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电动汽车驱动系统效率测量--基于WP4000变频功率分析仪

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  • 发布时间:2014/9/7 9:13:15
  • 作者:银河电气

一、电动汽车驱动系统概述

  电动汽车驱动系统是电动汽车重要的组成部分,电动汽车驱动系统由牵引电机、电动控制器、机械传动装置、车轮等构成,电动汽车运行性能的好坏主要是由其驱动系统决定,所以电机驱动系统的效率测试尤为重要。

二、电动汽车驱动系统的分类

  电动汽车驱动系统按照所使用电机类型的不同而成划分成常用的三种:
  1、直流电机驱动系统:该系统中的电机为有刷直流电机, 电机控制器一般采用斩波器控制方式;
  2、感应电机交流驱动系统:该系统中的电机一般采用转子为鼠笼结构的三相交流异步电机, 电机控制器用矢量控制的变频调速方式;
  3、永磁同步电机交流驱动系统:该系统中的永磁同步电机包括无刷直流电机和三相永磁同步电机;

三、电动汽车驱动系统的测试原理

  不同于一般工业电机的测试,在电驱动车辆驱动系统的测试中,更多的是关注驱动电机系统的性能特性以及工况特性,所以驱动系统的测试一般都需要在专门的测试平台上结合规定的测试程序进行。
  在新能源汽车的电机驱动系统中的基本物理量主要包括电压、电流、电功率、功率因数、频率、转速、转矩、电机磁场和电机直流电阻等。在电驱动系统中,电压和电流都是非正弦的物理量,其测试难度较大。传统的交流电工测量仪表大多是专门为测量工频正弦信号而设计制造的,用于测量非正弦电量时,会产生较大的误差。
    对于电压、电流等电量物理量可以直接采用WP4000变频功率分析仪直接进行测量,而对于转速、转矩等非电量物理量的测量,一般要借助于扭矩传感器将非电量转换为可测量的脉冲信号,然后用DM4022频率测试子站测量的方法实现非电量的测量。

电动汽车驱动系统测试原理图

图1 电动汽车驱动系统测试原理图

  如图所示,电动汽车电池组为整个系统提供直流电源,直流进入电机控制器逆变成三相交流电给汽车电机供电,汽车电机带动轴承旋转实现电动汽车的移动,电机控制器接收电机转速等信号反馈到仪表,当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或者减速的目的。SP1变频功率传感器测量电池组的电压、电流、功率等电量参数,SP2测量电机控制器逆变输出的电量参数,扭矩传感器测量汽车电机的轴功率,SP1和SP2组成的测试系统用来测量电机控制器的效率,SP2与轴功率测试系统用来测量汽车电机的效率。

四、WP4000变频功率分析仪的特点

     1、采用独有的前端数字化技术使该测试系统在复杂电磁环境下仍可提供可信赖的数据
  采用独有的大仪器技术,将传感器与数字主机通过光纤传输实现有机的完美整合。
     2、唯一一款标称系统精度、全局精度、相对精度的变频功率测试系统
  该测试系统采用前端数字化技术,传输光纤和数字主机,不会引入误差,传感器的精度就是系统精度。在标称的适用范围内,WP4000变频功率分析仪均能满足标称的精度指标,以相对误差的方式提供最值得信赖的数据。
     3、宽频率、宽量程范围内的高精度测量
  WP4000变频功率分析仪在DC、0.1Hz~400Hz的范围内,可以测量100μV~15kV电压、100μA~7kA电流,最高功率精度可以达到0.2级。远远满足电动汽车驱动系统的测试要求。

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作者:hb_yinhe
湖南银河电气有限公司(http://www.vfe.cc/)