【习题】2-1 直流驱动电机结构与检修

《新能源汽车驱动电机及控制系统检修》习题（教师版）项目二新能源汽车驱动电机检修任务一直流驱动电机结构与检修一、填空题（2分/空，共36分）1.直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。2.定子主要由主磁极、换向磁极、电刷和机座等组成，用来产生磁通和进行机械固定。3.主磁极的作用是产生气隙磁场，磁极可以是永磁体，也可以是电励磁式的。4.电刷作为转子电枢绕组的引出端，它的作用主要是导通作用。目前，高端的新型直流电机的电刷采用先进的电子接触，称为无刷电机。5.转子主要由电枢绕组、电枢铁心及换向器等组成，也称为电枢。6.电机里的定子和转子之间会留有气隙，定子和转子的结构行驶以及气隙的大小对电机性能有重要影响。7.电枢铁心有两个作用，一是作为主磁路的主要部分；二是嵌放电枢绕组。8.换向器是直流电机里的一种特殊装置，每两个相邻的换向片中间是云母绝缘片。9.直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。10.按励磁方式，直流电动机可分为他励直流电动机、并励直流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机等。二、单选题（4分/题，共20分）1.高速无刷直流电机的转速通常高于（B）。A.8000RpmB.10000RpmC.12000RpmD.20000Rpm2.属于汽车上常用的直流机是（B）。A.他励直流电动机和并励直流电动机B.并励直流电动机和串励直流电动机C.串励直流电动机和复励直流电动机D.他励直流电动机和复励直流电动机3.使用截面积较大的导线绕成，而匝数较少的是。(C)A.他励直流电动机B.并励直流电动机C.串励直流电动机和D.复励直流电动机4.按电机绕组连接方式，无刷直流电机的电子换向器可分为(B)。A.全桥式和半桥式B.星形和三角形C.桥式和三角形D.半桥式和星形5.对环境要求较高，使用寿命较短的传感器是(A)。A.光电式位置传感器B.磁敏式位置传感器C.转子位置传感器D.电磁式位置传感器三、判断题（4分/题，共24分）1.直流电机具有控制系统简单、启动转矩大和调速好等诸多优点。（√）2.高速无刷直流电机在航空航天、家用电器、电动汽车、自动办公领域等方向具有广阔的应用前景。（√）3.电机转子结构的多样化使得永磁无刷直流电机正朝着高转矩、高精度、多用途和微型化等方向发展。（√）4.无刷直流电机的转子跟随定子上的旋转磁场运动，无需按照一定的顺序给定子各相绕组轮流馈电。（×）5.永磁体产生的转子磁场与旋转的定子磁场相互作用，两者瞬时速度也相同。（×）6.电磁式位置传感器利用电磁效应将转子位置信息转换为对应变化的电信号，其可靠性高、使用寿命长、输出信号大，但信噪比较低、输出的交流信号需经整流滤波后才能使用，所以目前较少使用。（√）四、简答题（4分/题，共20分）1.根据您对永磁无刷直流电机的认知，您知道永磁无刷直流电机的基本结构有哪些吗？它的工作原理是什么？并画出永磁无刷直流电机的基本原理图。参考答案：永磁无刷直流电机主要由电机本体、转子位置传感器和电子换向器等三部分组成。永磁无刷直流电机利用转子位置传感器输出的转子位置信号驱动电子换向器中的电力电子器件，使定子各相绕组按照一定的顺序导通，从而在BLDCM的定子绕组上产生步进式的旋转磁场，拖动电机转子旋转。随着电机转动，电机控制器不断地改变定子各相绕组的通断状态，这样就使得某一磁极下导体中的电流方向保持不变，即电机持续向同一方向旋转。2.您知道什么是转子位置传感器吗？请说说它的概念与特点。参考答案：转子位置传感器在永磁无刷直流电机中的作用是检测转子位置，为电子换向器提供正确的换相信号以控制定子绕组换相，无刷直流电机的转子位置传感器代替了传统有刷直流电机中的碳刷和滑环。常用的转子位置传感器主要有电磁式、光电式和磁敏式三种，其中电磁式位置传感器利用电磁效应将转子位置信息转换为对应变化的电信号，其可靠性高、使用寿命长、输出信号大，但信噪比较低、输出的交流信号需经整流滤波后才能使用，所以目前较少使用。光电式位置传感器利用光电效应确定转子位置，其体积小、重量轻，但是由于光电式传感器由光敏材料制成，所以它对环境要求较高，使用寿命较短。磁敏式位置传感器利用霍尔效应和磁阻效应工作，其成本低廉、环境适应性很强、结构简单、易安装，因此在永磁无刷直流电机中得到广泛的应用。3.根据您对永磁无刷直流电机本体的了解，请简述永磁无刷直流电机本体的组成与特点。参考答案：永磁无刷直流电机本体由定子和转子两部分构成。电机定子铁心中嵌有单相或对称的多相绕组，电枢绕组可以接成星形或三角形，其中星形连接在低转速时输出高转矩，三角形连接在低转速时输出低转矩，这是因为在三角形连接中，一半的电压加在未被驱动的绕组两端，降低了电机的效率和转矩。因此目前无刷直流电机电枢绕组常用三相对称星形且无中性点引出连接。在额定负载内，气隙磁场密度一般与电枢电流无关，因此转矩和电流呈线性关系。永磁无刷直流电机的转子由一定极对数的永磁体构成，其永磁体多采用稀土永磁材料制作，常见的转子结构主要有表面式和内嵌式两种，其中表面式最为常见，电机转子结构的多样化使得永磁无刷直流电机正朝着高转矩、高精度、多用途和微型化等方向发展。4.根据您对直流电机的了解，请简要说说直流电机的分类。参考答案：直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。采用永磁材料来替代传统电动机的励磁绕组（或转子绕组）的永磁直流电动机分永磁有刷直流电动机和永磁无刷直流电动机。按励磁方式，直流电动机可分为他励直流电动机、并励直流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机等。汽车上常用的有并励直流电动机和串励直流电动机。5.想一想，什么是直流电机呢？请简述直