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汽车实验室建设公司深度剖析电动汽车电机耐久性实验之测功机

发布者:王灿 发布时间:2017-04-26 阅读:

随着国家对节能减排的要求越来越高以及能源日趋紧张的全球形势,未来电动汽车将必然占有半壁江山。为了保证电动汽车的使用质量,电动汽车实验室建设项目也将成为一个新兴市场增长点。汽车实验室建设公司将电动汽车分为车架、轮毂、座椅、方向机、动力源、制动、电量存储、变速控制器、照明、音响等等。


实际上汽车生产研发技术在我国已经比较成熟了,然而在很多人眼中仍然觉得国产的不如国外的好用。其主要原因有两个方面:产品质量确实存在缺陷和中国人根深蒂固的思想认为进口的就是比国产的好。根深蒂固的思想是受前人影响,但是产品质量为什么真的存在缺陷呢?实验室建设公司总结出四点:


1不成熟的厂家急功近利,推出理论都不成熟的产品;2、产品不稳定,忽好忽坏,大问题不见小问题不断;3、耐久不可靠,也许刚刚一两年没什么问题,但是一旦使用超过三年,各种问题就来了;4、生产组装过程过于追求效率相应的规范操作降低标准,从出厂前就已经为产品出现问题埋下祸根。


拿电动汽车的动力源----电动机来说,其性能的好坏直接影响了汽车的性能以及寿命。比如:因为雨天气要考虑IP等级,路况复杂要考虑其防沙尘能力和抗震能力,行走于海边需具备抗盐腐蚀能力,连续长时间运行需考虑温升问题,因其属于电气设备更要考虑绝缘以及直流电阻问题,为了降低自身能耗还要考虑输出功率以及推重比,良好的动力源还要考虑其自身噪音振动等问题,因为环境会有温度变化要考虑不同温度下的输出功率,因为其负载随时变化就要考虑电机在冷、热、空载、满载、以及过负荷能力以及性能衰减问题......


所有这一切我们需要考虑的是设备中心点----可靠性、耐久性!

    

汽车实验室所有的实验都是有针对性的目的,采用合理的试验方法,选择配置不同的测试设备来实现的。做电机的耐久性则脱离不开测功机。现有市场上测功机主要分为水力测功机、电涡流测功机、电力测功机。其根本目的,是针对电动机的输出轴功率进行测试。温控箱配合绝缘摇表可以测试其绝缘等级;单独的测功机可以测试电机耐久、使用寿命、极限负载等;测功机配合温控箱就可以测试电机在不同温度下的输出功率。现有市场上最节能的测功机为电力测功机。


电力测功机的工作原理为:用被测试电机拖动交流发电机作为负载检测轴功率,再将发电机的电量逆变为合格的工频电量反馈回去,那么,整个实验过程中实际消耗的电量将不再是被测试电机锁消耗的电量,而应该为:

P=P1+P2+P3+P4-P5

P1:控制部分消耗功率

P2:电机发电机机械损耗及铜损铁损功率

P3:被测电机消耗功率

P4:整流以及逆变过程中消耗的功率

P5:测功机反馈功率  


现有电力测功机工作原理示意图见:图1-1

此类测功机主要损耗在于整流与逆变过程的损耗,其功率输送过程为:将电网交流电量整流为直流,驱动被测试的直流电机,由直流电机拖动交流发电机,并网并反馈给驱动电源前侧。因为被测试电机在测试过程中的转速是不固定的,所以意味着输出交流发电动机的频率不会是工频50Hz电压也会有较大波动所以无法满足先发电后并网的基本要求(相同电压、相同相序、相同频率、相同相位、在同期点)所以最好的处理方式为先并网后逆变发电。即:先将逆变器输出侧并与电动机驱动电源进线侧,交流发电机发出的交流电经过整流再逆变成与电网相同电压、相同相序、相同频率、相同相位的交流电。利用形成的一个半闭式循环达到节能的目的。


测功机在其整个使用过程中约9%的损耗为测功机本身的损耗。由此可以看出:直流电机驱动电源中交流整流为直流的过程为一个损耗点约1.5%为一次整流过程损耗;发电机侧整流过程为一个损耗点约1.5%为二次整流过程损耗;整流过后再逆变过程又是一个损耗点约5.5%为逆变部分损耗(控制器部分200W计入逆变损耗之内),其最大的缺陷为环节太多,损耗过大。


将对拖发电机输出交流电源整流后,直接并入测功机驱动电源下侧,取消逆变环节直接在直流侧形成类似闭环回路,因为自身的功率损耗,在驱动电源失电以后其直流回路会形成线性衰减,调整驱动电源的整流过程的可控硅利用PID调节进行稳定或调整输出功率形成类似放大电路。如果能够实现控制器的灵活准确调节,则可以减少一次逆变。所以可以将测功机驱动电源柜内损耗降低三分之二以上。


详见图1-2

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