单片机复习思考题

1.在传动系为固定传动比的纯电动汽车驱动电机参数匹配时，如何确定驱动电机的额度功率、
最大输出转矩、最大转速？
2.电动汽车驱动电机控制器中常用的功率器件有哪些？并分别指出是属于单极型器件，还是双
极型器件，或者复合型器件？对于全控器件，是电压驱动型器件，还是电流驱动型器件？
3.何谓单极型器件、双极型器件、和复合型器件？
4.电动汽车用驱动电机相对于工业用普通电机，有哪些特点？
5.电力电子开关器件的控制过程中，为何要采用软开关技术？
6.直流电机的d轴和q轴分别指什么？
7.车用直流电动机驱动系统的转矩控制过程中，为何要进行电枢电压控制和气隙磁场控制两种
方法？
8.试述磁共能的意义，磁能和磁共能有什么关系？
9.对于下图所示铁心磁路，试求气隙和铁心内储存的磁能之比。

图中，铁芯的长度l Fe=100mm，
气隙的长度Δ=1mm．铁心内的磁通密度B=1T，此时铁心的磁导率μFe=1000μ0，μ0为空气的导磁率。

10.试解释以磁能和磁共能表示的电磁转矩公式的物理意义。

11.试以…磁场”和“Bli”的观点，阐述电磁转矩生成的原因和实质。

12.为什么将直流电动机电枢绕组称为换向器绕组？抉向器绕组有什么特性？
13.直流电动机驱动系统的转矩控制大致分为哪两种方法？为什么要采取这两种方法（可利用电
机简化的等效电路图加以解释）？
14.何谓四象限型直流斩波器？简要下图电路说明各象限运行的工作原理。

15.下图是二象限运行的直流斩波器，分析其在第一象限运行时，通过谐振电路实现主开关S
零电压导通的工作过程。

16.为何三相交流感应电动机又称为三相异步电动机？对于1对极感应电动机，电动机转子角速
度ωr、定子旋转磁场角速度ωs和转子绕组中感生的三相对称电流合成矢量电角速度ωf三者间的关系如何？
17.对于转子的磁极数为P交流电机，其转子磁场的电角速度ωr和转子的机械角速度n的关系
如何？
18.电动汽车驱动电机的控制器为何又称为三相逆变器？三相逆变器主电路主要由哪几个部分
组成的？
19.何谓正弦脉宽调制(SPWM)?如何在电动汽车的逆变器中实现三相SPWM?
20.根据下图，说明双极性正弦脉宽调制SPWM的工作原理。

21.根据下图是一单项辅助谐振缓冲(ARS)逆变器主电路图，该逆变器拓扑结构可使主功率器件
S和辅助开关Sr在实现零电压开关(ZVS)导通。

分析其电路的工作过程。

22.为何交流感应电动机和交流同步电动机的定子绕组大多采用分布式短距绕组？
23.当三相交流电动机定子某相通入交流电流时，其产生的磁动势有什么特点？
24.当三相感应电机定子绕组输入三相交流电流时，其定子中合成的磁动势矢量有什么特点？
25.从电磁转矩生成的角度，分折直流电动机、同步电动机和感应电动机的基本原理，它们的共
性是什么？满足什么条件才能使它们产生恒定的电磁转矩？
26.如果三相交流电动机气隙内的磁场不是正弦分布的，是否还可采用空间矢量理论对电动机进
行分析？为什么？
27. 三相交流电机的某一相定子绕组通入任意波形的电流后，是否会产生基波磁动势？为什么？
28. 为什么控制三相交流电机定子的三相电流i A 、i B 和i C 即可控制其合成矢量i s (对应合成磁动
势f s )的运动轨述？
29. 定子三相电流为：)
240t ωcos(I 2)t (i )120t ωcos(I 2)t (i t ωcos I 2)t (i 2f r c f r b 2
f r a ︒-=︒-==试计算定子电流矢量i s ，并论述i s 的性质。

30. 画出交流电机的稳态等效电路图，说明为何要在转子支路中串入一附加电阻。

31. 利用交流感应电动机的T 型等效电路图和T-I 型等效电路图，说明交流感应电机矢量控制相
对变压变频控制（VVVF ）的优势，并说出这两种控制方式下电机机械输出特性的差异。

32. 下图是基于转子磁场定向的电压源逆变器控制系统结构图，根据此图分析其如何实现的矢量
控制和弱磁控制的。

33.如下图所示的三相同步电动机，其电磁转矩方程可表示为t e = pψf ×i s 。

式中，ψf和i s分别
为转子励磁磁链矢量和定子电流矢量，试论述：
a)电磁转矩方程的物理意义；
b)电磁转矩控制的要素有哪些；
c)在动态过程中，如何才能有效控制电磁转矩。

出它们之间的联系和区别，并写出相应的磁链方程。

35.对于三相交流电动机，是否可利用相量方程、相量图和以相量表示的等效电路来分析动态问
题？为什么？
36.为什么可以采用空间矢量理论来分析电动机的动态控制问题？矢量控制的含义是什么？
37.什么是磁场定向？为什么在基于转子磁场的矢量控制中，一定要先将MT轴系沿转子磁场方
向进行磁场定向？
38.交流异步电机矢量控制时，为什么ψt=0可以作为转子磁场定向的约束条件？ψr=0是否也可
作为磁场定向的约束条件？为什么？
39.为什么通过静止αβ轴系到转子磁场定向MT轴系的坐标变换，可将三相感应电动机变换为
一台等效的直流电动机？
40. 交流异步电机矢量控制时，在转子磁场定向MT 轴系中，转子电压分量方程为：
⎩
⎨⎧+=+=r f t r r m r ψωi R 0p ψi R 0试论述： a) 在什么情况下，才会产生电流i m ？其大小和方向决定什么？为什么它具有阻尼作用？此
电流是否会产生电磁转矩，为什么？
b) 为什么称ωf ψr 为运动电动势？在ψr 恒定时，为什么运动电动势大小决定于转差顿率
ωf ？为称电流i t 为转矩分量？
c) 三相感应电动机机电能量转换的原理是什么？为什么在ψr 恒定条件下，电磁转矩仅决
定于转差频率ωf ? 转差频率控制的原理是什么？
41. 在基于转子磁场定向的矢量控制中，为什么说控制i mr (ψr )和i T 就等同于控制转差频率ωf ？
42. 在基于转子磁场定向的矢量控制中，什么叫直接磁场定向？什么叫间接磁场定向？在直接磁
场定向方式时，电压-电流模型和电流-转速模型各有什么不足之处？试说明电动机参数变化对直接和间接磁场定向的影响。

43. 试论述直接磁场定向矢量控制与间接磁场定向矢量控制有什么不同，又有什么内在联系？
44.三相永磁同步电机（PMSM）定子三相电流正方向如图所示，其瞬时值为i A= -1A、i B= 2A、
i C= -1A。

请在以A轴为实轴的空问复平面内，以矢量图表示出（或计算出）该时刻i S的幅
值和相位。

45.三相永磁同步电机（PMSM）的磁场定向指的是什么？为什么PMSM的转子磁场定向相对
三相感应电动机的转子磁场定向要容易得多？
46.对于转子永磁体面装式PMSM．是怎样将其变换为一台等效的直流电动机的？
47.三相永磁同步电机（PMSM）以转子磁场定向的dq轴线和三相感应电动机以转子磁场定向
的MT轴系中，两者的定子电压矢量方程为什么具有相同的形式？
48.分别论述直流有刷它励电动机、交流感应电动机和永磁同步电动机弱磁控制的基本原理和控
制方式。

49.在转子永磁体面装式的三相永磁同步电机（PMSM）矢量控制中，定子电流矢量分解为i q
和i d，试解释为什么转矩控制和弱磁控制是解耦的？
50.为什么说三相永磁同步电机（PMSM）矢量控制是一种自控式（自同步）的控制方式？矢量
控制为什么不会发生失步现象？
51.将三相永磁同步电机（PMSM）矢量控制与三相感应电动机的转子磁场定向的矢量控制进行
比较性分析，并指出两者存在差异的根本原因是什么？
52.永磁同步电机（PMSM）与无刷直流电机（BLDCM）有哪些不同之处？
53.说明开关磁阻电动机工作机理，为什么称其电磁转矩为磁阻转矩？。