九游会 J9官方网站九游会 J9官方网站现代汽车试验技术 第三章驱动电机及其控制系统 测试技术 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统测试技术－主要内容 • 试验目的 • 测试系统结构及功能 • 测试项目及测试方法 2010-03-16 2 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 试验目的 – 测试驱动电机及控制系统的各种特性：功率特性、转矩特性、温 升特性、控制精度等 2010-03-16 3 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 测试系统结构 • 驱动电机及其控制系统包括：电机和控制系统两部分 – 驱动控制系统的输入是高压直流电，输出是三相交流电 – 电机的输入是三相交流电，输出是转矩转速 – 测量变量主要是：直流电流电压；交流电流电压、转矩转速这些 变量 • 测试系统应该包含这几部分： – 测试控制系统：控制整个系统正常运行并进行数据测量及采集 – 负载系统：为被测电机提供负载 – 电源系统：为被测对象提供电源 – 冷却系统：为被测对象及负载系统进行冷却 – 被测对象等 2010-03-16 4 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 驱动电机及其控制系统测试系统原理图 2010-03-16 5 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 驱动电机及其控制系统测试系统数据采集原理图 2010-03-16 6 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 驱动电机及其控制系统测试系统冷却系统及数据采集原理图 2010-03-16 7 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 测量参数 – 控制系统输入电压、电流；控制系统输出电压、电流；电机转矩 转速 – 冷却水的流量；进、出口压力；进、出口温度 2010-03-16 8 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 测试项目 – 功率特性测试 – 转矩特性测试 – 效率特性测试 – 温升特性测试 – 控制精度测试 – 常规性能测试 2010-03-16 9 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 功率特性测试 – 峰值功率特性测试 – 额定功率特性测试 – 制动功率特性测试 • 转矩特性测试 – 峰值转矩特性测试 – 额定转矩特性测试 – 堵转转矩特性测试 • 效率特性 – 峰值转矩（功率）下的效率特性测试 – 额定转矩（功率）下的效率特性测试 2010-03-16 10 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 功率特性、转矩特性、效率特性三项是同时进行测试的， 直接测量量是驱动电机及其控制系统的输入输出电压电流 、以及驱动电机的转矩转速，有这些参数计算出相应的功 率和效率。 • 转矩是直接测量量，功率和效率是计算量 2010-03-16 11 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 发动机特性曲线 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 电机特征参数 – 额定转速 – 额定转矩 – 额定功率 – 峰值转速 – 峰值转矩 – 峰值功率 2010-03-16 13 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 转矩特性测试 – 峰值转矩特性测试 – 额定转矩特性测试 – 堵转转矩特性测试 2010-03-16 14 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 峰值转矩特性测试 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为最低工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 测量参数：控制器输入电压电流、控制输出电压电流、电机转矩转速 – 测试方法 • 在恒转矩转速区均匀选择一定的转速点 • 设定转速测试顺序 • 在每个转速点设定最大转矩，转矩达到稳态后持续运行1min （保障 转矩特性达到稳态） • 将转矩卸为空载，在额定转速空载运行3min （防止电机过热），进 行下一个点的测试 2010-03-16 15 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 额定转矩特性测试 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为额定工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 直接测量参数：控制器输入电压电流、控制输出电压电流、电机转矩 转速 – 测试方法 • 在恒转矩转速区均匀选择一定的转速点； • 设定转速测试顺序； • 在每个转速点设定额定转矩，转矩达到稳态后持续运行1min （保障 转矩特性达到稳态）； • 一个点测试完成后紧接进行下一个点测试，相邻点之间不间歇 2010-03-16 16 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 堵转转矩特性测试 – 测试条件：电机及其控制器均为冷态 – 测试方法： • 试验时将转子堵住，施加的堵转电流不超过规定的最大电流，测试 转子在各个不同的角位（沿转子周围均匀分布取5个点）堵住时产生 的转矩值，取其最小值，即为堵转转矩，堵转转矩的持续时间为根 据技术要求确定的时间，电机及其控制器最高温度值不超过规定的 限值 2010-03-16 17 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 功率特性测试 – 峰值功率特性测试 – 额定功率特性测试 – 制动功率特性测试 2010-03-16 18 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 峰值功率特性测试 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为最低工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 测量参数：控制器输入电压电流、控制输出电压电流、电机转矩转速 – 测试方法 • 在恒功率转速区均匀选择一定的转速点； • 设定转速测试顺序； • 在每个转速点设定最大功率对应的转矩，转矩达到稳态后持续运行 1min （保障转矩特性达到稳态）； • 将转矩卸为空载，在额定转速空载运行3min （防止电机过热），进 行下一个点的测试 2010-03-16 19 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 额定功率特性测试 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为额定工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 测量参数：控制器输入电压电流、控制输出电压电流、电机转矩转速 – 测试方法 • 在恒功率转速区均匀选择一定的转速点； • 设定转速测试顺序； • 在每个转速点设定额定功率对应的转矩，转矩达到稳态后持续运行 1min （保障转矩特性达到稳态）； • 一个点测试完成后紧接进行下一个点测试，相邻点之间不间歇 2010-03-16 20 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 制动功率特性测试 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为额定工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 测量参数：控制器输入电压电流、控制输出电压电流、电机转矩转速 – 测试方法 • 在规定的转速范围内确定一定数量的转速点（均匀分布) • 在每个转速点下确定一定数量的转矩点（均匀分布） • 负载系统工作在驱动状态，被测电机工作在发电状态 • 在每个转速点根据预先确定的转矩进行加载，每个点持续运行1min （保证转矩达到稳态） • 一个点测试完成后紧接进行下一个点测试 2010-03-16 21 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 转矩控制精度测试 – 转矩控制精度＝（转矩设定值－转矩实测值）/转矩设定值100％ – 注：转矩设定值和转矩实测值的差值取绝对值 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为额定工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 测量参数：控制器输入电压电流、控制输出电压电流、电机转矩转速 – 测试方法 • 在电机全转速范围内均匀选择一定数量的转速点； • 在每一个转速点下确定一定数量的转矩点（转矩分布均匀）； • 设定转速测试顺序； • 在每个转速点根据预先确定的转矩进行加载，每个点持续运行1min （ 保证转矩达到稳态）； • 一个点测试完成后紧接进行下一个点测试 2010-03-16 22 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 转矩响应特性测试 – 测试条件 • 控制器输入电压设定为额定工作电压，或者根据技术要求进行设定 • 冷却水的入口温度设定为规定温度 – 测试方法 • 将负载电机系统转速固定在规定转速下，测量被测电机转矩由T1变化 到T2 的响应时间 • 记录电机转矩由T1变化到T2 的时间 • T1：阶跃起始转矩；T2 ：阶跃终止转矩 2010-03-16 23 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 温升测试 – 持续工作制 • 测试条件 – 电机及控制器内部起始温度为冷态 – 冷却水的流量为冷却系统规定的流量 – 环境温度为室温 – 控制器输入电压为额定工作电压，或者根据技术要求进行 设定 – 冷却水的入口温度设定为规定的最高温度 • 测试方法 – 电机以额定机械功率输出，转速为额定转速，连续稳定运 转60分钟，测试电机及其控制器的温升。在规定的冷却条 件下，电机及其控制器温度不超过规定值 2010-03-16 24 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 温升测试 – 短时过载周期工作制 • 测试条件 – 电机及控制器内部起始温度为冷态；环境温度为室温 – 冷却水的流量为冷却系统规定的流量 – 控制器输入电压为最低工作电压，或者根据技术要求进行 设定 – 冷却水的入口温度设定为规定的最高温度 • 测试方法 – 电机以下图规定的功率－时间曲线加载运行一定周期（根 据技术要求确定）后，电机及其控制器温度不超过规定值 ；或者电机及其控制器温度达到平衡，不再继续上升。电 机及其控制器温度不超过规定值。 2010-03-16 25 新能源汽车工程中心 第三章驱动电机及其控制系统 • 常规性能测试 – 电机安全和电气性能测试 • 定子绕组对机壳的冷态绝缘电阻 • 定子绕组对机壳的热态绝缘电阻 • 强电回路与地之间的耐电压 • 安全接地电阻 – 控制器安全和电气性能测试 • 带电电路与地（外壳）的热态绝缘电阻 • 强电回路与地之间地耐电压 • 安全接地电阻 2010-03-16 26 新能源汽车工程中心 谢 谢！ 新能源汽车工程中心

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