KURZUS: Műszaki diagnosztika

MODUL: Előadások

7. hét: Elektromos hajtáslánc mérései és a mérési eredmények felhasználása szimulációs modellekhez

| A lecke célja, hogy megértsük az elektromos hajtásláncok kiépítésének módjait illetve megismerjük az ezeket a hajtásláncokat értékelő méréseket. A mérések eredményét különböző célból kepések leszünk értékelni és különböző szimulációs programokban felhasználni azt.
A leckét olvasó tanulótól elvárható, hogy a lecke elsajátítása után képes legyen az elektromos hajtásokra jellemző nyomaték-fordulatszám görbéket felrajzolni a használt géptípus függvényében. Az alapvető diagramok felrajzolása mellett képesnek kell lennie a tanulónak egy hajtásláncot meghajtó motor főbb jellemzőit meghatározni a műszaki alkalmazásnak megfelelően.
A lecke elsajátításához kb. 90 perc szükséges!
Kulcsfogalmak:
Elektromos gépek Szinkron és Aszinkron motor Teljes terhelési görbe Hatásfokmező, kagylógörbe Stacioner és dinamikus mérések Modell alkotás
Elektromos hajtásláncok vizsgálatának aktualitása
Manapság közismertek azok az adatok amelyek iparáganként megjelölik azokat a szektorokat, amelyek közvetlenül hozzájárulnak az üvegházhatást elősegítő gázok "termelését". Az IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change - Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület) által közzétett adatok alapján (1. ábra) a közlekedési szektoron belül a közúti járművek 72%-ot adnak a széndioxid kibocsátásból. Itt jegyeznénk meg, hogy a közlekedés mindösszesen 14% kibocsátásért okolható. Jellemző trend illetve a közúti közlekedést bajait megoldó törekvés az elektromos hajtással ellátott, autonóm és megosztott használatú járművekkel oldaná meg a környezetterhelés csökkentését.
Üvegházkeltő gázok kibocsátása iparáganként csoportosítva (forrás: IPCC 2014)
1. ábra
CO2 kibocsátás a közlekedési iparágat vizsgálva (forrás: IPCC 2014)
2. ábra
Miért elektromos hajtás? A válasz viszonylag egyszerű, jelenleg ez a hajtásrendszer rendelkezik a legjobb hatásfokkal, amelyek képesek a járműveinket hajtani. Akár 80-92% összhatásfok is elérhető az ilyen rendszereknél! Az égés folyamatát felhasználó motorok, turbinák esetén az elért maximum hatásfok értékek 60% körül vannak. Megjegyeznénk, hogy a kedvező hatásfokértékek az elektromos hajtás esetén egyben problémákat is szül az elektromos járműveknél (pl. utastér fűtése a kis hőveszteség miatt, amit csak be kell vezetni a belsőégésű motorok esetén az utastérbe).
Miért autonóm járművek? Mert az emberi természetből fakadóan nem hatékonyan használjuk fel az infrastruktúra által biztosított lehetőségeket a közlekedésben! Egyes tanulmányok szerint a járművek átlagsebességét akár háromszorosára is növelhetnénk, ha az utakon minden jármű autonóm lenne!
Miért megosztott járműhasználat? Mert nem fenntartható az az irányzat, hogy minden család, ember saját gépjárművel rendelkezzen, főleg ilyen mértékű urbanizáció mellett. Jelenleg a járművek közlekedéséhez és parkoltatásához szükséges terület már vetekszik a lakóépületek területével a nagyvárosokban. Egyszerű megoldás, ha megosztott rendszerként használjuk a járműveket, azaz nem birtokoljuk azokat.
Közúti járművek hajtására alkalmazható elektromos gépfajták
Az elektromos gépeket sok csoportba oszthatjuk, kialakításuk és működési elvük szerint. Az elektromos hajtásra alkalmazott gépek a villamos energiát mechanikai energiává alakítja (legtöbbször forgó mozgás révén).
Az elektromos gépeket az alábbi ábra alapján csoportosíthatjuk:
Elektromos gépek fajtái
3. ábra
A közúti járművek meghajtására alkalmazott két jellemző géptípus az a váltakozó árammal táplált állandómágneses szinkrongép és a forgókalickás aszinkron gép. főbb jellemzőik között megtaláljuk a nagy teljesítménysűrűséget, egyszerű mechanikai felépítést. E két géptípust a következő leckékben közelebbről is megvizsgáljuk. Megjegyzendő, hogy a két géptípus mellett más elektromos gép is képes lenne meghajtani a közúti járműveinket, csak valamilyen tulajdonsága miatt az nem lenne célszerű (pl.: egyenáramú kefés motor esetén a grafit elemeket bizonyos időközönként cserélni kellene).
Az elektromos gépek a Lorentz erőt alakítják át forgó mozgásra (legtöbb esetben, de vannak olyan elektromos gépek, amelyek lineáris mozgatást végeznek általa), amely a következőképpen írható fel:
Lorentz erő
4. ábra
A Lorentz-erő nagysága:
F → =q( E → + v → × B → ) ,
ahol q az elektromos töltés, E az elektromos térerősség, B a mágneses indukció és v az elektromos töltés sebessége. A Lorentz-erő mágneses komponense nem végez munkát, a mágneses tér egy mozgó töltött részecske kinetikus energiáját nem változtatja meg.
Megjegyzendő, hogy jelenleg (2018. évi adatok szerint) a gyártott elektromos gépek teljesítmény/tömeg arány jelenleg 8-24 kW/kg értékek körül alakultak (magasabb fordulatszámtartományban - húszezer rpm környékén - érhető el ez a remek adat). Jelenleg tervezett és kivitelezni szánt (a piacon 2022 körül jelennek meg) elektromos gépek elérik majd a 11-35 kW/kg arányt is! 2032-re 18-47kW/kg értéket jósolnak a szakértők! Gondoljunk csak bele, hogy egy Mazda RX8 típusú jármű Wankel motorja 1,5 kW/kg értéket tud felmutatni!
Elektromos gépek jellemző diagramjai
A járműhajtásban két lényeges diagram alapján tudjuk jellemezni a hajtást:
Teljes terhelési görbe Hatásfokmező (általában tartalmazza a teljes terhelési görbét is)
A hajtást kínáló cégek mindig megadják, hogy a meghajtómotor milyen nyomatékot képes kifejteni, adott motorfordulatszámhoz rendelve. Ez a teljes terhelési görbe, amely megegyezik a belsőégési motoroknál megadott nyomatékkarakterisztika görbével. azonban van pár számottevő különbség a kettő között. A villamosgépek 0 fordulatszám mellett képesek a maximális nyomatékot kifejteni (ezért nem kell tengelykapcsolót alkalmazni legtöbb elektromos hajtás esetén), illetve a maximális kifejtett nyomaték tovább növelhető, ha a körülmények adottak hozzá (mivel az elektromos gépek által kifejtett nyomaték az áramerősségtől függ, ezért pár másodpercig akár 10x-esen is túlterhelhetők).
Ha a villamosgépet szabályzó meghajtóelektronika képes rá, akkor a maximális fordulatszám is növelhető az elektromos gépeknél (mezőgyengített szakasz).
Teljes terhelési görbe, teljes terhelési görbe mezőgyengített szakasszal
5. ábra
A hatásfokmező diagram kiegészíti a teljes terhelési diagramot olyan adatokkal, amelyek megadják, hogy adott munkapontban milyen hatásfokkal üzemel a hajtás. Ezt alapesetben 3D-ben tudnánk ábrázolni, de az egyszerűbb ábrázolás érdekében a hatásfokértékeket kagylógörbesereggel ábrázolunk a szokásos fordulatszám-nyomaték diagramon.
Hatásfokmező (kagylógörbesereg reprezentálja az aktuális munkapont hatásfokát)
6. ábra
Váltakozóáramú gerjesztésű állandómágneses szinkron elektromos gép
A röviden állandómágneses szinkrongép (angolul Permanent Magnet Synchronous Machine, azaz PMSM) esetén nem csak meghajtásra van lehetőségünk, hanem generátorként is használhatjuk. Ez a tulajdonság képessé teszi a hajtásláncot, hogy a jármű féküzemében (nem olyan jó hatásfokkal, mint meghajtás esetén) a mozgási energiát visszatárolja villamos energiaként a jármű energiatároló rendszerében (akkumulátor, szuperkapacitás stb.). Az első hibrid hajtású, piacon megjelent Toyota Prius is ezt a géptípust alkalmazta, nézzük meg a gép előnyeit:
PMSM előnyei:
Kiváló teljesítmény/tömeg arány Elektromos géptípusok között legmagasabb hatásfokértékek (akár 95% körül a maximum!) Kevés mozgó alkatrész Jobb hatásfokon üzemel a generátoros üzemmódban, mint az aszinkron gép
PMSM hátrányai:
Veszélyes üzemek is jellemezhetik (mezőgyengített szakaszban a motor visszaindukált feszültsége túllépi a táprendszer feszültségszintjét, így ha a motorvezérlő összeköttetése megszűnik a táprendszerrel úgy a motorvezérlő tönkremegy) Jellemző tulajdonsága a nagyobb nyomatéklüktetés az aszinkron gépekhez viszonyítva Drága, bonyolult motorvezérlővel használható Ritka földfémmágnesek (forgórész) és drága vörösréz (tekercsek) a főbb alkotóelemei (véges elérhetőség, drága)
Az állandómágneses szinkrongép két alapvető egységből épül fel. Az állórészben réztekercsek találhatóak, amelyekre váltakozó árammal, szabályozott módon kapcsoljuk a táprendszer feszültségét (jellemző kapcsolási frekvencia 8-22kHz). A nagy frekvenciával gerjesztett tekercsekben áramok indulnak meg, amely mágneses teret épít fel a réztekercsek körül. Ezzel a felépülő mágneses térrel együtt mozog szinkronban a motor forgórésze, mert a forgórészen találhatóak meg a mágnesek, amelyek együtt mozognak a fázistekercsekben folytonosan előre haladó gerjesztett mágneses térrel. A jelenséget az alábbi ábrán figyelhetjük meg.
PMSM működési elve (trapéz kommutációval)
7. ábra
Ahhoz, hogy az állandómágneses szinkronmotor által kifejtett nyomatékát pontosan tudjuk szabályozni, ismernünk kell a forgórész pontos helyzetét (biztosítanunk kell, hogy a mágnesek előtt folyamatosan, szinkronban haladjon az indukált mágneses tér). Járműves alkalmazásokkor a motortengely pontos pozícióját rezolver alkalmazásával szokták megállapítani, mert ez a szenzor robosztus és abszolút pozíciót ad, ezenkívül érintésmentes felépítésű (nincs mechanikai kapcsolat a forgórész és a szenzor között).
A mágneses körök kialakulását és a forgórész forgását a következő ábra mutatja be.
Állandómágneses szinkrongépben kialakuló mágneses körök
8. ábra
Ahhoz, hogy járműhajtásra alkalmazni tudjuk a szinkrongépeket, különböző célok alapján terveznünk kell azokat. Kerülendő járműhajtás esetén a nagy tömeg, rossz hatásfok (önmagában a hatásfok maximális értékét felesleges maximalizálni, mert valószínű, hogy az csak szűk munkatartományban lesz elérhető), nagy nyomatéklengés. A tervezési feladatot végeselem programokkal végzik el, ahol több paramétert tudnak változtatni a tervezés során. Ezeket a végeselem programokat kötik össze különböző optimalizációs eljárásokkal (pl.: genetikus algoritmusokkal), amely folyamat a megjelölt célok mentén változtatja a tervezési paramétereket a megfelelő motor előállításának érdekében.
Egy rövid lista, amely paraméterek változtatásával eltérő motorokat tervezhetünk, valósíthatunk meg:
Forgórész paláston elhelyezett mágnesek vagy süllyesztett (V alakban) mágnesek Geometriai méretek (horony szélesség, mágnes alakja, légrés mérete, motor hossz stb.) Pólusszám növelése vagy csökkentése (nyomatéklüktetést befolyásoló paraméter) Mágnes anyagok változtatása (gyártási költségek miatt) Külső- vagy belsőforgórészes kialakítás (alkalmazási terület meghatározza, hogy melyik kialakítás előnyösebb) Tekercsek anyagának, méreteinek megváltoztatása (gyártási költségek miatt) Stb.
Lehetséges mágneselrendezések a forgórészben:
Mágneselhelyezések a forgórészben
9. ábra
Hatásfokmező hengerpalástra ragasztott mágnesek esetén
10. ábra
Hatásfokmező vasmagban elhelyezett mágnesekkel (V alakban)
11. ábra
Figyeljük meg, hogy a V alakban a vasmagba süllyesztett mágnesek esetén milyen kedvező hatásfok érték javulás tapasztalható a diagramon, megegyező geometria méretek esetén. A kedvező energetikai jellemzők mellett viszont a mágneselrendezés csökkent maximálisan kifejthető nyomatékot eredményezett, és valószínűsíthetően bonyolultabb (drágább) gyártást eredményez.
Ezt a V alakban elrendezett mágneseket figyelhetjük meg a Toyota hibrid hajtásaiban.
Váltakozóáramú forgókalickás aszinkron gép
Nézzünk egy háromfázisú aszinkronmotort (12. ábra). A motor armatúrája (állórésze) három tekercspárt tartalmaz, amelyek tengelyei 120°-os szögben elforgatva követik egymást. A tekercseket háromfázisú árammal gerjesztve az armatúra az áram szögsebességének megfelelő ω a forgó mágneses teret hoz létre. A forgórész lemezelt lágyvasból áll, amelynek furataiban elektromos vezetőket (rudakat) helyeznek el. A rudak a forgórész két homlokfelületén egy-egy gyűrűvel rövidre vannak zárva. Innét származik, hogy az ilyen típusú motorokat kalickás forgórészű vagy rövidre zárt forgórészű motoroknak nevezzük. Ha a tengelyre szerelt forgórészt az állórész forgó mágneses terébe helyezzük, akkor az forgásba jön a benne indukálódott áramok és a forgó mágneses tér kölcsönhatása következtében. A forgórész szögsebessége ω f azonban nem éri el soha a forgó mágneses tér ω a szögsebességét, mert abban az esetben már nem indukálódna a forgórészben (kalicka) áram. A kalickás forgórészű motorok nagy indítónyomatékával szemben a csúszógyűrűs forgórészű motorok kisebb indítónyomatékkal rendelkeznek, ami lágyabb indítást tesz lehetővé.
Forgókalickás aszinkronmotor működése
12. ábra
Ahhoz, hogy a forgókalickás aszinkronmotor képes legyen járműhajtások megvalósítására ugyanúgy bonyolult teljesítményelektronikára és szabályzóalgoritmusokra van szükségünk. Fontos, hogy az állórészben lévő tekercseket különböző frekvenciával gerjesszük annak érdekében, hogy mindig rendelkezésre álljon a maximális kifejthető nyomaték. Jelenlegi járművek közül a Tesla és Audi modellek alkalmaznak aszinkron motorokat.
Aszinkronmotor előnyei:
Kiváló teljesítmény/tömeg arány Elektromos géptípusok között magas hatásfokérték (akár 92% körül a maximum!) Kevés mozgó alkatrész Nem tartalmaz ritkaföldfém mágneseket Kisebb nyomatéklengéssel rendelkezik, mint egy hasonló geometriai méretekkel bíró PMSM
Aszinkronmotor hátrányai:
Drága, bonyolult motorvezérlővel használható járműhajtásokban Teljesítmény/tömeg aránya alulmarad a PMSM-ekkel szemben
Megjegyzendő, hogy a megtermelt elektromos energia legfőbb fogyasztói a mai világban az aszinkron motorok (egyes tanulmányok szerint 40% felett részesednek az elektromos energiából)! Gondoljunk bele, hogy egy drága motorvezérlő nélkül is használható egy ilyen kialakítású motor, hiszen az elektromos hálózatunk váltakozó áramú (50 Hz-es, egyes más földrajzi területeken 60 Hz-es).
Ha motorvezérlő, azaz frekvenciaváltó nélkül használunk egy ilyen motort, úgy a következő diagram érvényesül:
Motorvezérlő nélkül használt aszinkronmotor nyomaték-fordulatszám görbéje
13. ábra
A fenti diagramon M t nyomatékgörbe jelenti a terhelőnyomatékot, azaz az állandósult fordulatszám n m pontban állandósul.
Elektromos hajtásláncok kiépítésének lehetőségei
Tisztán elektromos hajtásláncok megvalósításánál két nagy trendet figyelhetünk meg. Az egyik irányzatban a hajtás elemeit (motor és áttételezés) próbálják a futóműbe integrálni, ezáltal növelni a jármű hasznos térfogatát (a hajtás nem vesz el értékes térfogatot az utastérből). A másik irányzatban a meghajtást tengelyen keresztül csatolják a meghajtott kerekekhez, azaz a már bevált hajtástechnikát próbálják megvalósítani. Ilyen hajtásokkal nagyteljesítményű elektromos hajtást valósíthatunk meg úgy, hogy nem növeljük a rugózatlan tömeget.
Direkt kerékagyhajtás esetén az előnyök:
Mechanikai veszteségek minimalizálhatók Rekuperáló fékezés könnyen megvalósítható (így üzemeltethető maximális hatásfokon ez az üzemmód) Lehetséges miden kerékbe szerelt független hajtás (ebben az esetben motorszámmal megegyező motorvezérlő is kell)
Direkt kerékagyhajtás hátrányai:
Jelentős mértékben megnövekszik a rugózatlan tömeg! Elektromos és hűtőközeg bekötési problémák!
Direkt kerékagyhajtás felépítése
14. ábra
A direkt kerékagyhajtásoknál kétfajta géptípust alkalmaznak jelenleg (15. ábra):
Radiális fluxusú szinkrongép Axiál fluxusú szinkrongép
Ilyen hajtások esetén szinte csak ezek a géptípusok jöhetnek szóba, mivel a beépítési méret jelentősen korlátozva van. A motor maximális fordulatszáma megegyezik a jármű kerekének maximális fordulatszámával (azaz a motor meghatározza a jármű végsebességét). Illetve a motor maximális nyomatéka meghatározza a jármű maximális gyorsulását. Ilyen esetekben nem alkalmazunk lassító áttételeket a motor és kerékagy között.
Radiális és Axiál fluxusú szinkrongépek
15. ábra
Siemens direkt kerékagyhajtás tanulmány (2015)
16. ábra
A fenti ábrát tekintve belátható, hogy ez a hajtáselrendezés alkalmazásánál jelentős kompromisszumokat kell tenni e hajtás használata esetén, így jelenleg nem is terjedt el ez a hajtáselrendezés személygépjárművek esetén.
Kerékagyhajtás lassító hajtómű alkalmazásával
Ha a meghajtómotor fordulatszámát növeljük, úgy a teljesítmény/tömeg arányt is jelentős mértékben növelhető (lásd. lecke eleje), ezért megfigyelhető egy olyan tendencia, ahol egy magasfordulatszámú meghajtómotort használnak úgy a kerék meghajtására, hogy a motor és a kerék között egy bolygómű található meg. Azért bolygómű, mert ezzel a hajtóművel nagy sebességcsökkentés valósítható meg kis térfogatban, míg hagyományos hajtóművek esetén nem léphetjük túl a 3-4-es lassítás mértékét!
Megjegyzendő, hogy ilyen elektromos hajtás tartja jelenleg a gyorsulási világrekordot: 1,513 s-mal! (ETH Zürich - Formula Student Team)
Kerékagyhajtás bolygóművel
17. ábra
Kerekenkénti kihajtás
Ez a hajtáselrendezés azért adja jelenleg az ideális hajtásrendszert, mert általa megvalósítható a Torque Vectoring (Kerekenként szabályozható nyomaték-kifejtés), amellyel a jármű menetdinamikája nagymértékben befolyásolható kanyarodáskor. A kanyar külső ívén lévő kerekek nagyobb kifejtett nyomatékkal, a belső íven haladó kerekek akár negatív nyomatékot kifejtve (!) segítheti a kanyarodást, mindezt úgy, hogy a kívánt kanyarodás mértékét a kormánykerék pozíciója adja meg és a kerekeken át maximálisan a talajra vihető vonóerő folyamatosan felügyelve van (hajtásvezérlés funkció). Ilyen hajtáselrendezést alkalmaz a Rimac cég ConcepOne és ConceptTwo modellje illetve a Tesla Model S is. A hajtáselrendezést a következő ábra mutatja be.
Rimac ConceptOne kerekenkénti kihajtása lassító hajtóművel (első tengely hajtása)
18. ábra
Tengelyenkénti kihajtás
Jelenleg legelterjedtebb hajtáselrendezés az elektromos személygépkocsi kategóriában, ahol elegendő egy motorvezérlő és motor alkalmazása tengelyenként. Az a tendencia is megfigyelhető, hogy hasonló nyomatékú és teljesítményű villamosgépet méreteznek a hajtáslánchoz, mintha belsőégésű motor üzemelne a lassítóhajtómű (általában bolygómű) előtt.
Tengelyenkénti hajtás Audi E-tron 2018
19. ábra
Hajtáslánc mérések
Ahhoz, hogy az adott járműhöz a megfelelő hajtást méretezni tudjuk, illetve fel tudjuk használni a fékpadi méréseket bizonyos szimulációs feladatokhoz, ahhoz fékpadi méréseket kell végeznünk. A leckén belül csak a hajtásláncszintű mérésekre koncentrálunk, de megjegyezzük, hogy a hajtáslánc elemeit külön-külön is szokták mérni (pl.: motorvezérlő hatásfoka, motor hatásfoka, táprendszer hatásfoka stb.)
A mérések fajtáit tekintve két nagy csoportot különböztetünk meg:
Stacioner mérések (munkaponti vizsgálatok): Hatásfokmező felvétele, hosszú ideig tartó tesztek, hőelvezetési tesztek stb. Dinamikus tesztek: Menetciklus mérések, energiatároló rendszerek méretezése, tesztelése stb.
Fékpadi mérések elektromos hajtásláncok esetén
20. ábra
Hajtáslánc méretezés
Ahhoz, hogy egy adott járműhöz méretezni tudjunk egy hajtást, az alábbi adatokat kell ismernünk:
Mechanikai jellemzők:
Jármű össztömege [kg] Hajtott kerekek száma és a hajtott kerekek rádiusza [m] Elvárt, minden körülmény között teljesítendő gyorsulás [m/s2] Alkalmazott hajtóművek áttételei és fogaskerekeinek tehetetlenségi nyomatéka [i],[kgm2]
Elektromos jellemzők:
Tápfeszültség tartománya [V] Maximálisan kivehető áram (motormeghajtónak is tudnia kell az adatlapi értéket) [A]
Vegyünk egy példát:
Adott egy Shell Eco-marathon Urban Concept jármű, amelyeknél az adatok így alakulnak
mössz= 170 [kg], egy hajtott kerék, amelynek rádiusza 0.27 [m], az elvárt gyorsulás 0,5 [m/s2], mivel a jármű közvetlen kerékagyhajtást alkalmaz, így csak a jármű tömegét kell a motortengelyre redukálni.
Kívánt vonóerő felírható:
F v o n ó = m ö s s z × a e l v á r t
F v o n ó =170 [ k g ]×0.5 [ m s 2 ]
A hajtott keréken 85 [N] vonóerőt kell biztosítanunk, hogy a jármű a kívánt gyorsulással tudjon gyorsítani (emelkedőn való elindulást nem írt elő a feladat, de személyautós alkalmazás esetén erre jogszabályi előírás van)
A motor által kifejtett indítónyomaték a vonóerő biztosításához a következő:
M i n d í t ó =r × F v o n ó
M i n d í t ó =0.27[ m ]× 85 [ N ]=22.95 [N m]
Egyéni feladat, határozza meg a motor maximális fordulatszámát, ha a járműnek el kell érnie a 35 [km/h] sebességet!
Határozza meg a motortengelyre redukált tehetetlenségi nyomatékot, ha egy i=2 lassító hajtóművet építünk be az eredeti hajtásláncba!
Motor tengelyén lévő fogaskerék tehetetlenségi nyomatéka:
J 1: 0.05 [kgm2]
Hajtott tengelyen lévő fogaskerék tehetetlenségi nyomatéka:
J 2: 0.15 [kgm2]
J r e d = J 1 i 2 + J 2 i 2 2 + m i 3 2
J r e d = 0.05 1 2 + 0.15 2 2 + 170 3.703 2

| Önellenőrző kérdések
1. Milyen diagramtípussal szoktuk az elektromos járműhajtások energetikai jellemzőit ábrázolni?
| Idő szerinti teljesítménygörbék
| Hatásfokértékek kagylógörbéi
| Hatásfok eloszlás fordulatszám függvényében
| Teljes terhelési görbe (Maximális nyomaték a fordulatszám függvényében)
2. Milyen nagy elektromosgép típusokat használnak jelenleg a járműhajtásokban (személyautó kategóriában)?
| Aszinkron és szinkron gépeket
| DC motorokat
| BLDC motorokat
| Léptetőmotorok
3. Mi a nagy előnye az elektromos hajtásnak a hagyományos belsőgésű motorkkal szemben?
| Csendesebbek
| Maximális indítónyomatékuk már nulla fordulatszám mellett is elérhető
| Kevesebb mechanikai elemből állnak
| Ritka és drága földfémeket tartalmaznak
4. Túlterhelhető-e egy elektromos hajtás?
| Nem, azonnali túlmelegedéssel jár, ami tönkremenetelt okoz.
| Igen, csak attól függ, hogy a táprendszer lehetővé teszi-e.
| Igen, többszörösen is, bizonyos feltételek mellett.
| Nem, mert a motormeghajtók mindig a motorok névleges teljesítményéhez vannak méretezve.
5. Milyen gépüzemben jobb jelentősen az állandómágneses szinkrongép az aszinkrongépekhez képest?
| Motoros és generátoros üzemben.
| Generátoros üzemben.
| Motor üzemben.
| Szabadonfutáskor.
6. Hogyan választom meg a megfelelő motor műszaki jellemzőit, ha a terhelési körülményei időben változnak?
| Az indítónyomatékot maximalizálom.
| Maximális fordulatszámot növelem.
| A jellemző munkapont szerint választom meg a névleges teljesítményt.
| A legjobb hatásfokértékű motort választom a fizikai dimenziók korlátozása mellett.
7. Milyen mérési eljárást választana egy gyártósori hajtás esetén?
| Ciklusmérést, hogy a gépsor indítása is benne legyen a mérési eljárásban.
| Szabadonfutásos maximum fordulatszámmérést.
| Munkaponti mérést, amely egy számított vagy kimért munkapontot takar (adott fordulatszámhoz tartozó nyomaték érték).
| Maximális indítónyomaték mérést.
8. Milyen módszerrel növelné egy állandómágneses szinkrongép maximális fordulatszámát (névleges fordulatszám feletti tartomány)?
| Mezőgyengítéses szabályzással.
| Tápfeszültség növelésével.
| Tápfeszültség modulálásával (mint a kapcsolóüzemű tápegységek).
| Kisebb nyomaték alapjellel, mivel így nagyobb fordulatszámot képes elérni a motor.
9. Jár-e bármilyen kockázattal a mezőgyengítéses üzem állandómágneses szinkrongépek esetén?
| Nem, minden üzemkörülmény között biztonságos.
| Igen, mert megnő az elektromágneses sugárzás a motorban.
| Igen, mert megnő a motor hőtermelése.
| Igen, mert ha a táprendszer lecsatolódik a motormeghajtó elektronika károsodik.
10. Milyen motorjellemzőket adna meg egy szimulációs programban, ha akkumulátorrendszer méretezési feladatot kapna?
| Teljes munkateres hatásfokmezőt.
| Indítónyomaték értéket
| Teljes terhelési görbét.
| Maximális teljesítménygörbét.
11. Számolja ki, hogy egy direkt kerékagyhajtást alkalmazó hajtás esetén mennyi a motortengelyre redukált tehetetlenségi nyomaték? Jármű össztömege: 170 [kg], kerék átmérője: 0,5 [m]
| 10.625 [kgm2]
| 42.5 [kgm2]
| 85 [kgm2]
| 13.25 [kgm2]
12. A Lorentz erő függ a:
| Az indukciótól.
| A vezeték hőmérsékletétől.
| A vezetőre kapcsolt feszültségtől.
| A vezeték ellenállásától.
13. Mi határozza meg legnagyobb mértékben egy elektromos személygépkocsi motor tengelyére redukált tehetetlenségi nyomatékát?
| A jármű össztömege és a kerék rádiusza.
| A motor tengelyére szerelt fogaskerék tehetetlenségi nyomatéka.
| A hajtómű utolsó fogaskerekének a tehetetlenségi nyomatéka.
| A hajtómű fogaskerekeinek tömege.