《新能源汽车结构与维修》人民交通出版社 第三章 电动汽车电机驱动系统 章节过关卷（原卷版+解析版）

《新能源汽车结构与维修》人交社 第三章 电动汽车电机驱动系统 章节过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 姓名 班级 学号 1 一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分，多选、错选均不得分） 1.( )是指通入直流电而产生机械运动的电动机。 A、直流电动机 B、交流感应电动机 C、异步电动机 D、开关磁阻电动机 2.高速电动机的转速一般为( )。 A、1000~3000r/min B、3000~6000r/min C、6000~10000r/min D、10000~15000r/min 3.永磁同步电动机的转子为永磁体，通过( )可以检测转子磁场的强度，确定转子位置。 A、霍尔传感器 B、光电编码器 C、旋转变压器 D、功率变换器 4.特斯拉电动汽车使用的是( )。 A、直流电动机 B、交流感应电机 C、永磁同步电机 D、开关磁阻电机 5.直流电动机的转速从零增加到稳定运行速度的整个过程称为( )。 A、制动过程 B、起动过程 C、反转过程 D、调速过程 二、多项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分，多选、错选、漏选均不得分） 1.由励磁绕组形成磁场的直流电动机，根据励磁绕组和电枢绕组的连接方式的不同，分为( )。 A、他励电动机 B、并励式电动机 C、串励式电动机 D、复励式电动机 2.直流电动机起动的方法有( )。 A、电枢回路串电阻分级起动 B、降压起动 C、调波起动 D、升压起动 3.要使电动汽车具有良好的使用性能，驱动电动机应该满足哪些要求？( ) A、较宽的调速范围、较高的转速 B、足够大的启动扭矩、体积小 C、动态制动性强、质量轻 D、能量回馈、效率高 4.他励直流电动机的调速方法有( )。 A、电枢串电阻调速 B、降低电枢电压调速 C、减弱磁通调速 D、能量回馈调速 5.无刷直流电动机的运行可分为( )状态。 A、正转电动 B、反转电动 C、正转制动 D、反转制动 三、判断题（本题共10小题，每题3分，共30分，若判断为对填“√”，反之填“×”） 1.高速内转子型轮毂电机具有较低的比功率，质量轻、体积大、效率高、噪声小、成本较高。（ ） 2.电枢调速方式属于恒功率调速，励磁调速方式属于恒转矩调速。（ ） 3.主极铁芯一般由2～2.5mm的低碳钢板冲压成一定形状叠装固定而成，是主磁路的一部分。（ ） 4.斩波器是直流电源和负载电机之间的一个周期性通断的开关控制装置，它的作用是改变供给电动机的电压。（ ） 5.电动汽车的感应电动机使用的几乎都是专用的三相电压型变换器。（ ） 6.在电动汽车所采用的直流电动机中，大功率电动机采用永磁式直流电动机。（ ） 7.开关磁阻电机的定子和转子极数不同，有多种组合方式，最常见的有四相8/6结构和三相6/4结构。（ ） 8.开关磁阻电机的工作原理遵循磁阻最小的原则。（ ） 9.由于技术成熟和控制简单，交流电动机驱动一直在电机驱动系统中占有突出的地位。（ ） 10.电枢绕组由扁铜线或圆铜线按一定规律绕制而成，它是直流电动机的电路部分。（ ） 四、填空题（本题共5小题，每题3分，共15分） 1.电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由 、 、 、各种检测传感器和电源(动力蓄电池)组成。 2.直流电动机分为 直流电动机和 直流电动机。 3.交流电动机可分为 和 两类。 4.轮毂电机驱动系统通常由 、 、 与 等组成。 5.直流电动机由 与 两大部分构成，二者之间的间隙称为 。 五、简答题（本题共5小题，每题5分，共25分） 1.简述电动汽车电机驱动系统的主要性能指标。 2.简述直流电动机的基本工作原理。 3.简述开关磁阻电机驱动系统的组成。 4.简述主电动机控制器冷却方式有哪些？ 5.简述轮毂电机驱动系统的特点。 六、综合论述题（本题共1小题，每题10分，共10分） 1.试述开关磁阻电机的特点是什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 《新能源汽车结构与维修》人交社 第三章 电动汽车电机驱动系统 章节过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 姓名 班级 学号 1 一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分，多选、错选均不得分） 1.( )是指通入直流电而产生机械运动的电动机。 A、直流电动机 B、交流感应电动机 C、异步电动机 D、开关磁阻电动机 【答案】A 【解析】直流电动机是指通入直流电而产生机械运动的电动机。 2.高速电动机的转速一般为( )。 A、1000~3000r/min B、3000~6000r/min C、6000~10000r/min D、10000~15000r/min 【答案】D 【解析】高速电动机的转速一般为10000~15000r/min。 3.永磁同步电动机的转子为永磁体，通过( )可以检测转子磁场的强度，确定转子位置。 A、霍尔传感器 B、光电编码器 C、旋转变压器 D、功率变换器 【答案】A 【解析】永磁同步电动机的转子为永磁体，通过霍尔传感器可以检测转子磁场的强度，确定转子位置。 4.特斯拉电动汽车使用的是( )。 A、直流电动机 B、交流感应电机 C、永磁同步电机 D、开关磁阻电机 【答案】B 【解析】特斯拉电动汽车使用的是交流感应电机。 5.直流电动机的转速从零增加到稳定运行速度的整个过程称为( )。 A、制动过程 B、起动过程 C、反转过程 D、调速过程 【答案】B 【解析】直流电动机的转速从零增加到稳定运行速度的整个过程称为起动过程。 二、多项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分，多选、错选、漏选均不得分） 1.由励磁绕组形成磁场的直流电动机，根据励磁绕组和电枢绕组的连接方式的不同，分为( )。 A、他励电动机 B、并励式电动机 C、串励式电动机 D、复励式电动机 【答案】ABCD 【解析】由励磁绕组形成磁场的直流电动机，根据励磁绕组和电枢绕组的连接方式的不同，分为他励、并励、串励、复励电动机。 2.直流电动机起动的方法有( )。 A、电枢回路串电阻分级起动 B、降压起动 C、调波起动 D、升压起动 【答案】AB 【解析】直流电动机起动的方法有电枢回路串电阻分级起动和降压起动。 3.要使电动汽车具有良好的使用性能，驱动电动机应该满足哪些要求？( ) A、较宽的调速范围、较高的转速 B、足够大的启动扭矩、体积小 C、动态制动性强、质量轻 D、能量回馈、效率高 【答案】ABCD 【解析】要使电动汽车具有良好的使用性能，驱动电动机应具有较宽的调速范围、较高的转速；足够大的启动扭矩、体积小； 动态制动性强、质量轻；能量回馈、效率高。 4.他励直流电动机的调速方法有( )。 A、电枢串电阻调速 B、降低电枢电压调速 C、减弱磁通调速 D、能量回馈调速 【答案】ABC 【解析】他励直流电动机的调速方法有电枢串电阻调速、降低电枢电压调速、减弱磁通调速。 5.无刷直流电动机的运行可分为( )状态。 A、正转电动 B、反转电动 C、正转制动 D、反转制动 【答案】ABCD 【解析】无刷直流电动机的运行可分为正转电动、反转电动、正转制动、反转制动状态。 三、判断题（本题共10小题，每题3分，共30分，若判断为对填“√”，反之填“×”） 1.高速内转子型轮毂电机具有较低的比功率，质量轻、体积大、效率高、噪声小、成本较高。（ ） 【答案】 × 【解析】高速内转子型轮毂电机具有较高的比功率，质量轻、体积小、效率高、噪声小、成本低。 2.电枢调速方式属于恒功率调速，励磁调速方式属于恒转矩调速。（ ） 【答案】 × 【解析】电枢调速方式属于恒转矩调速，励磁调速方式属于恒功率调速。 3.主极铁芯一般由2～2.5mm的低碳钢板冲压成一定形状叠装固定而成，是主磁路的一部分。（ ） 【答案】 × 【解析】主极铁芯一般由1～1.5mm的低碳钢板冲压成一定形状叠装固定而成，是主磁路的一部分。 4.斩波器是直流电源和负载电机之间的一个周期性通断的开关控制装置，它的作用是改变供给电动机的电压。（ ） 【答案】 √ 【解析】斩波器是直流电源和负载电机之间的一个周期性通断的开关控制装置，它的作用是改变供给电动机的电压。 5.电动汽车的感应电动机使用的几乎都是专用的三相电压型变换器。（ ） 【答案】 √ 【解析】电动汽车的感应电动机使用的几乎都是专用的三相电压型变换器。 6.在电动汽车所采用的直流电动机中，大功率电动机采用永磁式直流电动机。（ ） 【答案】 × 【解析】在电动汽车所采用的直流电动机中，大功率电动机采用绕组励磁式直流电动机。 7.开关磁阻电机的定子和转子极数不同，有多种组合方式，最常见的有四相8/6结构和三相6/4结构。（ ） 【答案】 √ 【解析】开关磁阻电机的定子和转子极数不同，有多种组合方式，最常见的有四相8/6结构和三相6/4结构。 8.开关磁阻电机的工作原理遵循磁阻最小的原则。（ ） 【答案】 √ 【解析】开关磁阻电机的工作原理遵循磁阻最小的原则。 9.由于技术成熟和控制简单，交流电动机驱动一直在电机驱动系统中占有突出的地位。（ ） 【答案】 × 【解析】由于技术成熟和控制简单，直流电动机驱动一直在电机驱动系统中占有突出的地位。 10.电枢绕组由扁铜线或圆铜线按一定规律绕制而成，它是直流电动机的电路部分。（ ） 【答案】 √ 【解析】电枢绕组由扁铜线或圆铜线按一定规律绕制而成，它是直流电动机的电路部分。 四、填空题（本题共5小题，每题3分，共15分） 1.电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由 、 、 、各种检测传感器和电源(动力蓄电池)组成。 【答案】电动机；功率转换器；控制器 2.直流电动机分为 直流电动机和 直流电动机。 【答案】绕组励磁式；永磁式 3.交流电动机可分为 和 两类。 【答案】同步电动机；异步电动机 4.轮毂电机驱动系统通常由 、 、 与 等组成。 【答案】电机；减速机构；制动器；散热系统 5.直流电动机由 与 两大部分构成，二者之间的间隙称为 。 【答案】定子；转子；气隙 五、简答题（本题共5小题，每题5分，共25分） 1.简述电动汽车电机驱动系统的主要性能指标。 【答案】(1)额定电压。在额定工况运行时，电机定子绕组应输入的线电压值。(2)额定电流。在额定电压下，电机轴上输出的机械功率为额定功率时，电机定子绕组通过的线电流值。(3)额定转速。在额定电压输入下，以额定功率输出时对应的电机最低转速。(4)额定功率。在额定条件下，电机轴上输出的机械功率。(5)峰值功率。在规定的时间内，电机允许输出的最大输出功率。(6)最高工作转速。电动汽车最高设计速度时相应的电机转速。(7)最高转速。在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。(8)额定转矩。电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。(9)峰值转矩。电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。(10)堵转转矩。电机转子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测得值。(11)机械效率。在额定运行时电机轴上输出的机械功率与电机在额定运行时电源输入电机定子绕组上的功率之比值。(12)电机及控制器整体效率。电机转轴输出功率除以控制器输入功率。(13)温升。电机在运行时允许升高的最高温度。 【解析】主要考查电动汽车电机驱动系统的主要性能指标。 2.简述直流电动机的基本工作原理。 【答案】在磁场N极和S极之间装有一个可以转动的线圈(电枢绕组),线圈的首末两端分别接到两片圆弧形的换向片(铜片)上，两个换向片之间、换向片与转轴(与线圈一起旋转)之间均相互绝缘，为了把电枢绕组和外电路接通，在换向器上安置了两个固定不动的电刷。由于电刷和电源固定连接，因此无论线圈怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外，由电磁感应原理可知，通电线圈在磁场中收到逆时针方向的力矩作用。电流方向是交替变化的，所受电磁力的方向不改变，因而线圈可以连续地按逆时针方向转动。 【解析】主要考查直流电动机的基本工作原理。 3.简述开关磁阻电机驱动系统的组成。 【答案】（1）开关磁阻电机驱动系统是高性能机电一体化系统，主要由开关磁阻电机、功率转换器、传感器和控制器四部分组成。（2）开关磁阻电机为系统主要组成部分，用于实现电能向机械能的转换。（3）功率转换器是连接电源和电机的开关器件，用于提供开关磁阻电机所需的电能，功率转换器的结构形式一般与供电电压、电机相数以及主开关器件种类有关。（4）传感器主要用来反馈位置及电流信号，并传送给控制器。控制器是系统的中枢，起决策和指挥作用，主要针对传感器提供的转子位置、速度和电流反馈信息以及外部输入的指令，实时加以分析和处理，进而采取相应的控制决策，控制功率转换器中主开关器件的工作状态，实现对开关磁阻电机运行状态的控制。 【解析】主要考查开关磁阻电机驱动系统的组成。 4.简述主电动机控制器冷却方式有哪些？ 【答案】主电动机控制器与电动机的冷却方式一样，也有风冷和液冷之分。在外观上，风冷的控制器体积要较液冷的控制器体积大，风冷控制器一般需要装备多个强制散热风扇，进行强制通风。车载电动机控制器的冷却方式主要取决于电动机的冷却方式。一般情况下，这两者均可采用相同的冷却方式进行冷却。 【解析】主要考查主电动机控制器的冷却方式。 5.简述轮毂电机驱动系统的特点。 【答案】(1)动力控制由硬连接改为软连接。通过电子线控技术，实现各电动轮从零 到最大速度的无级变速和各电动轮间的差速要求，从而省略了传统汽车所需的机械式操纵变速装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等，使驱动系统和整车结构简洁，有效可利用空间大，传动效率提高。(2)各电动轮的驱动力直接独立可控，使其动力学控制更为灵活、方便；能合 理控制各电动轮的驱动力，从而提高恶劣路面条件下的行驶性能。(3)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈，还能对整车能源的高效利用实施最优化控制和管理，节约能源。(4)底架结构大为简化，使整车总布置和车身造型设计的自由度增加，若能将底架承载功能与车身功能分离，则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化，从而缩短新车型的开发周期，降低开发成本。(5)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导入线控四轮转向技术，实现车辆转向行驶高性能化，可有效减小转向半径，甚至实现零转向半径，大大增加了转向灵便性。 【解析】主要考查轮毂电机驱动系统的特点。 六、综合论述题（本题共1小题，每题10分，共10分） 1.试述开关磁阻电机的特点是什么？ 【答案】（1）优点：①调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩—速度特性。②制造和维护方便。③运转效率高。开关磁阻控制灵活，易在很宽的转速范围内实现高效节能控制。④可四象限运行，具有较强的再生制动能力。⑤结构简单、成本低，制造工艺简单，适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。⑥转矩方向与电流方向无关，减少了功率转换器的开关器件数，降低了成本。同时出现故障的概率减小，控制可靠方便，可四象限运行，容易实现正转、反转和启动、制动等需要的调节控制。⑦损耗小。损耗主要产生在定子，电机易于冷却。电机转子不存在励磁及转差损耗，并且由于功率变换元器件少，相应的损耗也小。⑧可控参数多、调速性能好。可控参数有主开关开通角、主开关关断角、相电流幅值和直流电源电压。⑨适于频繁启动、停止以及正反转运行。（2）缺点：①结构简单，但设计和控制较复杂。②由于开关磁阻电机磁极端部的严重磁饱和以及与沟槽的边缘效应，使得开关磁阻电机设计和控制要求非常高。③开关磁阻电机噪声较大。 【解析】主要考查开关磁阻电机的特点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$