电动汽车维修——驱动电机解剖拆装

1、三相异步电动机的基本结构和工作原理

1.1三相异步电动机的基本结构和工作原理

三相交流异步电动机的构造

三相交流异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，此外，还有前、后端盖、轴承、风扇、底座及接线盒等其他附件。

工作原理

定子是用来产生旋转磁场的,在工作时是静止不动的。

转子是电机的旋转部分,切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电机旋转。转子由转子铁心和转子绕组组成。

转子绕组是自成闭合回路的短路线圈。转子绕组不需外接电源供电,其电流是由电磁感应作用而产生的，类似于变压器的次级绕组。它有两种结构形式:鼠笼形转子和绕线形转子。

交流异步电机可分为笼形异步电机和绕线式异步电机。

异步电动机与同步电动机的区别：所谓异步及同步是指电动机的转子转数与气隙中的旋转磁场的旋转方向及速度是否相同，相同即称为同步电动机反之就是异步电动机。

1.2三相交流异步电动机的工作原理

当电动机三相定子绕组（空间相位相差 120º），通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场（一对磁极），当电流经过一个周期变化时，旋转磁场也沿着相同方向旋转一个周期(在空间旋转的角度为360º)。

该旋转磁场在定子和转子之间的气隙中以与电流变化同步的转速n0旋转并切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组为闭合环路）, 根据电磁感应定律，载流的转子导体（因感应获得的电流）在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

三相交流电源及电路的概念：三相交流电源是具有三个频率相同，幅（度）值相等但相位（相对角度）互差120o的电动势的电源。用三相电源供电的电路就称为三相电路。当今的绝大多数电力系统采用三相电路来产生和传输大量的电能。

电流相序与电动机旋转方向的关系：改变流入三相绕组的电流相序，就能改变旋转磁场的旋转方向；改变了旋转磁场的旋转方向，也就改变了三相异步电动机的旋转方向。

2、三相异步电动机的特点和主要技术参数

2.1三相异步电动机的特点

交流异步电机成本较低且可靠性高,逆变器如果损坏造成短路事故时也不会产生反电动势而出现急制动的可能性。

与同样功率的直流电机相比较,效率较高,重量要轻。

由于振动等恶劣的工作环境,低转速状态下需要高转矩,并且要求在较宽的速度范围内具有恒输出功率特性。

电动机铭牌

2.2电机传感器

①霍尔轮速传感器的结构和工作原理

轮速传感器检测驱动电机转速，并将相关信号输送给控制器，控制器根据实际情况进行相应的自动控制，轮速传感器主要有磁电式轮速传感器和霍尔式轮速传感器。

霍尔轮速传感器的工作特点：

（1）输出信号电压幅值不受转速的影响；

（2）频率响应高；

（3）抗电磁波干扰能力强。

②电机编码器：电机编码器一般是用来测量电机转速和转动方向的一种传感器，编码器工作时会输出脉冲信号

二相编码器有A、B二条线，A、B相都为正弦波形经电路整形后转变为脉冲波信号输出,不过一般直接检测电平也可以。

正转时A信号超前B信号90o,反转时则A信号滞后B信号90o，

如下图所示为从电机输出轴（驱动端）方向看去，电机轴正转时编码器信号的序列.

2.3电机温度传感器

电机工作时会产生一定的温度，当温度过高时电机的绝缘性能会降低，甚至造成短路事故损坏电机，所以，电动汽车驱动电机一般都要通过温度传感器对电机的运行温度进行实时监控,电机控制器可以在不同状态下采用不同的控制策略来保护电机的正常运行。

温度传感器的种类很多,常用的有热敏电阻式、金属热电阻式、线绕电阻式、晶体管式等。

热敏电阻可分为正温度系数PTC型热敏电阻、负温度系数NTC型热敏电阻、临界温度型热敏电阻 CTR型热敏电阻和线性热敏电阻。

汽车大部分采用负温度系数NTC型的热敏电阻式温度传感器。

霍尔轮速传感器与温度传感器电路接口