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驱动电机及控制技术试题,驱动电机及控制技术期末考试是许多电气工程专业的学生都会面临的一项挑战。这门课程涵盖了电机驱动的基本原理和控制技术,旨在培养学生对电机的运行机理和控制策略的理解和掌握。

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在这门课程中,学生将学习关于直流电机、交流电机和步进电机的工作原理和特点。他们将了解电机的结构、磁场和转子的相互作用,并学会如何使用电机驱动器将电能转化为机械能。学生还将学习关于速度调节、位置控制和力矩控制等电机控制技术。

期末考试通常包含选择题、填空题和解答题。选择题考查学生对电机驱动原理和控制策略的理解程度,填空题则让学生回忆一些关键概念和公式。而解答题要求学生能够运用所学知识解决实际问题,例如设计一个电机驱动系统或分析一个复杂的电机控制电路。

为了在考试中取得好的成绩,学生需要深入理解课堂上讲解的概念和理论,并进行充分的练习和复习。这包括阅读教材、完成课后习题和参加实验室实践。学生还可以参考过去的试题和答案,了解教授在考试中的偏好和重点。

驱动电机及控制技术试题,驱动电机及控制技术期末考试是一项重要的考核,对学生的理论知识和实践能力都有很高的要求。只有通过深入学习和积极准备,才能在考试中取得好的成绩。这门课程为学生提供了一个扎实的基础,为他们日后在电力、机械、自动化等领域的工作奠定了坚实的基础。

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一、填空题 1、中小容量的异步电动机一般都有( 短路 )保护,失压保护和( 过载 )保护。 2、电机绝缘材料A级耐热能力为( 105 )℃,E级为 ( 120 )℃,B级为130℃。 3、电磁式交流接触器的衔铁上都装有(短路环 ),以消除铁心的振动和噪音。 4、三相负载接于三相供电线路上的原则是:若负载的额定电压等于电源线电压时,负载应作( Δ )联结;若负载的额定电压等于电源相电压时,负载应作( Y )联结。 5、自动空气开关又称自动开关。其热脱扣器作( 过载 )保护用,电磁脱扣机构作( 短路 )保护用,欠电压脱扣器作( 失压 )保护用。 6、断路器最低跳闸电压及最低合闸电压,其值分别不低于( 30% )Ue,不大于( 70% )Ue。 7、异步电动机在不稳定运行区范围内,转矩随转差率的增大而( 减小 )。 8、绕线式异步电动机的起动通常采用在转子回路中串接电阻的方法起动,即能降低 启动电流 又能增加( 启动转矩 )。 9、异步电动机做空载试验时,时间不小于 1min 。试验时应测量( 绕组 )是否过热或发热不均匀,并要检查轴承 ( 温升 ) 是否正常。 10、发电机定子线圈相间绝缘电阻应为( 0 )MΩ。变频调速技术的优点有(节能)(起动性能好)(电机损坏少)。 11、IGBT比普通晶闸管功耗( 小),响应速度( 快 )。 12、IP45设备防护等级IP45中的的4代表(可以防护1mm的粉尘碎屑 );5代表( 可以防护水直接喷射 )。 13、直流电机的励磁方式(串励 ) ( 并励 ) ( 复励 )( 它励)。 14、电压源的内阻(很大);电流源的内阻(很小)。 15、在6-10KV中性点不接地系统中发生接地时,非故障相的相电压将(升高1.732倍)。 16、在中性点直接接地系统中,发生单相接地故障时,非故障相对地电压(不变)。 17、RLC串联电路发生谐振的条件是)。 18、晶闸管触发导通后,其控制极对主电路(不起 失去 没有)作用。 19、厂用中低压配电系统的接地方式有(直接接地系统) (不接地系统) ( 经消弧线圈或者高阻接地)。 20、配电盘上的交流电压表指示的是(有效)值,直流电压表指示的是(平均)值。 二、单项选择题 1、直流电路中,电容的电抗为( A ) A最大 B、最小 C、零 D、无法确定 2、两个10F的电容器并联后与一个20F的电容器串联,则总电容是( A )F A、10 B、20 C、30 D、40 3、有两个正弦量,其瞬时值的表达式分别为:u=220sin(ωt-10o),i=5sin(ωt-40o),可见 ( B )。 (A)电流滞后电压40o;(B)电流滞后电压30o; (C)电压超前电流50o; (D)电流超前电压30o。 4、戴维南定理可将任一有源二端网络等效成一个有内阻的电压源,该等效电源的内阻和电动势是( A )。 (A)由网络的参数和结构决定的; (B)由所接负载的大小和性质决定的; (C)由网络结构和负载共同决定的;(D)由网络参数和负载共同决定的。 5、要使负载上得到最大的功率,必须使负载电阻与电源内阻( C )。 (A)负载电阻>电源内阻;(B)负载电阻<电源内阻; (C)负载电阻=电源内阻;(D)使电源内阻为零。 6、为了把电流表量程扩大100倍,分流电阻的电阻值,应是仪表内阻的( B )。 A、1/100 B、1/99 C、99倍 D、100倍 7、电磁式测量仪表,可以用来测量( C )。 (A)直流电;(B)交流电;(C)交、直流电;(D)高频电压。 8、电磁型操作机构,跳闸线圈动作电压应不高于额定电压的( C )。 (A)55%;(B)75%;(C)65%;(D)30%。 9、 电气设备外壳接地属于( C )。 (A)工作接地; (B)防雷接地; (C)保护接地; (D)大接地。 10、兆欧表输出的电压是(C)电压。 A、直流 B、正弦交流 C、脉动的直流 D、非正弦交流 11、在整流电路的输出端并一个电容, 主要是利用电容的( C )特性, 使脉动电压变得较平稳。 A、电压不能突变 B、滤波 C、充放电 D、升压 12、直流母线电压不能过高或过低,允许范围一般是( C )。 A、±3% B、 ±5% C、 ±10% D、±15% 13、标志断路器开合短路故障能力的数据是 ( A ) A、额定短路开合电流的峰值;B、最大单相短路电流;C、断路电压;D、最大运行负荷电流。 14、防雷保护装置的接地属于 ( A ) A、工作接地;B、保护接地;C、防雷接地;D、保护接零。 15、电力导线及电缆线截面积的选择是根据( D )进行的。 A、额定电流 B、传输容量 C、短路容量 D、传输容量及短路容量 16、绕线式异步电动机的最大电磁转矩与转子回路电阻的大小( B )。 A、平方成正比; B、无关; C、成反比; D、成正比 17、各设备接头、触头、电缆头、熔丝夹无过热变色,温度一般不应超过( C )。 A、50℃ B、 80℃ C、70℃ D、90℃ 18、用万用表R×100Ω档测量二极管的正、反向电阻,( D )时可判断二极管是好的。 A、正向电阻几欧,反向电阻几兆欧; B、正向电阻几十欧,反向电阻几千欧; C、正向电阻几十欧,反向电阻几十千欧; D、正向电阻几十欧,反向电阻几百千欧。 19、星形接法的三相异步电动机,在空载运行时,若定子一相绕组突然断路,则电机( B )。 A、必然会停止转动 B、有可能连续运行 C、肯定会继续运行 20、在RLC 并联电路中,为使电源电压大小不变而频率从其谐波频率逐渐减小到零时,电路中的电流值将( B )。 A、从某一最大值渐变到零; B、由某一最小值渐变到无穷大; C保持某一定值不变。 21、电压表的内阻(B) A、越小越好 B、越大越好 C、适中为好 22、低压断路器中的电磁脱扣器承担( A )保护作用。 A、过流 B、过载 C、失电压 23、由LC组成的并联电路,当外加电源的频率为电路谐振频率时,电路呈( C )。 A、感性 B、容性 C、纯电阻 24、可控硅整流装置是靠改变( C )来改变输出电压的。 A、交流电源电压; B、输出直流电流; C、可控硅触发控制角;D、负载大小。 25、在二极管桥式整流,电容滤波电路中,若有一个二极管接反,则( B )。 A,只能半波整流 B,短路,元件损坏 C,断路,不能工作 26、SPWM型变频器的变压变频,通常通过改变( A )来实现。 A、参考信号正弦波的幅值和频率 ; B、三角波载波信号的幅值和频率; C、正弦波参考信号和三角波载波信号的幅值和频率。 27、电容器在充电过程中,其( B )。 A、充电电流不能发生变化; B、两端电压不能发生突变; C、储存能量发生突变; D、储存电场发生突变。 28、Y,d-11接线的变压器△侧发生两相短路时,Y侧必有一相电流为另外两相电流的( D ) A、0.5 B、 1 C、 1.732 D、 2 29、在直流电路中,我们把电流流入电源的一端叫做电源的( B )。 A、正极; B、负极; C、端电压; D、电势。 三、多项选择 1、在由电感、电容构成的电路中,电路开关由断开至合上,由于( A C )不能突变,所以从一个稳定状态换到另一个稳定状态需要一个时间,即一个过程,这个过程称过渡过程。 A. 电感线圈中电流; B. 电感线圈中电压; C. 电容器两端电压; D. 电容器两端电流。 2、用相位表测量Yd11变压器高压侧UAB较低压侧Uab( A D ) A滞后30度; B超前30度; C滞后330度 ; D超前330度。 3、两台阻抗电压不相等的变压器并列运行时,在负荷分配上( A D )。 A、阻抗电压大的变压器负荷小; B.阻抗电压小的变压器负荷小; C.负荷的分配不受阻抗电压的影响; D.负荷的分配受阻抗电压的影响。 4、蓄电池容量用( B C )两者的乘积表示。 A 放电功率; B 放电电流; C 放电时间; D 充电电流。 5、寻找接地的方法有( ABCD ) A、测量法; B、拉合试验法; C、分割电网法; D、人工转移接地法。 6、电气着火源可能产生原因有( ABCD ) A、电气设备或电气线路过热; B、电花和电弧; C、静电; D、照明器具或电热设备使用不当。 7、低压断路器主要用于配电线路的( ABCD )保护 A、过载; B、欠压; C、失压; D、短路。 8、以下哪些问题会引起电动机发热?( BCEF ) A、电源电压低于额定电压5%; B、长时间缺相运行; C、起动太频繁; D、电源相序接反; E、定专子之间间隙过大; F、电源电压过高。 9、380V不接地系统发生单相接地后对设备的影响,以下哪些说法是正确的?( A、单相接地后,影响电源的对称性; B、影响母线上设备的运转; C、非接地相对地电压升高为线电压; D、设备的中性点电位升高至相电压值; E、对其绝缘可能造成一定危害。 10、对于兆欧表的使用,以下说法正确的是( A C D ) A 根据试品选择合适的电压; B根据试品选择合适的电流; C 测试前后应对试品充分放电; D机械式兆欧表对试品进行测试后应先将接线脱离试品,再停止摇测。 四、 简答题 1、直流电动机的是否一般不允许直接启动?如直接启动有什么问题?采用什么方法启动比较好? 答: 直流电机一般是不允许直接启动的。如果直接启动,由于启动电流较大,换向将会很困难,换向器表面产生电火花,电枢绕组中电流过大将损坏绕组,机械传动机构会受到强烈的冲击,还会影响电网电压的波动及影响其他设备正常运行。所以采用电枢回路串电阻或改变电枢电压比较好。 2、在电动机的主回路中,既然装有熔断器,为什么还要装热继电器?他们有什么区别?热继电器的选用原则?其中现有两种热继电器接入方式是什么? 答: 熔断器只能用作短路保护,不能用作过载保护;而热继电器只能用作过载保护,不能用作短路保护。所以主回路中装设两者是必需的。 热继电器应根据使用条件、工作环境、电动机型式及运行条件,电动机起动情况及负荷情况综合考虑合理选择。原则上热继电器的额定电流应按电动机额定电流选择,一般按1.2 倍额定电流选择热继电器的电流范围。然后选择热继电器的型号和元件电流等级。 一般热继电器安装可分为直接接入和间接接入两种。 直接接入:热继电器和交流接触器组装在一起,热元件直接通过负载电流。 间接接入:热继电器和电流互感器配合使用,其热元件通过电流互感器的.二次电流。这种热继电器电流范围是根据通过电流互感器拆算到二次来选择的。 3、为什么直流系统发生2点接地可能导致严重的后果,试画图说明?如何预防? 答: 1.如果两点接地分别发生在不同支路的正极和负极,会导致2个支路发生短路,直流支路的上游开关跳闸或保险熔断,下游大量的控制负荷失电。 2.如果两点接地均发生在正极或负极的不同地点或不同回路上,虽然不会导致开关跳闸,但是由于这2点接地,会导致这2点之间所有的控制回路的接点失效,可能造成相关的控制回路的控制逻辑紊乱,造成开关后者其他逻辑回路拒动或者误动,产生不可预知的后果。 4、变频器能否改变电动机的起动特性?为什么? 答: 可以改变。因为变频器可以控制输出电压的矢量、幅值等等参数,因此他可以控制电动机的磁通矢量以及转矩启动特性。达到根据负荷的特性实现对电机的控制。 5、逆变器与旁路电源同步的条件是什么?如果出现不同步切换会产生什么后果? 答: 2个电源同步的条件:相位 幅值 频率一致即认为逆变器和旁路电源同步;2个电源同步后,可出实现2路电源之间的无扰不间断切换,如果不同步切换,轻则切换失败,下游负荷出现短时的失店,重则导致逆变器的IGBT管出现很大的环流甚至短路,烧毁设备等严重的事故。 6、SR25型电动头内的各个限位开关有什么作用? 答: SR25型电动头为伯纳德公司生产的电动头,起内部有8个限位开关,其中分为3个开行程的限位,3个关行程的限位,1个关力矩保护的限位和一个开力矩保护的限位。 2个开关行程分别用于电动头的开向和关向的到位行程的控制 2个开关行程分别用于电动头的配电盘开关的位置指示 2个开关行程分别用于电动头的远方(主控)开关位置的指示 2个力矩限位串接于到位行程控制中,用于电动头行程控制的后备保护以及阀门的过力矩的保护。 五、故障分析题 1、一台380V的交流接触器在运行过程中滋滋声较大,还伴随有震动,请分析可能的原因。 答: 可能的原因有以下几点: 1.接触器衔铁上的短路环松动或者缺失掉落导致电压过零点时剧烈的震动。 2. 接触器衔铁之间有异物或者油泥导致动静衔铁无法完全接触的电磁声 3. 接触器由于机械机构的卡涩导致没有全部吸合完全导致的电磁声和震动 2、蓄电池正常的浮充电压为2.23V±0.03V,在运行过程中某一节电池的浮充电压为2.18V,超出要求,请分析原因 答: 蓄电池组的单个电池电压和电池本身的内阻成比例关系,因此该电池电压偏低,是由于其内阻偏高导致的。造成单个蓄电池内阻偏高的原因有以下几点: 1. 制造过程中的工艺瑕疵导致极板、隔板安装不当 2. 初充电过程中,调酸时酸液有杂质导致吸酸饱和度不均匀 3. 维护过程中对电池温度的控制不当或者均衡充电电压调整不合理或者就没有进行过均衡充电。 4.极板、隔板弯曲或者电解液密度不足导致 3、6KV一台开关运行过程中意外跳闸,试分析跳闸的原因和处理方法? 答:可能原因有3大类: 1. 外部信号逻辑回路触发跳闸信号。(例如主控或DCS来了一个错误的命令或者其他组态逻辑中有跳闸逻辑) 2.保护控制回路动作。(下游负荷过载短路等等异常引起跳闸保护动作;保护继电器误动作导致跳闸;开关的相关的控制回路保持回路或者一些接点等接触不良等异常导致跳闸) 3.开关机械机构或者驱动机构异常(开关的跳闸线圈(保持线圈)开路后者低电压线圈动作;开关的机械跳闸机构由于磨损震动润滑等引起的误动作) 六、计算题 1、一台三相异步电动机接在50周/秒三相交流电源上,转速1440转/分,问这是几极电机?转差率多少? 解: ①∵转速n=60f/p ∴极对数P=60f/n=60X50/1440=2(对) 表示电动机为4极电机 ②转差率S=n1?n X100% n1 n1?n1500-1440X100%=1500-X100%=4% n11500 同步转速为:n1=60f/p=60X50/2=1500转/分 则转差率S= 2、有三个单相负荷接在三相四线制电路中,RA=5Ω,RB=10,RC=20Ω,电源相电压220伏,若A相断开,求各线电流和中线电流多少? 解: ①当A相断开,则IA=0 由于存在中线 ∴UB=220V UC=220V IB=Ub=220/10=22(A) Rb IC=UC/RC=220/20=11(A) ②中线电流UN=IA+IB+IC =0+22∠-120°+11∠+120° =22(-1/2-j3/2)+11(-1/2+j3/2) =-16.5-j9.52=19∠-150°安 3、一台三相四极异步电动机,P=28KW,Ue=380V,n=90%,COSΨ=0.88,定子为△形接法。在额定电压下,全压直接启动时启动电流为多少?试用Y-△启动时,问:启动电流多大? 解: 电动机的额定电流Ie=Pe/Ue COSΨ=28000/(×380×0.88×0.9)=53.7A 电动机全压直接启动的启动电流I直接=6Ie=6×53.7=322.2A 电动机Y-△启动的启动电流I Y-△=1/3×I直接=1/3×322.2=107.4A 答:该电动机全压直接启动的启动电流为322.2A, Y-△启动电流为107.4A 4、三相四线制电路如图D-44所示,其各相电阻分别为Ra=Rb=20Ω,Rc=10Ω。已知对称三相电源的线电压UL=380V,求相电流、线电流和中性线电流各是多少 解:因采用三相四线制,所以每相负载两端的电压为电源的相电压,即 U?UL380??220(V)3 设UA=220∠0°则UB=220∠-120° UC=220∠120° 则各相相电流为UC UA220?0 Ia11(A)Ra20 UB220??120 Ib???11??120?(A)RB20 UC220?120 Ic???22?120?(A)RC10 因为负载是星形接线,所以线电流等于相电流 ILa=11AILb=11AILc=22A 中性线电流IN IN?IA?IB?IC =11+11∠-120°+22∠120° =11∠120°(A 故 IN=11(A) 答:A相的相电流、线电流为11A;B相的相电流、线电流为11A,C相的相电流、线电流为22A,中性线电流为11A。 5、某R,L,C串联电路,R=50Ω,L=159mH,C=0.159μF,U=20V。求: (1)电路谐振频率f0 (2)谐振时求XL,总阻抗Z,电流I (3)电阻和电容上压降 解:(1)谐振时XL=XC ωL=1/ωC 2πfL=1/2πfC f0=1/2πLC=1/(2π0.159?0.159?10?6)≈1000HZ (2).XL=ωL=2π×1000×159×10-3≈1000 (欧) Z=R=50 (欧) I=U/R=20/50=0.4 (A) (3)UR=IR=0.4×50=20 (V) UC=I/ωC=0.4/(2π×1000×0.159×10-6)≈400(V) 答:(1)电路谐振频率f0 为1000HZ。(2)谐振时XL为1000欧,总阻抗Z为50欧,电流I为0.4A。电阻和电容上压降分别为20 V、400V。

驱动电机控制模块

纯电动汽车的组成由电力驱动主模块、车载电源模块和辅助模块三大部分组成。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电机驱动系统是电动汽车的心脏,它由电机、功率转化器、控制器、各种检测传感器和电源(蓄电池)组成

驱动电机及控制技术期末考试

电动汽车电机控制和驱动技术的发展与现状是一个非常广泛和复杂的话题,以下是一些发散思维,将它扩展开来:1. 电动汽车的发展历程

- 电动汽车的历史可以追溯到19世纪中叶,当时电动汽车是主流汽车类型之一,但由于石油汽车的出现,它们逐渐被淘汰。

- 在20世纪末和21世纪初,环保和能源危机的要求推动电动汽车的再次出现。最初的电动汽车主要采用直流电机驱动,但这种技术存在许多问题,例如低功率、低效率、噪音和易损等。

- 随着科技的进步,交流电机和控制技术逐渐成为主流,使得电动汽车的性能大大提高。现在的电动汽车采用的控制技术包括电子调速、感应电动机、永磁同步电机等。2. 电力电子技术在电动汽车中的应用

- 电动汽车中的电机控制很大程度上依赖于电力电子技术。变频器可以通过改变电机的电源频率和电压来控制电机的速度。

- 另一方面,交流/直流模块可以将电池的直流电转换成电动机所需的交流电。电源管理单元确保电池充电和放电的安全和有效。3. 电动汽车的未来趋势

- 随着科技和市场的竞争加剧,电动汽车的发展仍然不断加速。未来的趋势可能包括更高效的电机和控制系统、更快的充电速度、更长的电池续航时间等。

- 另一方面,人工智能技术的应用也可能推动电动汽车的发展。AI可以帮助优化电动汽车的能源管理,并最大程度地提高其性能和效率。电动汽车电机控制和驱动技术的发展与现状非常复杂,需要考虑许多因素,例如性能、效率、成本、可靠性、安全等。随着科技的进步和市场的竞争,未来电动汽车将继续发展,并且有望成为替代传统燃油车的主流车型。

电动汽车电机控制与驱动技术试题

相似之处:

1.它们都是马达

看似废话,我想说的是,电动车的电机只是一种电机,没什么特别的。分析方法逃不过常见的电磁分析方法,计算工具都是有限元软件,仿真求解器都是基于瞬态求解器,电磁方程逃不过麦克斯韦方程。没什么大不了的,是有特殊负载要求的电机。

2.分类和控制是一样的

电动汽车也分为感应电机和永磁电机,控制理论和方法与工业电机没有区别。

差异:

1.严格的体积和重量要求

因为是车载,所以这个要求比较突出。普通工业电机对尺寸和重量没有这么严格的要求,因为工业场地巨大,一般都是先达到工业目标。不同的电动汽车,其尺寸和重量决定了其动力性能和驾驶体验,直接影响产品质量。所以电动车电机的难点在于提高功率重量密度和功率体积密度。电机越小越轻越厉害越好。

2.独特的扭矩特性

启动或低速时需要超高扭矩,这样汽车的速度才能以最快的方式提高到所需的速度。通用工业电机没有这么高的启动速度要求。需要在高速时提供足够的动力,使汽车能够高速巡航。

3.调速范围宽

最大速度可能是电机基本速度的四倍甚至更高。目前电动车的最佳解决方案是省去多速变速箱,只使用固定齿轮组。这样电机的转速范围越宽越好。以特斯拉的S型为例,电机最高转速可以达到18000转/分,相当可怕。这是对电力电子调速器的一个巨大考验。

4.全面的效率要求

与电力机车不同,电力机车由受电弓供电,电动汽车由电池供电,续航里程完全取决于电机效率。电机效率每增加1%,续航里程可增加1%。电机的效率非常高。再高一点就是胜利,每一点能量都要优化。

5.其他人

至于低噪音、高稳定性、合理散热、性价比等等,我就不提了。这些是基本要求。

技术细节:

1.扭矩-速度效率分布图:

电动汽车电机的效率分布图应如下:

电动车电机和工业电机有什么异同?电动车主要在黄区行驶,不会频繁起步,也不会超高速连续行驶,中间会加速减速。所以对于效率范围来说,黄色区域最好有更高的效率。我们希望黄色区域可以在三个方向上延伸,以满足最大的能量利用率。2.调速曲线:

和普通电机基本类似,区别是恒功率区更宽;最高速度可以达到基本速度的4倍。3.电机漏磁越小越好!

这与工业电机有很大不同。这主要是感应电机。以直接接入电网的一般工业感应电机为例,转子侧的开槽可以简称为“花式开槽”。有深槽,双槽,斜槽。其中一些设计旨在改善气动特性,一些设计旨在折中低速和高速性能,一些设计旨在减少扭矩波动。这些花式槽都增加了漏磁。电动汽车的电机由逆变器精确控制,因此所有的起动特性都不同于传统电机。因为控制器可以控制启动时的频率和幅度,所以不会有直接接并网电机的缺点。这时候就要求漏磁通量越少越好,槽越浅越宽越好!适当增加气隙宽度,以降低高频谐波分量的阻抗。如果条件允许,尽量用铜鼠笼代替铝鼠笼(高阻)。特斯拉汽车公司的感应电机生动地展示了这些特点:4.永磁电机

永磁电机主要用于混合动力汽车。混合动力汽车中的电机100%是永磁电机。完美的市场份额。为什么?因为它体积小,重量轻,功率密度高。永磁体分为BLAC(无刷交流)和BLDC(无刷DC)。两个电机结构基本相同,唯一的区别在于控制的电流波形。BLAC是正弦波,BLDC是矩形波。相对来说,BLAC的表现略好于BLDC,但优势不明显。最著名的永磁电机是丰田普锐斯电机:整机的设计目前已经基本达到了电机设计的极限,可以称之为手工艺。

新能源汽车驱动电机与控制技术

【太平洋汽车网】电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成,还包括高压电线、信号线和冷却系统。新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。电力电子变换器由固态器件组成,主要作用是将大量能量从电源传递给电机输入端。

控制器通常由微控制器或数字信号处理器和相关的小信号电子电路组成,其主要作用是处理信息以及产生电力变换器半导体开关器件所需的切换信号。电机驱动系统主要部件、储能装置以及电机之间的关系。

新能源汽车电机驱动系统框图功率变换器包括直流变换器和交流变换器,直流变换器用于驱动直流电机,直流变换器用于驱动交流电机。功率变换器是由大功率、快速响应的半导体器件组成。电机驱动系统的电力电子电路中的固态器件的作用是作为通或断的电子开关将恒定电压变换为可变频、可变压的电源。

所有的功率器件都有一个控制输入门极(或栅极或基极)功率器件根据控制器输出的控制信号导通或者关断。在过去的20多年,功率半导体技术迅猛发展,使得直流和交流电机驱动系统朝着小型、高效和可靠的方向快速发展。在纯电动汽车及混合动力汽车电机驱动系统中,最常用的功率器件是IGBT。IGBT的电压、电流范围以及开关频率完全满足电驱动系统的要求。

DC/DC及DC/AC变换器的作用新能源汽车驱动系统控制器管理和处理系统信息以控制电驱动系统的功率流向。控制器根据驾驶员的输入指令进行动作,同时要遵循电机的控制算法。经过几十年的发展,各种电机都有很多种控制算法。在这些控制算法中,有些是用于高性能驱动系统的,另外一些是用于要求较低的调速驱动系统。

电力牵引用的电驱动系统需要响应快、效率高,因此其被归类为高性能驱动系统的范畴。这些电机驱动系统控制算法是计算密集型的,需要快速的处理器及相当多的反馈信号接口。现在的处理器基本都是数字信号处理器,取代了原来的模拟信号处理器。

与模拟信号处理器相比,数字信号处理器不仅可以降低漂移和误差,同时短时间内处理复杂算法的能力方面性能也有了较大的提高。控制器实际上是一个嵌入式系统,其中微处理器、数字信号处理器通过外围接口电子模块进行信号处理。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

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