《电动汽车电机系统原理与测试技术》PPT教材 11-车用电机系统台架试验
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
记录馈电状态时电机控制器的直流母线电压、直流母线电 流、电机各相的交流电压、交流电流，以及电机轴端的转速 和转矩等参数，同时计算并获得功率、馈电效率等数值，绘 制相关曲线。必要时，应对试验结果进行修正。
电动汽车 电机系统原理与测试技术
车用电机系统台架试验
目录
• 试验台架结构 • 关键参数的台架试验方法 • 基于整车行驶工况的的测试技术 • 可靠性耐久性试验简介
2020/10/11
2
试验台架结构
一．车用电机系统性能的试验台架结构
2020/10/11
3
试验台架结构
二．电传动系统性能的试验台架结构示例
围内，均匀取10个不同的转速点作为目标值。 转矩控制精度
电机系统处于负载状态，在设定转速条件下的10% ~ 90%峰值转矩范围内，均匀取10个不同的转矩点作为目标 值。
Байду номын сангаас2020/10/11
16
关键参数的台架试验方法
7.响应时间
转速响应时间 试验需要记录电机控制器从接受到转速期望指令信息开始
至第一次达到规定容差范围的期望值所经过的时间，实验取 5次测量结果的最大值作为转速响应时间。 转矩响应时间
试验需要记录电机控制器从接受到转矩期望指令信息开始 至第一次达到规定容差范围的期望值所经过的时间，实验取 5次测量结果的最大值作为转矩响应时间。
2020/10/11
17
关键参数的台架试验方法
六. 电机系统的馈电性能测试
试验时，被试电机系统由原动机（测功机）拖动，处于馈 电状态，根据试验目的和测量参数的不同，电机控制器工作 于设定的直流母线电压条件下，电机在相应的工作转速和转 矩负载下进行馈电试验。
2020/10/11
BIT－北京理工大学
4
关键参数的台架试验方法
一．驱动电机及控制器效率的测量
电机控制器效率的测量
电机控制器效率的测量需要根据输入功率和输出功率的比
值计算。
c
Pco Pci
式中：
c ——电机控制器效率；
Pco ——电机控制器输出功率（kW）； Pci ——电机控制器输入功率（kW）。
2020/10/11
5
关键参数的台架试验方法
电机效率的测量
电机效率应根据其输入功率和输出功率的比值计算：
m
Pmo Pmi
式中：
m ——电机效率；
Pmo ——电机输出功率（KW）；
Pmi ——电机输入功率（KW）。
2020/10/11
BIT－北京理工大学
6
关键参数的台架试验方法
T n 9.55U I
非线性变化等
2020/10/11
9
关键参数的台架试验方法
四. 测量过程中的注意事项
试验时，根据测量精度要求的大小，选用的测量仪器应 具有足够的准确度
测量时被试电机应处于热平衡工作状态，电机控制器的 电压、电流根据试验条件选取合适的值
试验时电机控制器的功率可通过电压、电流计算获得， 也可通过功率分析仪测得
利用转速转矩数值，可以得到电机在相应点的持续功率：
Pm
Tn
9550
式中：
Pm ——电机轴端的持续功率（kW）。
2020/10/11
11
关键参数的台架试验方法
2. 电峰值转矩和峰值功率
峰值转矩试验的试验条件是电机系统处于实际冷态下， 控制器母线电压设定为额定值
试验时，电机系统工作于固定的峰值转矩、转速条件下 ，并持续一段时间，电机系统能够正常工作，并且不超 过电机的绝缘等级和温升限制（不同持续时间峰值功率 不同）
如需多次从事峰值转矩的测量，宜将电机回复到实际冷 态在进行第二次测量
获取峰值转矩和相应的工作转速后利用电机的峰值功率 计算公式计算相应工作点的峰值功率
2020/10/11
12
关键参数的台架试验方法
3. 堵转转矩
堵转转矩的试验条件是电机系统处于实际冷态下，控制器 母线电压设定为额定值，试验时，应将电机转子堵住，通过 电机控制器施加所需的堵转转矩，记录转矩和时间； 改变电机定子和转子的相对位置，沿圆周等分5个堵转点， 重复上述实验，每次重复前宜将电机回复到实际冷状态，堵 转时间应相同，取5次测量的转矩最小值作为实验结果。
关键参数的台架试验方法
5.效率MAP和高效工作区
试验时电机系统应达到热工 作状态，控制器母线电压为 额定值，由于要测量的点比 较多可以省略某些点改用插 值的方法将这些点进行填充 ，如表所示绘制等效曲线得 到MAP图如右图所示。
2020/10/11
15
关键参数的台架试验方法
6.控制精度
转速控制精度 电机系统处于空载状态，在10%~90%最高工作转速范
试验用的线缆如对试验结果产生影响则需调整 转矩和转速传感器同轴端应为刚性连接，对于精密测量
结果应考虑对整个系统的结果进行适当的修正
2020/10/11
10
关键参数的台架试验方法
五. 关键参数的台架试验和验证
1.持续转矩和持续功率
试验时电机控制器直流母线电压设定为额定电压，在电机 系统的规定条件下电机应能在规定的持续转矩和转速条件下 长时间正常工作，并且不超过电机的绝缘等级和温升限值。
每个转速点上的转矩点不少于10个，对于高转速点上的 转矩点个数可以适当减少，但不少于5个，所选取的测试 点应尽量包含必要的特征点
2020/10/11
8
关键参数的台架试验方法
三.测量参数的选择
台架试验过程关键部件的参数包含：
电机控制器母线的电压和电流 电机的电压、电流、频率、转矩、转速和功率 电机、控制器和整个电机系统的效率 电枢绕组的电阻和温度 冷却介质的流量、压力和温度 电机关键部件的振动 通讯协议的执行情况、关键参数的标定、电感和电阻的
9.55U I T n
2020/10/11
BIT－北京理工大学
7
关键参数的台架试验方法
二．转速-转矩工作测试点的选取
台架试验过程中，为了更加全面地掌握被测试电机系统在 全部工作范围内的转速转矩特性，需要在尽可能多的工作点 处进行测试和分析，但是为了减少测试工作量，又不宜选择 过多的工作点。
转速点个数不少于10个，在满足最低和最高及相邻转速 点选取规则前提下，应尽量包含必要的特征点；
2020/10/11
13
关键参数的台架试验方法
4.最高工作转速
试验过程中，电机控制器直流母线电压设定为额定电压， 电机系统宜处于热工作状态。
试验时，应匀速调节试验台架，使电机的转速至最高工作 转速，并施加一定的负载，工作稳定后, 在此状态下的持续 工作时间应不少于3min。
2020/10/11
14
电动汽车 电机系统原理与测试技术
车用电机系统台架试验
目录
• 试验台架结构 • 关键参数的台架试验方法 • 基于整车行驶工况的的测试技术 • 可靠性耐久性试验简介
2020/10/11
2
试验台架结构
一．车用电机系统性能的试验台架结构
2020/10/11
3
试验台架结构
二．电传动系统性能的试验台架结构示例
围内，均匀取10个不同的转速点作为目标值。 转矩控制精度
电机系统处于负载状态，在设定转速条件下的10% ~ 90%峰值转矩范围内，均匀取10个不同的转矩点作为目标 值。
Байду номын сангаас2020/10/11
16
关键参数的台架试验方法
7.响应时间
转速响应时间 试验需要记录电机控制器从接受到转速期望指令信息开始
至第一次达到规定容差范围的期望值所经过的时间，实验取 5次测量结果的最大值作为转速响应时间。 转矩响应时间
试验需要记录电机控制器从接受到转矩期望指令信息开始 至第一次达到规定容差范围的期望值所经过的时间，实验取 5次测量结果的最大值作为转矩响应时间。
2020/10/11
17
关键参数的台架试验方法
六. 电机系统的馈电性能测试
试验时，被试电机系统由原动机（测功机）拖动，处于馈 电状态，根据试验目的和测量参数的不同，电机控制器工作 于设定的直流母线电压条件下，电机在相应的工作转速和转 矩负载下进行馈电试验。
2020/10/11
BIT－北京理工大学
4
关键参数的台架试验方法
一．驱动电机及控制器效率的测量
电机控制器效率的测量
电机控制器效率的测量需要根据输入功率和输出功率的比
值计算。
c
Pco Pci
式中：
c ——电机控制器效率；
Pco ——电机控制器输出功率（kW）； Pci ——电机控制器输入功率（kW）。
2020/10/11
5
关键参数的台架试验方法
电机效率的测量
电机效率应根据其输入功率和输出功率的比值计算：
m
Pmo Pmi
式中：
m ——电机效率；
Pmo ——电机输出功率（KW）；
Pmi ——电机输入功率（KW）。
2020/10/11
BIT－北京理工大学
6
关键参数的台架试验方法
T n 9.55U I
非线性变化等
2020/10/11
9
关键参数的台架试验方法
四. 测量过程中的注意事项
试验时，根据测量精度要求的大小，选用的测量仪器应 具有足够的准确度
测量时被试电机应处于热平衡工作状态，电机控制器的 电压、电流根据试验条件选取合适的值
试验时电机控制器的功率可通过电压、电流计算获得， 也可通过功率分析仪测得
利用转速转矩数值，可以得到电机在相应点的持续功率：
Pm
Tn
9550
式中：
Pm ——电机轴端的持续功率（kW）。
2020/10/11
11
关键参数的台架试验方法
2. 电峰值转矩和峰值功率
峰值转矩试验的试验条件是电机系统处于实际冷态下， 控制器母线电压设定为额定值
试验时，电机系统工作于固定的峰值转矩、转速条件下 ，并持续一段时间，电机系统能够正常工作，并且不超 过电机的绝缘等级和温升限制（不同持续时间峰值功率 不同）
如需多次从事峰值转矩的测量，宜将电机回复到实际冷 态在进行第二次测量
获取峰值转矩和相应的工作转速后利用电机的峰值功率 计算公式计算相应工作点的峰值功率
2020/10/11
12
关键参数的台架试验方法
3. 堵转转矩
堵转转矩的试验条件是电机系统处于实际冷态下，控制器 母线电压设定为额定值，试验时，应将电机转子堵住，通过 电机控制器施加所需的堵转转矩，记录转矩和时间； 改变电机定子和转子的相对位置，沿圆周等分5个堵转点， 重复上述实验，每次重复前宜将电机回复到实际冷状态，堵 转时间应相同，取5次测量的转矩最小值作为实验结果。
关键参数的台架试验方法
5.效率MAP和高效工作区
试验时电机系统应达到热工 作状态，控制器母线电压为 额定值，由于要测量的点比 较多可以省略某些点改用插 值的方法将这些点进行填充 ，如表所示绘制等效曲线得 到MAP图如右图所示。
2020/10/11
15
关键参数的台架试验方法
6.控制精度
转速控制精度 电机系统处于空载状态，在10%~90%最高工作转速范
试验用的线缆如对试验结果产生影响则需调整 转矩和转速传感器同轴端应为刚性连接，对于精密测量
结果应考虑对整个系统的结果进行适当的修正
2020/10/11
10
关键参数的台架试验方法
五. 关键参数的台架试验和验证
1.持续转矩和持续功率
试验时电机控制器直流母线电压设定为额定电压，在电机 系统的规定条件下电机应能在规定的持续转矩和转速条件下 长时间正常工作，并且不超过电机的绝缘等级和温升限值。
每个转速点上的转矩点不少于10个，对于高转速点上的 转矩点个数可以适当减少，但不少于5个，所选取的测试 点应尽量包含必要的特征点
2020/10/11
8
关键参数的台架试验方法
三.测量参数的选择
台架试验过程关键部件的参数包含：
电机控制器母线的电压和电流 电机的电压、电流、频率、转矩、转速和功率 电机、控制器和整个电机系统的效率 电枢绕组的电阻和温度 冷却介质的流量、压力和温度 电机关键部件的振动 通讯协议的执行情况、关键参数的标定、电感和电阻的
9.55U I T n
2020/10/11
BIT－北京理工大学
7
关键参数的台架试验方法
二．转速-转矩工作测试点的选取
台架试验过程中，为了更加全面地掌握被测试电机系统在 全部工作范围内的转速转矩特性，需要在尽可能多的工作点 处进行测试和分析，但是为了减少测试工作量，又不宜选择 过多的工作点。
转速点个数不少于10个，在满足最低和最高及相邻转速 点选取规则前提下，应尽量包含必要的特征点；
2020/10/11
13
关键参数的台架试验方法
4.最高工作转速
试验过程中，电机控制器直流母线电压设定为额定电压， 电机系统宜处于热工作状态。
试验时，应匀速调节试验台架，使电机的转速至最高工作 转速，并施加一定的负载，工作稳定后, 在此状态下的持续 工作时间应不少于3min。
2020/10/11
14