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WP4000变频功率分析仪应用于电动汽车电机试验

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  • 发布时间:2013/11/4 11:04:07
  • 作者:量值溯源

电动汽车概述

  随着社会经济的发展,私家车的数量越来越多,虽然汽车给我们带来了极大的方便,但是其附加带来的问题就是环境污染,每天汽车排放的大量尾气,基本上是我们生活的城市中空气污染的主要来源。由于空气的质量直接影响着人们的身体健康,因此人们对自己所生活环境的空气质量关注度越来越高,极希望能有一种既可以为人们带来方便,又不对健康产生危害的汽车。于是带来了新兴的电动汽车行业,由于电动汽车是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置,真正做到零尾气排放,对环境不会产生任何影响,最符合国家的“节能减排”要求,必将成为今后汽车行业发展的趋势。

汽车电机试验项目及特点

  在电动汽车的所有组件中,汽车电机是电动汽车驱动系统的核心部件,其性能直接影响到汽车整体的可靠性。因此,汽车电机综合性能测试试验是汽车电机生产和开发中必不可少的环节。一般要求能在模拟工况下完成汽车电机的如下试验项目:
  1、 电机三相电阻,耐压试验;
  2、 空载转速,空载电流;
  3、 功率扭矩试验;
  4、 电机温度场、温升试验;
  5、 效率试验;
  6、 堵转试验;
  7、 过载能力试验;
  8、 再生能量回馈试验;
  9、 最高工作转速、超速试验;
  10、 耐久性试验;
  同时要求在试验过程中精确测量被测电机的输入电压、电流、功率,精确测量被测电机的输出电压、电流、功率,精确测量被测电机的效率,转速、扭矩。测试范围涵盖电机转速从0——13000r/min时间段内连续检测,绘制出电压、转速、扭矩、功率、效率、温度等与电流的关系曲线,并打印出试验报表,得出结论。
  由于其测试特点是:测试项目多,测试时间短,测量范围宽、起动电流大、转速高,因此对测试设备的适应范围、采样频率、响应时间等性能提出了极高的要求。

电动汽车试验依据标准

  GB755-2008 《旋转电机基本技术要求》
  GBT 18488.1-2015 《电动汽车用电机及其控制器试验方法 技术条件》
  GBT 18488.2-2015 《电动汽车用电机及其控制器试验方法 试验方法》
  GB1032-2012 《三相异步电机试验方法》
  GB/T1029-2005 《三相同步电机试验方法》

电动汽车试验方案

  以100kW电动汽车电机试验为例,由于其测试的特殊性,普通的测量系统很难满足其全部要求。
  WP4000变频功率分析仪湖南银河电气有限公司研制的一款高精度、宽频带测量仪器,这款仪器以其宽频带、宽相位、宽幅值测量范围、全局精度标称方式、高采样率、多参量同步测量等特点,受到目前众多使用者的推崇,完全满足电动汽车电机试验中的各种测试要求。
  那么WP4000变频功率分析仪是如何做到的呢?首先,WP4000变频功率分析仪采用前端数字化技术,由数字量输出的变频电量变送器和数字量输入的二次仪表构成,两者通过光纤连接。前端数字化与光纤传输完全避免了复杂电磁环境下传输环节本身的衰减和干扰,同时截断了传感器的最重要的干扰传播途径,增强了传感器和系统的电磁兼容性能。其次,它是目前国内外唯一一款标称全局精度指标的变频功率分析仪。WP4000变频功率分析仪采用变压器、变频器等各种变流器及电机试验需要的幅值、频率、相位范围内实测最低准确度指标作为标称准确度指标,全面满足相关产品检试验的国家标准要求。第三,首创大仪器技术——15kV高电压、7kA大电流直接测量。WP4000变频功率分析仪根据电压、电流的量程从1mV~15kV,100uA~7000A,变频电量变送器有100多种规格型号可供选择,对于高压、大电流测量,既可采用低电压、小电流的DT系列数字变送器与外部传感器配套使用,也可直接采用高电压、大电流的SP系列变频功率传感器直接测量,减少中间环节,提高系统测量准确度。最后,多机同步实现任意相电机的准确测量每台WP4000变频功率分析仪可配置1~6个功率单元(变频电量变送器),对于更多功率单元的测试项目,可采用多台分析仪级联,在同步光纤的控制下,实现多台分析仪之间的准确同步测量,如:单台分析仪可构建一台六相电机试验台,单台分析仪可构建三个测点(二瓦计法)的双馈风力发电机试验台,三台分析仪可构建的15相新型感应电机试验台。
  试验方案原理示意图如下所示:

WP4000变频功率分析仪应用于汽车电机试验

WP4000变频功率分析仪应用于汽车电机试验

  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。