新能源汽车电工电子与电力电子基础课件第3-4章.pptx

1、2n 能说出磁路的基本概念有哪些，分别用什么字母表示。n 能说出磁路欧姆定律的内容，并用电路欧姆定律做“相当于”的说明。n 能说出手调电焊机的工作原理。n 能说出汽车上的传感器哪些用到了变压器的原理。知识目标3n 能用示波器在电动汽车上检查汽车电机旋转变压器的好坏。n 能检查汽车旋转变压器式节气门体的好坏。n 能正确使用直流电流钳测量汽车起动机的起动电流。n 能正确使用直流电流钳测量汽车用电器全部关掉时锁车后的用电电流。技能目标4第一节第一节 概概 述述一、一、什么是电磁什么是电磁电与磁都是物质的基本运动形式，两者之间有着密切的联系，统称为电磁。在物理学中，大家学习过电流的磁场、磁场对电流的作

2、用力（即安培力）和电磁感应，这是讨论电磁关系的三个基本问题。本章将在物理学电磁知识的基础上，介绍磁化和简单磁路的概念，讲述变压器的基本结构和基本工作原理。5二、二、电和磁的关系电和磁的关系电磁感应有两种：）导线切割磁力线：这里也有两个原因，一是磁场，二是与磁场之间存在相对运动的直导线；只要这一相对运动是使直导线切割磁场的磁力线，那么，就会在直导线中感应出电动势；如果直导线是闭合回路的一部分，直导线就会向回路输出感应电流。）磁通变化引起感应电流：原因是闭合回路所包围的磁通量发生变化；结果是在闭合回路中产生感应电动势与感应电流。这一种电磁感应更有普遍意义第一节第一节 概概 述述6第二节第二节 磁磁

3、 导导 率率一、一、什么是磁动势什么是磁动势实验证明：通电线圈的磁场的强弱跟电流 与线圈匝数 的乘积成正比。乘积 称为磁动势，其单位是安匝或安（）。例如，系列中间继电器线圈的磁动势为；型制动电磁铁线圈的磁动势为；型起重电磁铁线圈的磁动势为 等。磁动势 是激励磁场的根源。实验还证明，在具有一定安匝数的通电线圈中，放入铁、钴、镍等铁磁性物质，磁感应 将大大增强；若放入钢、铝、木材等非铁磁性物质，则磁感应强度 几乎不变。可见，磁场的磁感应强度不仅与磁动势有关，还与磁场中介质的性质有关。7二、二、什么是磁导率什么是磁导率我们用磁导率 来表示物质的导磁能力。磁导率的国际单位制单位是亨 米（）。经测定，真

4、空磁导率 -是一常量，又称磁常数。某介质的磁导率 与真空磁导率 的比值 称为该介质的相对磁导率，即第二节第二节 磁磁 导导 率率8三、三、什么是铁磁物质什么是铁磁物质第二节第二节 磁磁 导导 率率9四、四、什么是磁场什么是磁场强度强度第二节第二节 磁磁 导导 率率10第二节第二节 磁磁 导导 率率11第二节第二节 磁磁 导导 率率12第三节第三节 磁化和反复磁化磁化和反复磁化一、一、什么是磁化什么是磁化13第三节第三节 磁化和反复磁化磁化和反复磁化14第三节第三节 磁化和反复磁化磁化和反复磁化15二、二、什么是反复磁化什么是反复磁化 软磁性材料软磁性材料第三节第三节 磁化和反复磁化磁化和反复磁

5、化16.硬磁性材料硬磁性材料第三节第三节 磁化和反复磁化磁化和反复磁化173.3.矩磁性材料矩磁性材料第三节第三节 磁化和反复磁化磁化和反复磁化18第四节第四节 简单磁路的概念简单磁路的概念一、一、磁路欧姆定律磁路欧姆定律19假设磁路由均匀的铁磁材料构成，它的平均长度为，横截面积为，磁导率为，可以证明，该磁路的磁阻为如果磁路中有一小段长 的空气隙，其横截面积也是，那么这段空气隙的磁阻为第四节第四节 简单磁路的概念简单磁路的概念20二、二、电磁力的应用电磁力的应用 为电磁吸力，单位为牛顿（）；为气隙出的磁感应强度，单位是特拉斯（）；为铁心于衔铁吸合处的横截面积，单位是平方米（），交流电磁铁吸合时

6、的平均电磁吸力为、分别为磁感应强度、磁通的最大值。第四节第四节 简单磁路的概念简单磁路的概念21第五节第五节 涡涡 流流一、一、什么是涡流什么是涡流22二、二、什么是涡流损耗什么是涡流损耗 在交流电气设备中，交变电流的交变磁通在铁心中产生涡流，会使铁心发热面消耗电功率，称之为涡流损耗。它与磁滞损失合称为铁损。在磁饱和状态下，铁损的大小与铁心中磁感应强度的二次方（）成正比。为了减小铁心中的涡流，铁心通常采用 0.至0.的硅钢片叠成，硅钢片间有绝缘层（涂绝缘漆或用表面氧化层）。由于硅钢片具有较大的电阻率和较小的剩磁，所以它的涡流损失与磁滞损失都比较小。第五节第五节 涡涡 流流23三、三、涡流的避免

7、涡流的避免和应用和应用涡流在电机和变压器等电气设备中造成能量损耗，并使设备发热，是不利的，应尽量减弱它。因此，交流电机、变压器的铁心一般都用硅钢片叠成。但在另外一些场合，却是利用了涡流，如高频感应电炉是利用在金属中激起的涡流来加热或冶炼金属。如果涡流是由整块导体在磁场中运动引起的，它将受电磁力作用而阻碍导体的运动，这种电磁力的制动作用称为电磁阻尼作用。一些仪表中常利用涡流的电磁阻尼作用使指针减小摆动。瓦时计（俗称电度表）中的转动铝盘也是利用涡流的电磁阻尼作用来工作的。第五节第五节 涡涡 流流24第六节第六节 变压器的基本构造变压器的基本构造一、一、什么是变压器什么是变压器 变压器是根据电磁感应

8、原理制成的一种静止电器，用它可把某一电压的交流电变换成同频率的另一电压的交流电。25二、二、变压器的构造变压器的构造第六节第六节 变压器的基本构造变压器的基本构造26第六节第六节 变压器的基本构造变压器的基本构造27第六节第六节 变压器的基本构造变压器的基本构造28第六节第六节 变压器的基本构造变压器的基本构造29三、三、变压器的应用变压器的应用第六节第六节 变压器的基本构造变压器的基本构造30第七节第七节 特殊变压器特殊变压器一、一、自耦变压器自耦变压器31第七节第七节 特殊变压器特殊变压器一、一、自耦变压器自耦变压器32第七节第七节 特殊变压器特殊变压器二、二、多抽头多抽头(绕组绕组)变压

9、器变压器33三、三、电焊变压器电焊变压器第七节第七节 特殊变压器特殊变压器34四、四、仪用互感器仪用互感器第七节第七节 特殊变压器特殊变压器35一、一、加速踏板位置传感加速踏板位置传感器器第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用36一、一、加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用37一、一、加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用38二、二、变压器式节气门位置传感器变压器式节气门位置传感器第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用39第八

10、节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用40第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用41三、三、电动汽车电机转速电动汽车电机转速 （解角）（解角）传感器传感器第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用42第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用43第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用44四、四、变压器在点火系统上变压器在点火系统上的应用的应用第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用45第八节第八节 变压器原理在汽车上的应变压器原理在汽车上的应用用46谢谢谢谢48一、

11、一、电机的简单分类电机的简单分类第一节第一节 概概 述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。49二、二、两种汽车用电机两种汽车用电机1.异步电机异步电机（又称感应电机）的定子磁场转 周时，转子转不到 周，主要作为电动机应用。同步电机的定子磁场转 周时，转子也一定转 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

12、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。第一节第一节 概概 述述50第二节第二节 三相异步电机三相异步电机一、一、异步电机的构造异步电机的构造51第二节第二节 三相异步电机三相异步电机一、一、异步电机的构造异步电机的构造52第二节第二节 三相异步电机三相异步电机一、一、异步电机的构造异步电机的构造53第二节第二节 三相异步电机三相异步电机一、一、异步电机的构造异步电机的构造54

13、第二节第二节 三相异步电机三相异步电机一、一、异步电机的构造异步电机的构造55第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生一、一、异步电机旋转磁场的产生异步电机旋转磁场的产生56二、二、为什么会产生旋转磁场为什么会产生旋转磁场第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生57第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生二、二、为什么会产生旋转磁场为什么会产生旋转磁场58第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生二、二、为什么会产生旋转磁场为什么会产生旋转磁场59三、三、异步电机的运转原理异步电机的运转原理第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生60四、四、转差率转差率异步电机的转子转速 低于同步转速

14、，两者的差值 ，称为转差，转差就是转子与旋转磁场之间的相对转速。转差（）与同步转速的比值称为异步电机的转差率，以 表示，即转子尚未转动时，即 ；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 ，因此，转差率的变化范围是 ，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 .。第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生61第三节第三节 旋转磁场的产生旋转磁场的产生62第四节第四节 电动汽车用异步电机电动汽车用异步电机一、一、电动汽车用异步电机的种类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

15、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63二、二、电动汽车用异步电机的结构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

16、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、个，不会有保护地线。第四节第四节 电动汽车用异步电机电动汽车用异步电机642.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。第四节第四节 电动汽车用异步电机电动汽车用异步电机二、二、电动汽车用异步电机的结构电动汽车用异步电机的结构65三、三、电动汽车用异步电机铭牌电动汽车用异步电机铭牌第四节第四节 电动汽车用异步电机电动汽车用异步电机66谢谢谢谢