用水套，制成水冷电机。采用铸铝机座来减小电机总质量，定子壳体密封要好，防止进水。异步电机的接线端子有星形和三角形两种，接线盒内无传统工业电机的壳体接地保护。电机壳体与车身间为等电位，即两者的金属导通，电机定子绕组和车身间采用绝缘检测。一旦出现三相定子和壳体间漏电时，仪表绝缘报警，同时电池上电继电器断开。电动汽车用异步电机的接线端子仅有Ｕ、Ｖ、Ｗ３个，不会有保护地线。第四节电动汽车用异步电机182.转子结构转子铁心也由薄硅钢片叠加而成，以减少铁损。由于电机转速较工业电机高，所以要求转子的动平衡度要高，同时轴承质量要好。第四节电动汽车用异步电机二、电动汽车用异步电机的结构