新能源汽车驱动电机与控制系统 试题和答案 共5套

一、填空题直流电动机根据励磁方式可分为并励、串励、、四种。电动机的输出功率由转矩和乘积决定。状态下，电机的功率因数最高，一般约为0.7-0.9。电动机的冷却方式有自然冷却、、。如果设计或使用不当，电机在过高或过低温度时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械震动时有可能产生不可逆退磁，使电机性能降低，甚至无法使用。永磁电动机和三相异步电动机结构基本相同。电机定子和转子都用做铁心，其主要目的是减少涡流损耗。在电机中，通常转子位置传感器与电机轴联在一起，用来随时测定转子磁极的位置，为电子换向提供正确的信息。电机定子绕组的接线方式有和两种。三相异步电动机的制动方式有能耗制动、反接制动、发电反馈制动，其中电动汽车上用制动方式最为合适。电动机的硬特性是指。电动机常用的转速位置传感器有光电式和。感应电机的调速方式有变极调速、变转差率调速、。三相异步电动机的启动方式有直接起动和。电动汽车上永磁同步电动机的启动方式是。在现代变频器中，普遍采用正弦波脉宽调制(SPWM)方式，将直流电转换为和可调的交流电。变频控制器主电路包括整流、和三个部分。三相异步电动机变频调速时，基频以下采用恒转矩调速，基频以上采用。电机输出转矩与成正比。同步转速指的是。二、判断题电动机不能过载，过载会损坏电动机。电动机种类较多，但都有转子和定子。电动机的转子和定子上都有绕组。转动惯量越大，电动机的响应速度越快。功率因数是电动机的重要参数，其值越大越好。电机的绝缘等级越高，耐温也越高。永磁电动机和异步电动机的工作原理基本相同。永磁电机相比异步电动机更加节能，电机成本也更高。永磁电机和异步电机的启动方法相同。三相异步电动机当输入电源中有一相断路时，电机仍能够启动运行。三相交流电机既可以正转也可以反转，反转时仅需将三相线中的任意两相交换即可。一般电机既可以运行在电动机状态，又可以运行在发电机状态。电动机只有正转时能将制动能量回收，而反转时不能。功率密度越大，电机的体积和质量也越大。三相异步电动机在空载和轻载时功率因数很低，效率也很低。三、简答题驱动电机在使用过程中能否过载？为什么？永磁电动机在使用中应注意哪些问题？这些问题会带来哪些危害？简要叙述轮毂电机和轮边的优缺点。永磁电动机使用转速位置传感器而感应电动机仅使用转速传感器，为什么？开关磁阻电动机机械特性三个区域的工作特点是什么？简要叙述交流感应电动机调速方式有哪些？试题1718A参考答案一、填空题他励、复励转速额定风冷、水冷永磁定子硅钢片永磁星型、三角形发电反馈带负载后转速基本不变旋转变压器变频调速降压起动变频起动频率、电压滤波、逆变恒功率电压的平方定子绕组旋转磁场的转速二、判断题1-5，×√××√；6-10，√×√××；11-15，√√××√三、简答题可以短时间过载，长时间过载热量累积会烧坏电机。长时间过载、堵转、失步、散热不良，定子绕组烧坏、永磁体去磁。所谓轮边电机是电机装在车轮边上以单独驱动该车轮，轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里，定子固定在轮胎上，转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。感应电机转子没有磁极，因此也没有磁极方向，通过转速传感器构成闭环控制即可。而永磁电机转子有磁极、磁极有方向，必须对磁极的方向也就是磁场的位置进行测量，之后才能确定定子旋转磁场的方向，保证电机能够顺利转动。恒转矩区：转速低、感应电动势小，对电流斩波限幅，采用CCC控制；恒功率区：感动电动势较大，相电流幅值受限，控制触发角和关断角得到恒功率特性，采用角度位置控制方式；自然特性区：电源电压、触发角、关断角均到达极限值，不能保持恒功率，转速、转矩快速下降。变压变频控制：保持磁通恒定，基频以下恒转矩控制、基频以上恒功率控制；矢量控制技术：及控制磁场大小、又控制磁场方向，等效他励直流电动机；直接转矩控制：对交流电动机的电磁转矩和定子磁链直接进行闭环控制。一、填空题直流电动机根据励磁方式可分为他励、复励、、四种。电动机的输出功率由转速和乘积决定。状态下，电机的功率因数最高，一般约为0.7-0.9。电动机的冷却方式有风冷、水冷和方式。如果设计或使用不当，永磁电机在过高或过低温度时，有可能产生不可逆，使电机无法使用。永磁电动机和三相异步电动机结构基本相同，而结构不同。电机定子和转子都用硅钢片做铁心，其主要目的是。永磁电机和感应电机都有传感器，以防电机因长时间过载而烧坏。感应电机转子绕组可以是漆包线制成的线框也可以是铝或铜制。三相异步电动机的制动方式有多种，其中电动汽车上用制动方式最好。电动机的软特性是指。电动汽车驱动电机转速位置传感器一般用。鼠笼式感应电机的无级调速方式是。三相异步电动机的星型-三角形换接起动方式属于起动方式。电动汽车上永磁同步电动机的启动方式是。电机控制中PWM指的是。变频控制器主电路包括、滤波和逆变三个部分。三相异步电动机变频调速时，基频以下采用。电机输出转矩与成正比。转差指的是。二、判断题电动机不能长时间过载，但可以短时间过载，过载能力用过载倍数衡量。电动机种类较多，工业上用的最为广泛的上三相鼠笼式异步电动机。永磁同步电动机的转子和定子上都有绕组。转动惯量越大，电动机的响应速度越快。电动机的效率是电动机的重要参数，其值越大越好。电机的绝缘等级越高，耐温也越高，一般分为六级。永磁电动机和异步电动机的转子结构基本相同。永磁电机相比异步电动机更加节能，电机成本却比较低，因此在电动汽车中广泛应用。永磁电机和异步电机的启动方法相同。运行中的三相异步电动机突然有一相电源断路时，电机还可继续运行。一般电机既可以运行在电动机状态，又可以运行在发电机状态。相比三相异步电机，永磁电机节能高效，抗恶劣环境性能优良。功率密度越大，电机的体积和质量也越大。三相异步电动机在空载和轻载时功率因数很低，效率也很低。三相交流电机既可以正转也可以反转，反转时仅需将三相线中的任意两相交换即可。三、简答题开关磁阻电动机有什么特点？永磁同步电动机和三相异步电动机机械性能有何差别？对于大功率调速电机应该用哪种散热方式？电动机能否带负过载？过载会产生哪些影响？功率因数对电机的效率有何影响？试题1718B参考答案一、填空题并励、串励转矩额定自然冷却退磁定子、转子减少涡流损耗温度笼条（鼠笼）发电反馈带载荷后转下降但转矩增加旋转变压器变频调速降压起动变频起动脉宽调制技术整流恒转矩调速电压的平方同步转速与转子转速的差值二、判断题1-5，√√××√；6-10，√×××√；11-15，√××√√三、简答题额定电压、额定电流、额定转速、功率因数、起动电流、效率、额定转矩、起动转矩、最大转矩、最大转速等。成本低、结构紧凑、转矩大、效率高、调速性好，转矩脉动大。效率高、过载系数大、可靠性好、质量体积小、调速性能耗。感应电机机械特性曲线（鼻尖曲线），当加载时转速略有下降，机械特性较硬，起动转矩比额定转矩大，最大转矩比起动转矩大。永磁电机机械特性曲线为一直线，机械特性更硬，在全速范围内都可最大转矩运行。自然冷却、风冷、水冷，大功率调速电机用水冷。能带载荷起动，但起动电流使额定电流的6倍左右，起动转矩是额定转矩的2-3倍。功率因数越大电机的效率一般也越高，感应电机空载和轻载时功率因数很低0.2-0.3，效率也很低0-20%~30%，当0.7-1倍额定载荷时效率最高可达90%以上，功率因数也很高0.85以上；永磁电机功率因数可始终为1，轻载时效率略低，额定载荷可达95%以上。一、填空题三相异步电机转子斜槽结构有利于降低。电机增加了簧下质量，不利于操控，轿车很少使用。比亚迪K8、K9系列电动车采用了电机。吉利帝豪EV300驱动电机采用冷却方式。如果设计或使用不当，永磁电机在过高温度时，有可能产生不可逆，使电机无法使用。永磁电动机转子永磁体分布有表面贴装式、表面嵌入式和内埋式，其中只有可用于高转速。电机定子和转子都用硅钢片做铁心，其主要目的是。永磁电机和感应电机都有传感器，以防电机因长时间过载而烧坏。特斯拉碳纤维转子的优点是。三相异步电动机的制动方式有多种，其中电动汽车上用制动方式。电机输出转矩有脉动、噪音大、平顺性差，经常用于P挡电机。电动汽车上永磁同步电动机的启动方式是。电机控制中PWM指的是。感应电机和永磁电机相比，在城市道路中用电机效果更好。冰雪路面电动车与燃油车的操控性相比。（差别不大、更好、更差）二、名词解释1、SVPWM；2、转子动平衡；3、转动惯量；4、扁线电机；5、轴向磁通电机三、问答分析题某驱动电机部分性能参数如下，该电机适用于哪种车辆，为什么？其额定值与峰值有较大差距，这说明了什么？名称永磁同步电机型号WTYCDJ-50A-XL工作制S9冷却方式水冷额定功率（Kw）50峰值功率（Kw）100额定扭矩（N.m）266峰值扭矩（N.m）680额定电流（A）160峰值电流（A）410额定转速（rpm）1800峰值转速（rpm）4000如何从结构上区分永磁同步电动机、鼠笼式异步电动机、开关磁阻电动机？电动汽车要实现前进、倒车，还要实现制动能量回收，对应驱动电机的工作状态有哪些？实车上如何测试怠速状态下的前进挡、倒挡电机堵转转矩，两者转矩有何不同，为什么？在某些四驱的电动车上同时采用了永磁同步和三相异步电机，是分析这种设计有何优点？四、电路分析下图是某直流电机调速控制电路，请说明Q1（TIP142）、C2（104）、U2（78L12）的作用,请分析直流电机的调速原理。试题2122A参考答案一、填空题（每题1分，共15分）转矩脉动轮毂电机轮边电机水冷退磁内埋式减少涡流损耗温度可以实现更高的转速发电反馈制动开关磁阻电机变频起动脉宽调制技术永磁更差二、名词解释（每题2分，共10分）1.正弦波矢量脉冲宽度调整。2.由于材质不均、工艺误差等因素的影响，转子转动总是存在着不平衡，引起转子振动，加速轴承等部件的磨损，降低电机的使用寿命和效率。3.是\t"/item/%E8%BD%AC%E5%8A%A8%E6%83%AF%E9%87%8F/_blank"刚体绕轴转动时惯性的量度，是质量与质量到回转中心距离平方的乘积。4.扁线电机顾名思义就是定子绕组中采用扁铜线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。5.与径向电机相比，轴向磁通电机定子和转子的磁通沿着电机转子轴线方向分布。三、简答题（共55分）答：转矩较大、转速较低，用于中巴。过载能力强、过载倍数大。答：永磁同步电动机转子有永磁体、鼠笼式异步电动机转子有绕组、开关磁阻电动机是双凸极结构。答：电机正转电动、正转发电；电机反转电动、反转发电。在电动汽车上可实现前进挡的驱动与反馈制动和倒挡的驱动和反馈制动。答：测试步骤：1）连接诊断仪，上ON挡或READY挡电，进入诊断程序，选择吉利帝豪EV300车型，选择电机控制器，进入参数列表，选择需要读取的转矩参数确定即可。汽车加挡块，固定车辆，上READY挡电，分别挂前进挡和倒挡，松手刹脚刹，同时观测电机输出转矩。分析：倒挡怠速时输出转矩更大，驾驶员可将更多注意力集中在车的周围环境上，降低操作难度。答：永磁电机高速性能较差，异步电机低速节能性较差，低速以永磁电机为主，实现节能，高速以三相异步电机为主，实现高速，两者互补。四、电路分析答：Q1（TIP142）：高频开关，控制电路主电路通断，实现调压调速目的；C2（104）：与电阻组成充放电电路，控制充放电时间，通过ne555控制Q1；U2（78L12）：给控制电路提供稳定电源。通过开关占空比控制平均电压，实现电压调速。一、填空题直流电动机中调速性能最好的是。电动机的输出功率由转速和乘积决定。额定状态下，电机的功率因数最高，一般约为。新能源汽车电机控制器采用的冷却方式是。如果设计或使用不当，永磁电机在过高温度时，有可能产生不可逆，使电机无法使用。永磁电动机和三相异步电动机结构不同的是。电机定子和转子都用硅钢片做铁心，其主要目的是。永磁电机和感应电机都有传感器，以防电机因长时间过载而烧坏。特斯拉感应电机转子鼠笼式绕组是由制造而成。三相异步电动机的制动方式有多种，其中电动汽车上用制动方式最好。吉利帝豪EV300使用的驱动电机类型是。旋转变压器由绕组、正弦绕组、余弦绕组、定子铁芯和转子构成。电动汽车上永磁同步电动机的启动方式是。电机控制中PWM指的是。电机转动惯量的大小直接影响电机的。二、名词解释1、电机硬特性；2、自适应负载能力；3、IP67；4、同步转速；5、发电反馈制动三、应用分析电机的四象限运行指的是什么？在电动汽车上有何用途？某驱动电机主要性能参数如下，该电机最有可能用于哪种车辆，请说明理由？带有制动能量回收的新能源汽车上为什么仍然保留了传统的机械制动？很多四驱纯电动汽车同时采用永磁同步和感应异步电机，为什么采用这样的双异型电机结构布局？试分析感应异步电机的运行状态与电动汽车工况的对应关系。永磁电机的电机转速、定子频率、定子电压三个参数变化有何规律？了解其变化规律又有何意义？试题2223A参考答案一、填空题他励电动机转矩0.7-0.9水冷退磁转子减少涡流损耗温度铜发电反馈永磁同步电机励磁变频起动脉宽调制技术动态响应速度二、名词解释1.负载变化时，转速变化不大，运行特性好。2.电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。3.防护等级，6表示尘密，7表示防浸水。4.电机定子旋转磁场的转速。5.也叫再生制动，利用电机的发电特性，将负载机械能转换成电能并回馈给电网的制动。三、应用分析题1.电机的四象限运行指的是什么？在电动汽车上有何用途？答：四象限运行指的是：电机正转，电动、发电；电机反转，电动发电。在电动汽车上可实现前进挡的驱动与反馈制动和倒挡的驱动和反馈制动。2.某驱动电机主要性能参数如下，该电机最有可能用于哪种车辆，请说明理由？答：转矩较大、转速较低，用于中巴。3.试分析带有制动能量回收的新能源汽车上为什么仍然保留了传统的机械制动？答：制动能量回收依靠电机发电产生制动力，转子（车轮）转动才能产生制动力，因此不能刹停，另外低速制动力差，因此停车驻车必须要机械制动。4.很多四驱纯电动汽车同时采用永磁同步和感应异步电机，为这样采用这样的双异型电机结构布局？答：永磁电机中低速性能好效率高，异步电机高速机械特性好。5.试分析电机感应异步电机的运行状态与电动汽车工况的对应关系。答：电动状态：驱动车辆前进和倒车；发电状态：制动能量回收；起步瞬间：车辆起步瞬间和堵死在台阶上；反接制动：上坡溜车。6.永磁电机的电机转速、定子频率、定子电压三个参数变化有何规律？了解其变化规律又有何意义？答：1）频率、电压随转速增加而增加，三者两两成正比例关系。2）可以通过容易测量的电压值估算电机转速和频率，能够对转速传感器是否正常工作进行判断。一、填空题直流电动机需要定期更换的零件是。电动机的输出功率由转速和乘积决定。状态下，电机的功率因数最高，一般约为0.7-0.9。电动机的冷却方式有风冷、水冷和方式。如果设计或使用不当，永磁电机在过高或过低温度时，有可能产生不可逆，使电机无法使用。永磁电动机和三相异步电动机结构基本相同，而结构不同。电机定子和转子都用硅钢片做铁心，其主要目的是。永磁电机和感应电机都有传感器，以防电机因长时间过载而烧坏。感应电机转子绕组可以是漆包线制成的线框也可以是铝或铜制。三相异步电动机的制动方式有多种，其中电动汽车上用制动方式最好。二、名词解释1、电机软特性；2、变频调速；3、绝缘等级H；4、失步；5、堵转转矩三、应用分析试分析电机供电电源高于或低于额定电压时后产生哪些不良影响？根据开关磁阻电动机的特点，试分析如果车辆使用该电机会产生什么结果？试分析霍尔转速位置传感器为什么不能用在永磁电机上测量电机转子转速和位置？采用水冷系统的电机控制器和驱动电机，请说明冷却的顺序及设计的原因？某单相异步电动机，供电频率不变，当电源电压下降时电机转速也下降，请分析转速原因。四、综合分析下图是三相异步电动机的机械特性曲线，说明图中TN、Tst、Tmax代表的含义。根据机械特性曲线试分析电动汽车为什么起步和加速快而传统油车起步和加速慢的原因。试题2223B参考答案一、填空题电刷转矩额定自然冷却退磁定子、转子减少涡流损耗温度笼条（鼠笼）发电反馈二、名词解释1.负载增加时电机转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。2.交流调速电机通改变供电电源的频率实现旋转磁场转速的变化，进而实现电子转子转速的变化。3.绝缘等级是指电机(或变压器)绕组采用的绝缘材料的耐热等级，H表示耐热等级为180℃。4.当同步电机的负载不断增大时，sourceT