電動汽車電機係統原理與測試技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　本書對國內外日益發展的新能源汽車電機係統的結構和控製技術做瞭基本闡述，分析瞭測量誤差理論、試驗係統的設計及其特性，介紹瞭信號測試與處理技術，並在此基礎上，詳細論述專用實驗測試設備的工作原理和應用方法，介紹瞭電機機電參數，如轉速、轉矩、電壓、電流、溫度、電感、慣量等性能參數的動靜態測試方法，論述瞭科學試驗的設計方法和試驗後處理技術，並對涉及電機係統産業化發展的溫度、濕度、防水防塵、振動噪聲、電磁兼容等方麵的試驗參數和方法進行瞭分析。本書後，介紹瞭現代試驗新技術及其在電機測試中的應用。

目錄

前言
上篇基礎篇
第一章概述3
第一節電動汽車發展特點、分類及基本特徵3
一、電動汽車特點3
二、電動汽車分類及基本特徵3
第二節電動汽車電傳動係統典型結構5
一、電動汽車的係統結構5
二、電動汽車電機傳動係統典型結構6
三、新型機電耦閤結構7
第三節電動汽車用驅動電機係統工作特性9
一、電機係統的工作特性要求9
二、電機係統的主要技術特性11
第二章車用驅動電機類型和控製12
第一節車用驅動電機類型及特點12
一、直流驅動電機13
二、異步驅動電機13
三、永磁同步驅動電機14
四、開關磁阻驅動電機14
第二節電力電子功率器件15
一、常用電力電子功率器件15
二、IGBT的原理及物理模型15
三、軟開關變換技術（Soft-Switching Conversion)18
第三節車用電機控製技術簡介18
一、VVVF控製技術18
二、矢量控製技術18
三、直接轉矩控製技術19
第三章測量誤差理論20
第一節概述20
一、測量的定義20
二、測量方法的分類21
第二節測量誤差的概念和分類23
一、測量誤差概念23
二、測量誤差分類24
第三節測量不確定度分析25
第四節測量誤差分析處理27
第五節數值修約及容差29
一、數值修約規則及其在電機試驗計算中的應用29
二、電機性能指標考核標準容差的一般性規定32
第四章試驗測試係統特性分析35
第一節基本概念35
第二節試驗測試係統的靜態特性36
第三節試驗測試係統的動態特性38
第四節試驗測試係統的動態響應39
第五節試驗測試係統特性的測量41
一、測試係統靜態特性的測定41
二、測試係統動態特性的測定42
第六節試驗測試係統的負載耦閤特性44
第七節不失真測量49
第五章試驗設計理論51
電動汽車電機係統原理與測試技術目錄第一節基本概念51
一、試驗研究的基本要求51
二、與試驗有關的術語52
第二節多因子試驗設計52
一、因子設計的概念52
二、2k因子設計54
第三節正交試驗設計57
一、正交錶57
二、正交設計的基本方法59
三、混閤水平正交設計62
第四節均勻試驗設計65
第六章信號測試與處理技術70
第一節基本概念70
一、信號的分類與描述70
二、采樣定理及頻率混疊74
第二節信號分析75
一、信號的時域分析75
二、信號的頻域分析82
第三節信號調理與傳輸88
一、信號調理88
二、信號傳輸93
第四節濾波技術97
一、概述97
二、濾波器的一般特性98
三、濾波器應用類型100
第五節數據采集係統設計102
一、係統設計的基本原則102
二、數據采集係統的基本結構102
三、數據采集係統的主要性能指標104
四、數據采集係統標定的概念106
第六節試驗數據的插值及圖形錶示107
一、試驗數據的插值錶示107
二、試驗數據的圖形錶示109
第七節試驗數據的迴歸處理111
一、綫性迴歸處理111
二、非綫性迴歸處理117
第八節異常數據的處理117
一、拉依達（Layard）準則118
二、肖維納（Chauvenet）準則118
三、格拉布斯（Grubbs）準則119
四、三種取捨準則的討論119
下篇測試篇
第七章主要試驗儀器和設備123
第一節概述123
一、 測試用儀器儀錶123
二、 儀器儀錶的主要性能指標124
三、 儀器儀錶闆麵標記說明125
四、儀器儀錶的選用126
五、測量準確度和精密度126
第二節指示式儀錶127
第三節數字式儀錶128
一、數字化測量技術的發展128
二、數字式儀錶的結構129
三、數字式儀錶的特點129
四、數字式儀錶的分類130
第四節轉速轉矩測量儀130
一、相位差式轉速轉矩儀130
二、應變片式轉速轉矩儀132
第五節電功率分析儀133
第六節測功機135
一、磁粉測功機135
二、水力測功機136
三、電渦流測功機137
四、直流電力測功機139
五、交流電力測功機139
第七節直流電源141
第八節環境適應性試驗設備143
一、環境適應性設備的選擇原則143
二、高低溫試驗設備144
三、鹽霧試驗設備145
四、防水試驗設備147
五、防塵試驗設備149
第九節振動噪聲試驗設備151
一、振動試驗設備151
二、噪聲測量設備156
第八章電機參數的測試方法161
第一節電機的轉動慣量和時間常數161
一、電機轉子轉動慣量的測定161
二、電機時間常數的測量165
第二節電機係統雜散損耗測試方法166
一、測功機法167
二、迴饋法167
三、反轉法168
第三節直流電機參數的測試方法170
一、電刷中性綫位置的測定170
二、無火花換嚮區域的測定170
三、整流電源供電時電機的電壓、電流紋波因數及電流波形因數的測定171
四、電樞繞組電感的測量172
五、主磁路時間常數的測定174
六、勵磁繞組電感的測定175
七、電機的軸電壓測定176
第四節異步電機參數的測試方法176
一、空載試驗177
二、短路（堵轉）試驗178
第五節永磁同步電機參數的測試方法180
一、直接負載法——穩態參數的測定180
二、電壓積分法——穩態參數的測定181
三、直流衰減法——穩態和瞬態參數的測定183
第九章車用電機係統電量的測量185
第一節電量測量傳感器及其特性185
一、霍爾式電壓電流傳感器185
二、霍爾傳感器的工作原理185
三、霍爾傳感器/變換器的連接方式186
第二節電壓與電流的測量188
一、指示式儀錶188
二、示波器188
三、電壓、電流變換器190
第三節電功率的測量190
一、直流電機電功率的測量190
二、單相交流電機電功率測量191
三、三相交流電機電功率的測量192
第四節頻率和相位的測量194
一、頻率測量194
二、相位的測量196
第五節電阻的測量199
一、電阻的測量方法199
二、提高測量範圍和精度的方法204
第六節非正弦電量的測量204
一、諧波分析204
二、非正弦電壓與電流的測量206
三、功率與功率因數的測量209
四、諧波的測量210
第七節耐電壓試驗方法212
一、耐電壓試驗設備212
二、工頻耐電壓試驗213
三、衝擊耐電壓試驗215
第八節絕緣電阻的測量216
第十章車用電機係統非電量的測量219
第一節轉速測量原理及實現219
一、轉速錶測速219
二、光電數字測速221
三、閃頻法測速222
四、基於霍爾傳感器的速度測量224
五、轉差率的測量224
六、瞬時轉速的測量225
第二節轉矩測量原理及實現226
一、測量轉矩的方法226
二、常用轉矩測量裝置的類型和工作原理228
第三節電機溫度及工作溫升的測量方法237
一、電阻法237
二、檢溫計法238
三、溫度計法239
四、疊加法240
第四節電機磁場的測量方法241
一、探測綫圈法242
二、霍爾效應法243
三、磁通計法245
第五節電機振動試驗247
一、電機振動的測定方法及限值247
二、車用電機係統的掃頻振動和隨機振動試驗方法248
第六節電機噪聲的測量方法248
一、電機噪聲的物理量度249
二、電機噪聲的測定方法及限值251
第十一章車用電機係統颱架試驗255
第一節試驗颱架結構255
第二節關鍵參數的颱架試驗方法258
一、驅動電機及控製器效率的測量258
二、轉速/轉矩工作測試點的選取259
三、測量參數的選擇260
四、參數測量過程中的注意事項260
五、關鍵參數的颱架試驗和驗證261
六、電機係統的饋電性能測試264
第三節基於整車行駛工況的測試技術264
第四節可靠性耐久性試驗簡介266
一、可靠性數量特徵266
二、常見的壽命分布類型267
三、電機係統的失效模式268
四、電機係統的可靠性串聯模型270
五、電機係統的可靠性影響因素270
六、加速壽命試驗基本理論271
第十二章車用電機係統的現代試驗測試技術276
第一節多通道數字信號測試技術276
一、與單片DSP構成的時分多通道模式277
二、與多片DSP構成的時分多通道模式277
三、多片A�睤與單片DSP構成的時分多通道模式277
四、多片A�睤與多片DSP構成的時分多通道模式278
第二節智能儀錶278
一、定義279
二、組成279
三、功能特點279
四、常用的智能儀錶280
五、智能儀錶的設計282
六、智能儀錶的發展283
第三節接口技術及現場總綫發展簡介283
一、接口技術283
二、總綫技術發展簡介286
第四節PLC及其在電機測試中的應用288
一、PLC概述288
二、PLC工作原理290
三、PLC在電機測試中的應用291
第五節自動測試技術293
一、自動測試係統硬件拓撲結構293
二、自動測試係統中的數據采集係統294
三、電機運行狀態與自動控製297
四、計算機控製輸齣通道298
五、電機自動測試係統軟件299
第六節硬件在環仿真試驗技術302
一、硬件在環仿真概述302
二、硬件在環仿真的關鍵技術304
三、常用硬件在環仿真係統簡介305
第七節虛擬儀器技術309
一、虛擬儀器定義309
二、虛擬儀器的特點310
三、虛擬儀器的構成方式310
四、虛擬儀器的軟件結構311
五、虛擬儀器未來的發展311
參考文獻313

前言/序言

　　前言　　發展電動汽車技術有利於汽車行業發展和社會進步，十幾年來，電動汽車技術獲得瞭各個國傢的大力支持，國內外所有汽車廠商都為此傾注瞭大量的時間、人力、物力和財力、作為電動汽車三大核心部件之一的驅動電機係統，是電動汽車的心髒，對於電動汽車整車行駛的動力性、經濟性、安全性、操縱穩定性等性能具有重大影響。至今，我國已自主開發瞭永磁同步電機、交流異步電機和開關磁阻電機等滿足各類電動汽車需求的驅動電機係統産品，基本形成瞭具有核心競爭力的批量生産和配套能力。 　　電動汽車用驅動電機係統的控製方式、性能評價體係和試驗方法完全不同於傳統工業用電機係統，傳統工業用電機係統的性能試驗測試方法也無法照搬應用於電動汽車驅動電機係統的測試。雖然新修訂的國傢標準GB/T 18488.1—2015《電動汽車用驅動電機係統第1部分：技術條件》和GB/T 18488.2—2015《電動汽車用驅動電機係統第2部分：試驗方法》為車用驅動電機係統提齣瞭數十項專用的性能指標和試驗方法，但是在試驗測試理論和試驗設備工作原理及應用方麵還需要做齣必要的技術補充，因此，需要總結國內外的行業知識，編著專門著作論述電動汽車用驅動電機係統的試驗測試技術，以便於為讀者提供一個具有較高理論基礎的、係統的車用驅動電機係統性能試驗測試體係。 　　在結構上，本書分為上下兩篇。 　　上篇為基礎篇，專注於試驗設計和測試技術基本理論知識。第一章和第二章主要介紹電動汽車電傳動係統的結構特點、工作特性和控製技術，使讀者可以對電動汽車電傳動係統有一個全麵的認識。第三章介紹試驗誤差理論，涉及誤差基本概念、不確定度誤差分析和數值修約方法。第四章介紹瞭試驗係統的動態特性、靜態特性和負載耦閤特性，分析瞭係統特性的參數指標和錶達形式。第五章介紹瞭多因子試驗、正交試驗和均勻試驗的試驗設計方法。第六章介紹瞭試驗信號的濾波、調理、傳輸、采集和試驗數據的外理技術。 　　下篇為測試篇，專注於車用驅動電機係統試驗設備及關鍵參數的測試方法。第七章介紹瞭測量儀錶、轉速轉矩測量儀、電功率分析儀、測功機、直流電源、高低溫和鹽霧試驗設備、振動試驗設備等主要試驗設備的工作原理。第八章介紹電機本體參數的測量方法。第九～十一章分彆介紹瞭車用驅動電機係統電量參數（如電壓、電流、電功率、絕緣、耐壓等）、非電量參數（如轉速、轉矩、機械功率、溫升、磁場、振動、噪聲等）的測量，以及基於颱架的輸入輸齣特性試驗方法。第十二章介紹瞭車用電機驅動係統的最新試驗測試和仿真技術。 　　本書專門針對電動汽車驅動電機係統的工作特點和性能要求，從試驗測試理論分析逐漸引導至試驗設備及測試方法的應用，使讀者在理論上和實際中能夠受益。書中采用瞭大量的圖錶和麯綫，便於讀者對知識的理解和對試驗測試技術的掌握。書中介紹的相關試驗和數據分析方法，在技術實施上具有可行性和先進性，可以有效指導試驗設計，便於讀者使用。本書注重國內外新技術的應用，書中所介紹的內容均為國內外現階段的技術，與實際結閤緊密，並充分體現瞭國內外的技術發展趨勢，為讀者對相關知識的進一步學習奠定瞭基礎，便於讀者進一步的綜閤應用。 　　本書在編寫過程中得到瞭北京理工大學電動車輛國傢工程實驗室以及北京市電動車輛協同創新中心的支持，並獲得瞭“國傢國際科技閤作專項（2014DFG70840）”和“國傢自然科學基金（51575041）”的資助。其中，宋強編寫瞭本書上篇的第一章、第二章、第三章、第四章、第六章，以及下篇的第七章、第八章、第九章、第十一章、第十二章，河北師範大學王再宙編寫瞭本書上篇的第五章，北京理工大學王誌福編寫瞭本書下篇的第十章。北京理工大學翟麗、郭汾、李軍求、董玉剛、王紅、曾普、羅淋、吳小同、史淵芳、楊凱麗、翟繼亮、靳建波、王文俊、呂晨光、高朋、葉山頂、賈超、趙憑、隋平陽、萬海桐、李鬆等人員也參與瞭該書的編寫和文字整理工作，對以上人員的辛勤工作錶示感謝。同時，也感謝孫逢春教授和張承寜教授一直以來對我的指導和幫助。 　　電動汽車電機係統原理與測試技術前言書後列齣瞭主要的參考文獻，限於篇幅，難免著錄不全，在此，對本書涉及內容的參考文獻作者錶示誠摯的謝意。 　　本書可作為高等院校機械工程、車輛工程、交通運輸等專業本科生和研究生的教材及參考書，也適閤相關科研機構和汽車行業的技術人員以及對電動汽車驅動電機係統感興趣的讀者參考。 　　由於編者水平有限，書中不當之處在所難免，殷切希望使用本書的師生和廣大讀者對其中的疏漏之處予以批評指正，並將意見和建議反饋給我們，以便及時修訂完善。 　　編者

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