開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)的測(cè)試臺(tái)架裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車等新能源車輛正在蓬勃發(fā)展。在新能源車輛中，以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的電驅(qū)動(dòng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，也對(duì)車用動(dòng)力電機(jī)提出了更為嚴(yán)格的要求，這就促使了各種新型電機(jī)和電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的誕生。由永磁同步電機(jī)發(fā)展而來(lái)的一種新型電機(jī)一一開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)就是其中之一。該電機(jī)具有永磁同步電機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，而且比永磁同步電機(jī)控制靈活、調(diào)速范圍大，更適合驅(qū)動(dòng)車輛的要求。
[0003]然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)的測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)和測(cè)試方法還很不成熟。除了對(duì)電機(jī)測(cè)試臺(tái)架可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)并測(cè)量電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速的基本功能要求之外，開(kāi)放式繞組電機(jī)涉及到運(yùn)行模式的切換。如最簡(jiǎn)單的三相開(kāi)放式繞組電機(jī)，其運(yùn)行模式就可以在Y形及△形之間切換。在切換過(guò)程中，將產(chǎn)生電機(jī)本體的振動(dòng)及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；而傳統(tǒng)的電機(jī)測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)無(wú)法對(duì)該振動(dòng)及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)進(jìn)行有效的測(cè)試。此外，開(kāi)放式繞組電機(jī)運(yùn)行模式切換的重要條件之一就是電機(jī)及逆變器的運(yùn)行效率，所以針對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)的測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)地對(duì)當(dāng)前電機(jī)及逆變器效率進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。而且，開(kāi)放式繞組電機(jī)采用的是雙逆變器系統(tǒng)，其功率元器件數(shù)量是普通永磁同步電機(jī)的2倍，其發(fā)熱情況也需要進(jìn)行針對(duì)而細(xì)致的測(cè)試；電機(jī)不同運(yùn)行模式之間電機(jī)本體和逆變器系統(tǒng)的發(fā)熱情況也需要進(jìn)行對(duì)比；這就要求該測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)可以對(duì)電機(jī)本體和逆變器系統(tǒng)的溫升進(jìn)行測(cè)試和記錄。另外，由于目前量產(chǎn)的開(kāi)放式繞組電機(jī)較少，測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)應(yīng)對(duì)各種外形、功率、繞組數(shù)不同的開(kāi)放式繞組電機(jī)具有一定的通用性；測(cè)試臺(tái)架應(yīng)可使用普通電機(jī)控制器對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)進(jìn)行控制。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的電機(jī)測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)無(wú)法滿足對(duì)開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)進(jìn)行有效而全面的測(cè)試，需要針對(duì)此類電機(jī)重新開(kāi)發(fā)一種測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于為克服目前對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)的測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)和測(cè)試方法存在的技術(shù)缺陷，提出一種對(duì)各種外形、功率、繞組數(shù)不同的開(kāi)放式繞組電機(jī)具有一定的通用性的開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括分別通過(guò)負(fù)載電機(jī)支架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架設(shè)置在一臺(tái)架兩端的永磁同步負(fù)載電機(jī)和被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)、通過(guò)扭矩傳感器支承設(shè)置在永磁同步負(fù)載電機(jī)和被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的扭矩傳感器，扭矩傳感器的軸兩端分別通過(guò)雙膜片彈性聯(lián)軸器與被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和永磁同步負(fù)載電機(jī)的輸出軸相連，套置在永磁同步負(fù)載電機(jī)輸出軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器，永磁同步負(fù)載電機(jī)和被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別通過(guò)負(fù)載電機(jī)逆變器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器并聯(lián)在直流母線上，連接在負(fù)載電機(jī)逆變器上的負(fù)載電機(jī)控制器、連接在驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、設(shè)置在連接被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器電路間的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器、設(shè)置在連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器和直流母線電路間的驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器電流傳感器、設(shè)置在直流母線上的電源電壓傳感器、計(jì)算機(jī)和與其通過(guò)串行總線相連的數(shù)據(jù)采集卡;
[0007]還包括設(shè)置在所述的被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)殼體上的壓電式加速度傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度傳感器、設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器殼體上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器溫度傳感器、并聯(lián)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器上的手動(dòng)控制板，所述的扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度傳感器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器溫度傳感器、壓電式加速度傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器電流傳感器、電源電壓傳感器分別與數(shù)據(jù)采集卡通訊連接；
[0008]所述的手動(dòng)控制板由控制電路和工作電路兩部分組成:
[0009]控制電路包括低壓直流電源DY、觸發(fā)傳感器CG1、總開(kāi)關(guān)K1、選擇器開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、接觸器線圈KD1、KD2、KD3、KD4、KD5、KD6、KD7、KD8、KD9，選擇器開(kāi)關(guān)SI的2個(gè)分路分別與接觸器線圈KD1、KD2串聯(lián)組成選擇電路I，選擇器開(kāi)關(guān)S2的3個(gè)分路分別與接觸器線圈KD3、KD4、KD5串聯(lián)組成選擇電路II，選擇器開(kāi)關(guān)S3的4個(gè)分路分別與接觸器線圈KD6、KD7、KD8、KD9串聯(lián)組成選擇電路III ;這3個(gè)選擇電路并聯(lián)后與低壓直流電源DY、總開(kāi)關(guān)K1、觸發(fā)傳感器CGl串聯(lián)；觸發(fā)傳感器CGl的接口 h與所述的數(shù)據(jù)采集卡通訊連接，以傳遞繞組切換的觸發(fā)時(shí)間信號(hào)；
[0010]工作電路由9個(gè)回路組成，回路I中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM1，用于將三相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為最大轉(zhuǎn)矩繞組狀態(tài)；回路2中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM2，用于將三相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為最高轉(zhuǎn)速繞組狀態(tài)；回路3中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM3，用于將五相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為最大轉(zhuǎn)矩繞組狀態(tài)；回路4中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM4，用于將五相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為過(guò)渡繞組狀態(tài)；回路5中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM5，用于將五相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為最高轉(zhuǎn)速繞組狀態(tài)；回路6中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM6，用于將七相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為最大轉(zhuǎn)矩繞組狀態(tài)；回路7中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM7，用于將七相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為第一過(guò)渡繞組狀態(tài)；回路8中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM8，用于將七相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為第二過(guò)渡繞組狀態(tài)；回路9中串聯(lián)有接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KM9，用于將七相開(kāi)放式繞組電機(jī)切換為最高轉(zhuǎn)速繞組狀態(tài)；各回路的端口分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器相對(duì)應(yīng)的相橋臂中點(diǎn)相連接；工作電路中的接觸器動(dòng)合觸點(diǎn)KMl、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9 分別由控制電路中的接觸器線圈 KD1、KD2、KD3、KD4、KD5、KD6、KD7、KD8、KD9控制。
[0011]本實(shí)用新型開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)具有以下優(yōu)異技術(shù)效果:
[0012]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)的測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)和測(cè)試方法還很不成熟。普通電機(jī)測(cè)試臺(tái)架可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)并測(cè)量電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速，但不能對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)進(jìn)行繞組狀態(tài)切換。本測(cè)試系統(tǒng)可以在測(cè)試過(guò)程中對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)的繞組狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)切換。在繞組切換過(guò)程中，將產(chǎn)生電機(jī)本體的振動(dòng)及扭矩波動(dòng)，原有測(cè)試系統(tǒng)無(wú)法對(duì)該振動(dòng)、扭矩波動(dòng)及扭矩穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，而本測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)該振動(dòng)及扭矩波動(dòng)、扭矩穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行測(cè)量和記錄。而且，開(kāi)放式繞組電機(jī)采用的是雙逆變器系統(tǒng)，其功率元器件數(shù)量是普通永磁同步電機(jī)的2倍，其發(fā)熱情況也需要進(jìn)行針對(duì)而細(xì)致的測(cè)試；電機(jī)不同運(yùn)行模式之間電機(jī)本體和逆變器系統(tǒng)的發(fā)熱情況也需要進(jìn)行對(duì)比；本測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)電機(jī)本體和逆變器系統(tǒng)的溫升進(jìn)行測(cè)試和記錄。另外，由于目前量產(chǎn)的開(kāi)放式繞組電機(jī)較少，本測(cè)試系統(tǒng)對(duì)各種外形、功率、繞組數(shù)不同的開(kāi)放式繞組電機(jī)具有一定的通用性；測(cè)試臺(tái)架通過(guò)手動(dòng)控制板可使用普通電機(jī)控制器對(duì)開(kāi)放式繞組電機(jī)進(jìn)行控制，而無(wú)需開(kāi)發(fā)專門的開(kāi)放式繞組電機(jī)控制器。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)電路連接示意圖；
[0015]圖3是圖1中所示手動(dòng)控制板(19)的電路原理圖；
[0016]圖4是三相開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)與逆變器系統(tǒng)、手動(dòng)控制板連接電路圖；
[0017]圖5是五相開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)與逆變器系統(tǒng)、手動(dòng)控制板連接電路圖；
[0018]圖6是七相開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)與逆變器系統(tǒng)、手動(dòng)控制板連接電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]參照?qǐng)D1、2，一種開(kāi)放式繞組永磁同步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括分別通過(guò)負(fù)載電機(jī)支架2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)支架7設(shè)置在一臺(tái)架23兩端的永磁同步負(fù)載電機(jī)I和被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、通過(guò)扭矩傳感器支承6設(shè)置在永磁同步負(fù)載電機(jī)I和被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)8之間的扭矩傳感器5，扭矩傳感器5的軸兩端分別通過(guò)雙膜片彈性聯(lián)軸器4與被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的輸出軸和永磁同步負(fù)載電機(jī)I的輸出軸相連，套置在永磁同步負(fù)載電機(jī)I輸出軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器3，永磁同步負(fù)載電機(jī)I和被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)8分別通過(guò)負(fù)載電機(jī)逆變器21和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器15并聯(lián)在直流母線22上，連接在負(fù)載電機(jī)逆變器21上的負(fù)載電機(jī)控制器20、連接在驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器15上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器14、設(shè)置在連接被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)8和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器15電路間的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器13、設(shè)置在連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器15和直流母線22電路間的驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器電流傳感器18、設(shè)置在直流母線22上的電源電壓傳感器17、計(jì)算機(jī)11和與其通過(guò)通用串行總線相連的數(shù)據(jù)采集卡12 ;
[0022]還包括設(shè)置在所述的被測(cè)開(kāi)放式繞組驅(qū)動(dòng)電機(jī)8殼體上的壓電式加速度傳感器9、驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度傳感器10、設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器15殼體上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器溫度傳感器16、并聯(lián)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器15上的手動(dòng)控制板19，所述的扭矩傳感器5、旋轉(zhuǎn)變壓器3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度傳感器10和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器溫度傳感器16、壓電式加速度傳感器9、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器13和驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆變器電流傳感器18、電源電壓傳感器17分別與數(shù)據(jù)采集卡12通訊連接；
[0023]參照?qǐng)D3，所述的手動(dòng)控制板19由控制電路和工作電路兩部分組成:
[0024]控制電路包括低壓直流電源DY、觸發(fā)傳感器CG1、總開(kāi)關(guān)K1、選擇器開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、接觸器線圈KD1、KD2、KD3、KD4、KD5、KD6、KD7、KD8、KD9，選擇器開(kāi)關(guān)SI的2個(gè)分路分別與接觸器線圈KD1、KD2串聯(lián)組成選擇電路I，選擇器開(kāi)關(guān)S2的3個(gè)分路分別與接觸器線圈KD3、KD4、KD5串聯(lián)組成選擇電路II，選擇器開(kāi)關(guān)S3的4個(gè)分路分別與接觸器線圈KD6、KD7、KD8、KD9串聯(lián)組成選擇電路III ;這3個(gè)選擇電路并聯(lián)后與低壓直流電源DY、總開(kāi)關(guān)K1、觸發(fā)傳感器CGl串聯(lián)；觸發(fā)傳感器CGl的接口 h與所述的數(shù)據(jù)采集卡(12)通