新能源汽車驅(qū)動電機與控制系統(tǒng) 試題和答案 共5套

一、填空題直流電動機根據(jù)勵磁方式可分為并勵、串勵、、四種。電動機的輸出功率由轉矩和乘積決定。狀態(tài)下，電機的功率因數(shù)最高，一般約為0.7-0.9。電動機的冷卻方式有自然冷卻、、。如果設計或使用不當，電機在過高或過低溫度時，在沖擊電流產(chǎn)生的電樞反應作用下，或在劇烈的機械震動時有可能產(chǎn)生不可逆退磁，使電機性能降低，甚至無法使用。永磁電動機和三相異步電動機結構基本相同。電機定子和轉子都用做鐵心，其主要目的是減少渦流損耗。在電機中，通常轉子位置傳感器與電機軸聯(lián)在一起，用來隨時測定轉子磁極的位置，為電子換向提供正確的信息。電機定子繞組的接線方式有和兩種。三相異步電動機的制動方式有能耗制動、反接制動、發(fā)電反饋制動，其中電動汽車上用制動方式最為合適。電動機的硬特性是指。電動機常用的轉速位置傳感器有光電式和。感應電機的調(diào)速方式有變極調(diào)速、變轉差率調(diào)速、。三相異步電動機的啟動方式有直接起動和。電動汽車上永磁同步電動機的啟動方式是。在現(xiàn)代變頻器中，普遍采用正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)方式，將直流電轉換為和可調(diào)的交流電。變頻控制器主電路包括整流、和三個部分。三相異步電動機變頻調(diào)速時，基頻以下采用恒轉矩調(diào)速，基頻以上采用。電機輸出轉矩與成正比。同步轉速指的是。二、判斷題電動機不能過載，過載會損壞電動機。電動機種類較多，但都有轉子和定子。電動機的轉子和定子上都有繞組。轉動慣量越大，電動機的響應速度越快。功率因數(shù)是電動機的重要參數(shù)，其值越大越好。電機的絕緣等級越高，耐溫也越高。永磁電動機和異步電動機的工作原理基本相同。永磁電機相比異步電動機更加節(jié)能，電機成本也更高。永磁電機和異步電機的啟動方法相同。三相異步電動機當輸入電源中有一相斷路時，電機仍能夠啟動運行。三相交流電機既可以正轉也可以反轉，反轉時僅需將三相線中的任意兩相交換即可。一般電機既可以運行在電動機狀態(tài)，又可以運行在發(fā)電機狀態(tài)。電動機只有正轉時能將制動能量回收，而反轉時不能。功率密度越大，電機的體積和質(zhì)量也越大。三相異步電動機在空載和輕載時功率因數(shù)很低，效率也很低。三、簡答題驅(qū)動電機在使用過程中能否過載？為什么？永磁電動機在使用中應注意哪些問題？這些問題會帶來哪些危害？簡要敘述輪轂電機和輪邊的優(yōu)缺點。永磁電動機使用轉速位置傳感器而感應電動機僅使用轉速傳感器，為什么？開關磁阻電動機機械特性三個區(qū)域的工作特點是什么？簡要敘述交流感應電動機調(diào)速方式有哪些？試題1718A參考答案一、填空題他勵、復勵轉速額定風冷、水冷永磁定子硅鋼片永磁星型、三角形發(fā)電反饋帶負載后轉速基本不變旋轉變壓器變頻調(diào)速降壓起動變頻起動頻率、電壓濾波、逆變恒功率電壓的平方定子繞組旋轉磁場的轉速二、判斷題1-5，×√××√；6-10，√×√××；11-15，√√××√三、簡答題可以短時間過載，長時間過載熱量累積會燒壞電機。長時間過載、堵轉、失步、散熱不良，定子繞組燒壞、永磁體去磁。所謂輪邊電機是電機裝在車輪邊上以單獨驅(qū)動該車輪，輪轂電機是電機嵌在車輪轱轆里，定子固定在輪胎上，轉子固定在車軸上而不是將動力通過傳動軸的形式傳遞到車輪。感應電機轉子沒有磁極，因此也沒有磁極方向，通過轉速傳感器構成閉環(huán)控制即可。而永磁電機轉子有磁極、磁極有方向，必須對磁極的方向也就是磁場的位置進行測量，之后才能確定定子旋轉磁場的方向，保證電機能夠順利轉動。恒轉矩區(qū)：轉速低、感應電動勢小，對電流斬波限幅，采用CCC控制；恒功率區(qū)：感動電動勢較大，相電流幅值受限，控制觸發(fā)角和關斷角得到恒功率特性，采用角度位置控制方式；自然特性區(qū)：電源電壓、觸發(fā)角、關斷角均到達極限值，不能保持恒功率，轉速、轉矩快速下降。變壓變頻控制：保持磁通恒定，基頻以下恒轉矩控制、基頻以上恒功率控制；矢量控制技術：及控制磁場大小、又控制磁場方向，等效他勵直流電動機；直接轉矩控制：對交流電動機的電磁轉矩和定子磁鏈直接進行閉環(huán)控制。一、填空題直流電動機根據(jù)勵磁方式可分為他勵、復勵、、四種。電動機的輸出功率由轉速和乘積決定。狀態(tài)下，電機的功率因數(shù)最高，一般約為0.7-0.9。電動機的冷卻方式有風冷、水冷和方式。如果設計或使用不當，永磁電機在過高或過低溫度時，有可能產(chǎn)生不可逆，使電機無法使用。永磁電動機和三相異步電動機結構基本相同，而結構不同。電機定子和轉子都用硅鋼片做鐵心，其主要目的是。永磁電機和感應電機都有傳感器，以防電機因長時間過載而燒壞。感應電機轉子繞組可以是漆包線制成的線框也可以是鋁或銅制。三相異步電動機的制動方式有多種，其中電動汽車上用制動方式最好。電動機的軟特性是指。電動汽車驅(qū)動電機轉速位置傳感器一般用。鼠籠式感應電機的無級調(diào)速方式是。三相異步電動機的星型-三角形換接起動方式屬于起動方式。電動汽車上永磁同步電動機的啟動方式是。電機控制中PWM指的是。變頻控制器主電路包括、濾波和逆變?nèi)齻€部分。三相異步電動機變頻調(diào)速時，基頻以下采用。電機輸出轉矩與成正比。轉差指的是。二、判斷題電動機不能長時間過載，但可以短時間過載，過載能力用過載倍數(shù)衡量。電動機種類較多，工業(yè)上用的最為廣泛的上三相鼠籠式異步電動機。永磁同步電動機的轉子和定子上都有繞組。轉動慣量越大，電動機的響應速度越快。電動機的效率是電動機的重要參數(shù)，其值越大越好。電機的絕緣等級越高，耐溫也越高，一般分為六級。永磁電動機和異步電動機的轉子結構基本相同。永磁電機相比異步電動機更加節(jié)能，電機成本卻比較低，因此在電動汽車中廣泛應用。永磁電機和異步電機的啟動方法相同。運行中的三相異步電動機突然有一相電源斷路時，電機還可繼續(xù)運行。一般電機既可以運行在電動機狀態(tài)，又可以運行在發(fā)電機狀態(tài)。相比三相異步電機，永磁電機節(jié)能高效，抗惡劣環(huán)境性能優(yōu)良。功率密度越大，電機的體積和質(zhì)量也越大。三相異步電動機在空載和輕載時功率因數(shù)很低，效率也很低。三相交流電機既可以正轉也可以反轉，反轉時僅需將三相線中的任意兩相交換即可。三、簡答題開關磁阻電動機有什么特點？永磁同步電動機和三相異步電動機機械性能有何差別？對于大功率調(diào)速電機應該用哪種散熱方式？電動機能否帶負過載？過載會產(chǎn)生哪些影響？功率因數(shù)對電機的效率有何影響？試題1718B參考答案一、填空題并勵、串勵轉矩額定自然冷卻退磁定子、轉子減少渦流損耗溫度籠條（鼠籠）發(fā)電反饋帶載荷后轉下降但轉矩增加旋轉變壓器變頻調(diào)速降壓起動變頻起動脈寬調(diào)制技術整流恒轉矩調(diào)速電壓的平方同步轉速與轉子轉速的差值二、判斷題1-5，√√××√；6-10，√×××√；11-15，√××√√三、簡答題額定電壓、額定電流、額定轉速、功率因數(shù)、起動電流、效率、額定轉矩、起動轉矩、最大轉矩、最大轉速等。成本低、結構緊湊、轉矩大、效率高、調(diào)速性好，轉矩脈動大。效率高、過載系數(shù)大、可靠性好、質(zhì)量體積小、調(diào)速性能耗。感應電機機械特性曲線（鼻尖曲線），當加載時轉速略有下降，機械特性較硬，起動轉矩比額定轉矩大，最大轉矩比起動轉矩大。永磁電機機械特性曲線為一直線，機械特性更硬，在全速范圍內(nèi)都可最大轉矩運行。自然冷卻、風冷、水冷，大功率調(diào)速電機用水冷。能帶載荷起動，但起動電流使額定電流的6倍左右，起動轉矩是額定轉矩的2-3倍。功率因數(shù)越大電機的效率一般也越高，感應電機空載和輕載時功率因數(shù)很低0.2-0.3，效率也很低0-20%~30%，當0.7-1倍額定載荷時效率最高可達90%以上，功率因數(shù)也很高0.85以上；永磁電機功率因數(shù)可始終為1，輕載時效率略低，額定載荷可達95%以上。一、填空題三相異步電機轉子斜槽結構有利于降低。電機增加了簧下質(zhì)量，不利于操控，轎車很少使用。比亞迪K8、K9系列電動車采用了電機。吉利帝豪EV300驅(qū)動電機采用冷卻方式。如果設計或使用不當，永磁電機在過高溫度時，有可能產(chǎn)生不可逆，使電機無法使用。永磁電動機轉子永磁體分布有表面貼裝式、表面嵌入式和內(nèi)埋式，其中只有可用于高轉速。電機定子和轉子都用硅鋼片做鐵心，其主要目的是。永磁電機和感應電機都有傳感器，以防電機因長時間過載而燒壞。特斯拉碳纖維轉子的優(yōu)點是。三相異步電動機的制動方式有多種，其中電動汽車上用制動方式。電機輸出轉矩有脈動、噪音大、平順性差，經(jīng)常用于P擋電機。電動汽車上永磁同步電動機的啟動方式是。電機控制中PWM指的是。感應電機和永磁電機相比，在城市道路中用電機效果更好。冰雪路面電動車與燃油車的操控性相比。（差別不大、更好、更差）二、名詞解釋1、SVPWM；2、轉子動平衡；3、轉動慣量；4、扁線電機；5、軸向磁通電機三、問答分析題某驅(qū)動電機部分性能參數(shù)如下，該電機適用于哪種車輛，為什么？其額定值與峰值有較大差距，這說明了什么？名稱永磁同步電機型號WTYCDJ-50A-XL工作制S9冷卻方式水冷額定功率（Kw）50峰值功率（Kw）100額定扭矩（N.m）266峰值扭矩（N.m）680額定電流（A）160峰值電流（A）410額定轉速（rpm）1800峰值轉速（rpm）4000如何從結構上區(qū)分永磁同步電動機、鼠籠式異步電動機、開關磁阻電動機？電動汽車要實現(xiàn)前進、倒車，還要實現(xiàn)制動能量回收，對應驅(qū)動電機的工作狀態(tài)有哪些？實車上如何測試怠速狀態(tài)下的前進擋、倒擋電機堵轉轉矩，兩者轉矩有何不同，為什么？在某些四驅(qū)的電動車上同時采用了永磁同步和三相異步電機，是分析這種設計有何優(yōu)點？四、電路分析下圖是某直流電機調(diào)速控制電路，請說明Q1（TIP142）、C2（104）、U2（78L12）的作用,請分析直流電機的調(diào)速原理。試題2122A參考答案一、填空題（每題1分，共15分）轉矩脈動輪轂電機輪邊電機水冷退磁內(nèi)埋式減少渦流損耗溫度可以實現(xiàn)更高的轉速發(fā)電反饋制動開關磁阻電機變頻起動脈寬調(diào)制技術永磁更差二、名詞解釋（每題2分，共10分）1.正弦波矢量脈沖寬度調(diào)整。2.由于材質(zhì)不均、工藝誤差等因素的影響，轉子轉動總是存在著不平衡，引起轉子振動，加速軸承等部件的磨損，降低電機的使用壽命和效率。3.是\t"/item/%E8%BD%AC%E5%8A%A8%E6%83%AF%E9%87%8F/_blank"剛體繞軸轉動時慣性的量度，是質(zhì)量與質(zhì)量到回轉中心距離平方的乘積。4.扁線電機顧名思義就是定子繞組中采用扁銅線，先把繞組做成類似發(fā)卡一樣的形狀，穿進定子槽內(nèi)，再在另外一端把發(fā)卡的端部焊接起來。5.與徑向電機相比，軸向磁通電機定子和轉子的磁通沿著電機轉子軸線方向分布。三、簡答題（共55分）答：轉矩較大、轉速較低，用于中巴。過載能力強、過載倍數(shù)大。答：永磁同步電動機轉子有永磁體、鼠籠式異步電動機轉子有繞組、開關磁阻電動機是雙凸極結構。答：電機正轉電動、正轉發(fā)電；電機反轉電動、反轉發(fā)電。在電動汽車上可實現(xiàn)前進擋的驅(qū)動與反饋制動和倒擋的驅(qū)動和反饋制動。答：測試步驟：1）連接診斷儀，上ON擋或READY擋電，進入診斷程序，選擇吉利帝豪EV300車型，選擇電機控制器，進入?yún)?shù)列表，選擇需要讀取的轉矩參數(shù)確定即可。汽車加擋塊，固定車輛，上READY擋電，分別掛前進擋和倒擋，松手剎腳剎，同時觀測電機輸出轉矩。分析：倒擋怠速時輸出轉矩更大，駕駛員可將更多注意力集中在車的周圍環(huán)境上，降低操作難度。答：永磁電機高速性能較差，異步電機低速節(jié)能性較差，低速以永磁電機為主，實現(xiàn)節(jié)能，高速以三相異步電機為主，實現(xiàn)高速，兩者互補。四、電路分析答：Q1（TIP142）：高頻開關，控制電路主電路通斷，實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速目的；C2（104）：與電阻組成充放電電路，控制充放電時間，通過ne555控制Q1；U2（78L12）：給控制電路提供穩(wěn)定電源。通過開關占空比控制平均電壓，實現(xiàn)電壓調(diào)速。一、填空題直流電動機中調(diào)速性能最好的是。電動機的輸出功率由轉速和乘積決定。額定狀態(tài)下，電機的功率因數(shù)最高，一般約為。新能源汽車電機控制器采用的冷卻方式是。如果設計或使用不當，永磁電機在過高溫度時，有可能產(chǎn)生不可逆，使電機無法使用。永磁電動機和三相異步電動機結構不同的是。電機定子和轉子都用硅鋼片做鐵心，其主要目的是。永磁電機和感應電機都有傳感器，以防電機因長時間過載而燒壞。特斯拉感應電機轉子鼠籠式繞組是由制造而成。三相異步電動機的制動方式有多種，其中電動汽車上用制動方式最好。吉利帝豪EV300使用的驅(qū)動電機類型是。旋轉變壓器由繞組、正弦繞組、余弦繞組、定子鐵芯和轉子構成。電動汽車上永磁同步電動機的啟動方式是。電機控制中PWM指的是。電機轉動慣量的大小直接影響電機的。二、名詞解釋1、電機硬特性；2、自適應負載能力；3、IP67；4、同步轉速；5、發(fā)電反饋制動三、應用分析電機的四象限運行指的是什么？在電動汽車上有何用途？某驅(qū)動電機主要性能參數(shù)如下，該電機最有可能用于哪種車輛，請說明理由？帶有制動能量回收的新能源汽車上為什么仍然保留了傳統(tǒng)的機械制動？很多四驅(qū)純電動汽車同時采用永磁同步和感應異步電機，為什么采用這樣的雙異型電機結構布局？試分析感應異步電機的運行狀態(tài)與電動汽車工況的對應關系。永磁電機的電機轉速、定子頻率、定子電壓三個參數(shù)變化有何規(guī)律？了解其變化規(guī)律又有何意義？試題2223A參考答案一、填空題他勵電動機轉矩0.7-0.9水冷退磁轉子減少渦流損耗溫度銅發(fā)電反饋永磁同步電機勵磁變頻起動脈寬調(diào)制技術動態(tài)響應速度二、名詞解釋1.負載變化時，轉速變化不大，運行特性好。2.電動機的電磁轉矩可以隨負載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應負載能力。3.防護等級，6表示塵密，7表示防浸水。4.電機定子旋轉磁場的轉速。5.也叫再生制動，利用電機的發(fā)電特性，將負載機械能轉換成電能并回饋給電網(wǎng)的制動。三、應用分析題1.電機的四象限運行指的是什么？在電動汽車上有何用途？答：四象限運行指的是：電機正轉，電動、發(fā)電；電機反轉，電動發(fā)電。在電動汽車上可實現(xiàn)前進擋的驅(qū)動與反饋制動和倒擋的驅(qū)動和反饋制動。2.某驅(qū)動電機主要性能參數(shù)如下，該電機最有可能用于哪種車輛，請說明理由？答：轉矩較大、轉速較低，用于中巴。3.試分析帶有制動能量回收的新能源汽車上為什么仍然保留了傳統(tǒng)的機械制動？答：制動能量回收依靠電機發(fā)電產(chǎn)生制動力，轉子（車輪）轉動才能產(chǎn)生制動力，因此不能剎停，另外低速制動力差，因此停車駐車必須要機械制動。4.很多四驅(qū)純電動汽車同時采用永磁同步和感應異步電機，為這樣采用這樣的雙異型電機結構布局？答：永磁電機中低速性能好效率高，異步電機高速機械特性好。5.試分析電機感應異步電機的運行狀態(tài)與電動汽車工況的對應關系。答：電動狀態(tài)：驅(qū)動車輛前進和倒車；發(fā)電狀態(tài)：制動能量回收；起步瞬間：車輛起步瞬間和堵死在臺階上；反接制動：上坡溜車。6.永磁電機的電機轉速、定子頻率、定子電壓三個參數(shù)變化有何規(guī)律？了解其變化規(guī)律又有何意義？答：1）頻率、電壓隨轉速增加而增加，三者兩兩成正比例關系。2）可以通過容易測量的電壓值估算電機轉速和頻率，能夠?qū)D速傳感器是否正常工作進行判斷。一、填空題直流電動機需要定期更換的零件是。電動機的輸出功率由轉速和乘積決定。狀態(tài)下，電機的功率因數(shù)最高，一般約為0.7-0.9。電動機的冷卻方式有風冷、水冷和方式。如果設計或使用不當，永磁電機在過高或過低溫度時，有可能產(chǎn)生不可逆，使電機無法使用。永磁電動機和三相異步電動機結構基本相同，而結構不同。電機定子和轉子都用硅鋼片做鐵心，其主要目的是。永磁電機和感應電機都有傳感器，以防電機因長時間過載而燒壞。感應電機轉子繞組可以是漆包線制成的線框也可以是鋁或銅制。三相異步電動機的制動方式有多種，其中電動汽車上用制動方式最好。二、名詞解釋1、電機軟特性；2、變頻調(diào)速；3、絕緣等級H；4、失步；5、堵轉轉矩三、應用分析試分析電機供電電源高于或低于額定電壓時后產(chǎn)生哪些不良影響？根據(jù)開關磁阻電動機的特點，試分析如果車輛使用該電機會產(chǎn)生什么結果？試分析霍爾轉速位置傳感器為什么不能用在永磁電機上測量電機轉子轉速和位置？采用水冷系統(tǒng)的電機控制器和驅(qū)動電機，請說明冷卻的順序及設計的原因？某單相異步電動機，供電頻率不變，當電源電壓下降時電機轉速也下降，請分析轉速原因。四、綜合分析下圖是三相異步電動機的機械特性曲線，說明圖中TN、Tst、Tmax代表的含義。根據(jù)機械特性曲線試分析電動汽車為什么起步和加速快而傳統(tǒng)油車起步和加速慢的原因。試題2223B參考答案一、填空題電刷轉矩額定自然冷卻退磁定子、轉子減少渦流損耗溫度籠條（鼠籠）發(fā)電反饋二、名詞解釋1.負載增加時電機轉速下降較快，但起動轉矩大，起動特性好。2.交流調(diào)速電機通改變供電電源的頻率實現(xiàn)旋轉磁場轉速的變化，進而實現(xiàn)電子轉子轉速的變化。3.絕緣等級是指電機(或變壓器)繞組采用的絕緣材料的耐熱等級，H表示耐熱等級為180℃。4.當同步電機的負載不斷增大時，sourceT