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LEANX | 电动汽车电机控制器测试方法-1

时间:2022-02-23 类型:公司新闻


本文总结并整理了电机控制器及电驱系统开发过程中涉及到的总成级别相关测试规范,并介绍了相应的测试方法和评价准则。机控制及电驱系统开发过程中,必须测试项目主要包括输入输出特性、机控制低压电气负荷、环境负荷、一般功能测试、安全性能测试和EMC测试等多项试验内容。在列举相关测试项目的同时,介绍了相应测试目的和测试方法,对机控制及电驱系统的全新开发提供了测试标准,可以更加全面地对机控制及电驱系统进行功能考核,确保产品开发质量。


机控制及电驱系统试验按大类基本可分为,输入输出特性、低压电气负荷、环境负荷和其他相关试验,具体内容如下表:


本章先介绍第一类输入输出特性试验,其余的下几章分解


转速-转矩特性及效率




1.1电动转速-转矩特性及效率





测试电驱系统处于额定电压下,不同转速时,驱动电机输出的最大扭矩。测点需包含额定转速点、最高转速点以及其他特殊定义的工作点。
馈电转速-转矩特性:电驱系统由台架电机拖动,处于馈电状态,测试相应的转速-转矩特性。
效率:效率测试分机控制效率和驱动电机效率单独测试,以及电驱系统效率。需测量机控制直流母线电压、电流,驱动电机三相电的电压、电流,驱动电机的输出转速、转矩,冷却水流量、温度等参数。




1.2、工作电压范围


根据产品的要求,机控制输入直流母线电压有一定大小范围,除额定电压外,分别有一个最低/最高工作电压。
台架试验时,需分别测试电驱系统处于最低/最高工作电压下,不同转速下的最大转矩,并绘制转速-转矩特性曲线,分别确认两种工作电压下的电机特性是否负荷产品设计要求。




1.3、持续/峰值转矩和功率



通常情况下,测量持续/峰值转矩、功率时,保持直流母线电压在额定工作电压下。
持续转矩:在相应转速下,测得某转矩时机控制和驱动电机能够长时间正常工作,并且不超过电驱系统的绝缘等级和温升限值。按此方法可以测得此转速下的最大持续扭矩Tcont。
峰值转矩:在相应转速下,测得某转矩时机控制和驱动电机可以在一定持续时间内正常工作(一般要求至少60s),并且不超过电驱系统的绝缘等级和温升限值。按此方法可以测得此转速下的最大扭矩Tcont。
持续/峰值功率:按上述方法获得Tcont、Tcont,可根据公式P=(T×n)/9550  计算出相应转速下的持续/峰值功率。




1.4、堵转转矩


通常情况下,测量堵转转矩时,保持直流母线电压在额定工作电压下。
试验时,将驱动电机转子堵住,通过机控制对驱动电机施加一定的转矩,测试过程中记录堵转转矩和堵转时间。按同样的方法,将一周按等分5个测试点测试转子和定子不同相对位置的堵转转矩,选取最小值为此电驱系统的堵转转矩。
通常情况下堵转转矩越大越好,它直接反映了电机的启动力矩。但是堵转转矩太大会使启动电流同时增大,从而造成对电网的冲击。所以,在国家标准中对堵转转矩做了最小限制、同时又对启动电流做了最大限制。



1.5、最高工作转速


通常情况下,测试最高工作转速时,保持直流母线电压在额定工作电压下。
测试时,匀速调节驱动电机转速,并逐渐升至最高工作转速,并施加技术要求规定的转矩,工作稳定后,持续工作时间应不小于3min。




1.6、控制精度


转速控制精度:对于有转速控制功能的电驱系统,需测试其相应的转速控制精度。
测试时,在10%~90%最高工作转速范围内,选取若干转速点,测试实际转速和目标转速的差值,并计算差值与目标转速的百分比,即为转速控制精度。
转矩控制精度:对于有转矩控制功能的电驱系统,需测试其相应的转矩控制精度。
测试时,在10%~90%峰值转矩范围内,选取若干转矩点,测试实际转矩和目标转矩的差值,并计算差值与目标转矩的百分比,即为转矩控制精度。




1.7、响应时间


转速响应时间:对于有转速控制功能的电驱系统,需测试其相应的转速响应时间。

测试时,应改变驱动电机定子、转子的相对起始位置,沿圆周选取若干点,测试机控制从接收到目标转速指开始至第一次达到规定容差范围内的目标值所经过的时间,即为转速响应时间。

转矩响应时间:对于有转矩控制功能的电驱系统,需测试其相应的转矩响应时间。

测试时,应改变驱动电机定子、转子的相对起始位置,沿圆周选取若干点,测试机控制从接收到目标转矩指开始至第一次达到规定容差范围内的目标值所经过的时间,即为转矩响应时间。




1.8、持续/短时/最大工作电流


机控制持续工作电流:在一定试验工况条件下,电驱系统能够长时间持续稳定工作,此时测量得到的电流为机控制持续工作电流。
机控制短时工作电流:通过改变试验条件,增大机控制的工作电流,使电驱系统能够在较短时间内正常稳定工作,此时测量得到的电流为机控制短时工作电流,持续时间不宜少于30s。
机控制最大工作电流:通过改变试验条件,继续增大机控制的工作电流,试验持续时间很短,一般远少于30s,此时测量得到的电流为机控制最大工作电流。


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灵思寄语:

过度的清醒,会让人觉得凉薄冷漠,因为一眼看穿,不屑多言。过度的沉醉,会让人感到肤浅迷离,因为爱由心生,不需要思考。所以,完美的人生,是留一半清醒,留一半醉意。                                                                                       ——贾平凹《暂坐》



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