1.電機試驗臺系統架構

電機試驗臺實時動態控制系統通過實時控制器可實現轉速和扭矩控制，模擬實際負載。主控系統可以與環境倉，功率分析儀，冷卻系統，EUT等通訊，并實現控制。數據采集系統采集扭矩傳感器，振動傳感器，溫度傳感器，壓力傳感器，以及其它傳感器的信號，并高速傳輸到主控系統中，傳感器數據可在軟件界面中顯示，保存和處理。

2.關鍵技術指標

1)      扭矩測量精度：±0.05%FS~±0.1%FS

2)      轉速傳感器脈沖分辨率：1024/600pprppr

3)      扭矩控制精度：±0.5%~±1%

4)      轉速控制精度：±0.01%FS

5)      測功機最大振動速度值（RSM）：≤2mm/s（獨立），≤3.5mm/s（加載）

6)      中間軸承座溫升：≤35℃

7)      中間軸承座最大振動速度值（RSM）：≤2mm/s（獨立），≤3.5mm/s（加載）

8)      試驗電機電流測量通道：4/6路

9)      試驗電機電壓測量通道：4/6路

10)   功率分析儀測量精度：±（讀數的0.05%/01%+量程的0.05%/0.1%）

11)   數據采集系統采樣率：1kHz

12)   用戶數據采集系統通道：可選配

13)   溫度測量范圍：-50℃~200℃

14)   振動傳感器測量范圍（RSM）：0~20mm/s

3.電機試驗臺主要試驗項目

1.   電機帶控制器功率、扭矩特性試驗

2.   電機帶控制器溫升試驗

3.   電機帶控制器堵轉試驗

4.   電機控制器控制策略開發驗證試驗

5.   電機帶動控制器最高轉速試驗

6.   電機帶控制器制動再生能量回饋試驗

7.   電機外特性試驗

8.   電機及控制器動力總成的開發匹配優化試驗

9.   電機及控制器動力總成的性能測試以及標定試驗

10.      效率Map測取試驗

11.      加速響應試驗

12.      轉矩響應試驗

13.      穩態循環加載耐久試驗

14.      反電動勢常數及波形

15.      機電時間常數

16.      電機響應特性測試(注：此處要求時間分辨率達到微妙級，一般用于高速小電機測試)

4.電機試驗臺關鍵技術描述

4.1 高性能電力測功機

電機試驗臺的核心部件之一是測功機，采用的高速測功機具備很低的轉動慣量，低的振動速度，體積小，良好的加速性能和效率等特點。實時監測測功機的前后軸承，三相繞組和軸承溫度。

4.2 高動態實時控制系統

電機試驗臺的監控系統基于嵌入式實時控制器，采用EtherCAT/Profinet通訊，可以實現高動態控制，系統空載動態響應時間可達到10ms以內，可以滿足復雜變工況測試。

4.3 便捷的電參測量系統

電參測量系統采用高精度功率分析儀和電流互感器，可同步接入扭矩和轉速信號，測量電機和控制器的效率，電流，電壓等參數。

4.5 精密機械結構

機械結構件采用高精度加工中心加工，具備非常高的加工精度，軸系同軸度優于0.02mm。

4.6 精密高速軸承支承

• 高速角接觸陶瓷球軸承

• 彈簧預緊

• 軸承溫升不超過35℃，

• 最高轉速時振動速度低于2.5mm/s(RSM)

• 脂潤滑，免維護，可連續運轉20000小時

4.7 完善的安全防護措施

1.    測功機前后軸承和溫度實時監控，電流和電壓實時監控，轉速和轉矩實時監控，前后端實時振動監控。

2.    中間高速軸承支承的軸承溫度和振動實時監控。

3.    被測電機的振動實時監控。

4.    安全防護罩閉合檢測，與測功機形成連鎖保護。

5.    電控系統具備短路、漏電、斷電、過流、過壓等防護功能。

6. 系統軟件具備安全檢測功能，當監測值超出閾值，立即報警。系統具備三級防護功能。

7. 對耐久性測試，系統根據監控的振動等歷史數據，自動進行趨勢預測，當預測會出現故障，系統會提示用戶注意。

4.7 安裝便捷

電機試驗臺的L安裝型支架上設計有定位止口和定位安裝面；通過與試驗電機連接的過渡安裝法蘭連接，可以實現試驗電機的快速安裝，免對中調整。L型安裝支架上設計有與高低溫環境倉的接口，可以將試驗電機放置在高低溫環境倉中進行測試。在L型安裝工裝的X/Y/Z三個方向安裝有振動傳感器，實時監控被測電機的振動狀態。與環境倉的接口采用四立柱懸臂支撐，可保證試驗電機軸線在高低溫環境變化時，均能與試驗臺的軸系同軸。

對小型高速電機，測功機可進行軸向位置調整，被測電機安裝平臺可進行豎直方向位置調整，以適應不同尺寸的待測試電機。

4.8 完善的監控軟件

電機試驗臺軟件采用模塊化設計架構，用戶可以自定義試驗流程和工況參數，實現對電機的轉速和扭矩控制。系統對用戶進行分級，并開不同功能模塊。系統具備開機零點自動標定功能。軟件具備專門的傳感器標定模塊，用戶可以定期對傳感器進行標定。預留與EUT通訊接口，可實現對EUT的控制。具備以下功能：

1.    速度控制

2.    扭矩控制

3.    溫度監控

4.    速度監控

5.    安全功能

6.    具有標準的與上位機軟件通訊的接口

7.    可以進行被測件與測試臺的限制監控，確保被測件轉速、異常時可在極短

的時間內恢復至安全狀態。

8.    速度、扭矩的開環與閉環控制

9. 道路模擬

實時控制器中集成了整車道路模擬控制模型。整車道路模擬功能用于實現在臺架上實現整車的道路阻力、坡度阻力模擬和慣量模擬，這些阻力模擬可用如下公式表示：

系統可提供各系列測功機電慣量模擬，并且根據方程式模擬道路負載：

RL = F0 + F1V^X + F2Vⁿ + I dv/dt + mg * (Grad/100)

其中：

參數F0、F1、F2、n和 x（如果有）組成道路負載模型，他們可通過多種方法獲得。

10.   系統接口

• 與環境倉通訊控制接口；

• 與冷卻系統通訊控制接口；

• 與電池模擬器通訊控制接口；

• 與變頻器通訊控制接口；

• 與INCA標定系統通訊控制接口；

• 四路CAN總線，可以與試驗件通訊；

• 一路以太網通訊接口；

• 提供相應的電纜。

4.9軸系對中措施

對于高速軸系，我們需要保證軸系的同軸度不大于0.02mm，一般采取以下措施：

• 激光對中儀對中

• 具備微調機械結構

4.10 軸系動平衡處理措施

高速電機試驗臺的軸系的動平衡精度達到G1，并進行現場動平衡。一般處理措施如下：

• 軸系上的法蘭設計有用于配重的均勻螺紋孔

• 采用現場動平衡儀進行動平衡