电机定子绝缘老化试验装置及试验方法制造方法及图纸

一种电机定子绝缘老化试验装置，包括双脉冲电源，输出前后半周期极性相反的周期性脉冲，所述周期性脉冲的脉宽、幅值以及上升沿和下降沿的时间可调；开关箱，箱内有多个用于切换通路的开关，所述开关箱的输入端与所述双脉冲电源连接，通过调整所述开关箱内的多个开关的组合关系改变所述开关箱的输出端电压；所述开关箱按预定时长维持输出电压，用于对被试电机的定子进行绝缘老化试验。本发明专利技术简化了老化试验系统，加速电机定子老化进程。

Insulation Aging Testing Device and Method of Motor Stator

An aging test device for motor stator insulation includes a dual-pulse power supply, which outputs periodic pulses with opposite polarity in front and back half periods. The pulse width, amplitude and time of rising and falling edges of the periodic pulses are adjustable. A switch box has several switches for switching paths in the box, and the input end of the switch box is connected with the dual-pulse power supply by adjusting the switch. The combination of multiple switches in the box changes the output voltage of the switch box; the switch box maintains the output voltage for a predetermined length of time for insulation aging test of the stator of the motor under test. The invention simplifies the aging test system and accelerates the aging process of the motor stator.

【技术实现步骤摘要】
电机定子绝缘老化试验装置及试验方法
本专利技术涉及电机测试领域，尤其涉及一种电机定子老化试验装置及试验方法。
技术介绍
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，是目前比较推荐的车型。电动汽车通常分为：纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(PHEV)、燃料电池汽车(FCEV)。其中，纯电动汽车是由电机驱动的汽车，相对燃油汽车而言，主要差别在于四大部件：驱动电机，调速控制器、动力电池、车载充电器。纯电动汽车的品质差异取决于这四大部件，其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车时速快慢和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，再通过传动装置或直接驱动车轮和其他工作装置。因此，电动汽车上的驱动电机是汽车的核心之一，它的使用寿命和可靠性直接关系着整车的寿命和安全。所以电机老化试验测试系统，对车用驱动电机的开发就显得尤为重要。电机绝缘失效时间主要和变频器输出方波脉冲的电压幅值、脉冲上升沿的上升时间以及脉冲的频率相关，同时受到电机所处的环境温度影响。现有的电机老化试验系统，如图1所示，包括整流单元1、直流模拟单元2、测功机控制器3、测功机4、被试电机5和被试电机控制器6。当进行热老化时，还包括环境仓7。现有的试验系统一般采用整流单元1和直流模拟单元2的组合给被试电机6供电，以适应不同电压等级的测功机控制器3、被试电机控制器6和被试电机5的需求。具体的，如图2所示，一般由被试电机控制器6提供三相电压，加载在被试电机5输入端。被试电机控制器6内部一般由变频器产生方波脉冲电压，通过变频器控制被试电机6。综上，目前用来考核电机绝缘老化的电机老化测试系统，通常采用一台测功机拖动一台被试电机，系统的整体构成主要包括测功机及其控制系统，被试电机及其控制系统，通过被试电机控制器对被试电机进行供电，同时将被试电机置入环境仓中模拟环境温度。这样的电机老化试验测试系统，系统结构复杂，故障率高，价格昂贵。另一方面由于受到变频器开关频率的限制，电机在绝缘老化考核方面缺少加速机制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电机定子老化试验装置及试验方法，用于对电动汽车驱动电机进行老化试验，统计其绝缘老化时间。现有的电机老化试验的试验对象是整个电机，为此，需搭建包含测功机及其控制系统、被试电机及其控制系统和变频器在内的复杂测试装置。而事实上，电机的寿命取决于其核心部件定子的寿命，因此本专利技术提出针对定子的老化试验装置，从而简化了试验系统，降低了成本，还能大范围调整脉冲频率，加速老化过程，缩短试验时间。本专利技术提供了一种电机定子绝缘老化试验装置，包括：双脉冲电源，输出前后半周期极性相反的周期性脉冲，所述周期性脉冲的脉宽、幅值以及上升沿和下降沿的时间可调；开关箱，包括多个用于切换通路的开关，所述开关箱的输入端与所述双脉冲电源连接，通过调整所述开关箱内的多个开关的组合关系改变所述开关箱的输出端电压；所述开关箱按预定时间维持输出电压，用于对被试电机的定子进行绝缘老化试验。上述的电机定子绝缘老化试验装置，还包括：环境仓，所述被试电机的定子设置于所述环境仓内，所述环境仓为所述被试电机的定子提供不同温度环境。上述的电机定子绝缘老化试验装置，其中，所述环境仓提供高低温工作试验或温度循环试验所需的温度环境。上述的电机定子绝缘老化试验装置，其中，所述开关箱内至少包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的开关频率可调，其中：所述第一开关与第二开关串联，所述第三开关与第四开关串联；串联的第一开关与第二开关的一端与串联的第三开关与第四开关的一端连接，并与所述开关箱的正向输入端连接；串联的第一开关与第二开关的另一端与串联的第三开关与第四开关的另一端连接，并与所述开关箱的反向输入端连接。上述的电机定子绝缘老化试验装置，其中，所述开关箱的输出端的引出点分别为第一开关与第二开关之间、第三开关与第四开关之间和正向输入端；或者所述开关箱的输出端的引出点分别为第一开关与第二开关之间、第三开关与第四开关之间和反向输入端。上述的电机定子绝缘老化试验装置，其中，所述脉冲电源的切换频率可调，其可调范围为0Hz～100kHz。本专利技术还提供了一种电机定子绝缘老化试验方法，采用上述任一项所述的试验装置连接被试电机的定子，对定子进行连续工作试验，试验结束检测所述定子的绝缘性能，所述试验方法包括如下步骤：调整所述开关箱内开关的导通/闭合的组合状态，以改变定子输入端的电压；调整所述双脉冲电源的输出频率、脉宽以及上升沿和下降沿时间，以模拟实际的电机控制器加载在电机端部的PWM脉冲电压；按预定时间保持所述被试电机的定子运转。上述的电机定子绝缘老化试验方法，其中，调整所述双脉冲电源的切换频率，以模拟实际的电机控制器加载在电机端部的PWM脉冲电压。本专利技术还提供了一种电机定子绝缘老化试验方法，采用上述任一项所述的试验装置连接被试电机的定子，对定子进行环境试验，试验结束检测所述定子的绝缘性能，所述试验方法包括如下步骤：调整所述开关箱内开关的导通/闭合的组合状态，以改变定子输入端的电压；调整所述双脉冲电源的输出频率、脉宽以及上升沿和下降沿时间，以模拟实际的电机控制器加载在电机端部的PWM脉冲电压；调整所述环境仓的温度条件；按预定时间保持所述被试电机的定子运转。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、现有技术中，一般以整个电机为考核对象，包含了电机的定子、转子、壳体以及一些附属零件。其测试系统及其复杂，一般包含整流装置，测功机及其控制器，DC/DC逆变器，电机控制器，以及联轴器，扭矩测量仪，轴承组等一系列旋转的机械部件，系统复杂，故障率高，价格昂贵。本专利技术公布的测试装置及方法中，以电机的定子为考核对象，测试系统最少可以只包含一个双脉冲电源和一个开关箱，极大地简化了测试系统。2、现有技术中，试验所用的变频器受到电压以及电流的限制，其开关频率一般在10kHz～15kHz左右。双脉冲电源的开关频率最高可以达到100kHz,在试验过程中可以极大地加速电机定子老化进程，缩短试验时间，提高效率。附图说明图1是现有技术的一般试验系统的示意图；图2是三相交流电机供电的原理图；图3是本专利技术一实施例电机定子老化试验装置的示意图；图4a是图3电机定子通电状态等效图之一；图4b是图3电机定子通电状态等效图之二；图4c是图3电机定子通电状态等效图之三。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明，然而，本专利技术可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。绝缘老化是指因电场、温度、机械力、湿度、周围环境等因素的长期作用，使电工设备绝缘在运行过程中质量逐渐下降、结构逐渐损坏的现象。绝缘老化的速度与绝缘结构、材料、制造工艺、运行环境、所受电压、负荷情况等有密切关系。绝缘老化最终导致绝缘失效，设备不能继续运行。引起绝缘老化的原因可归结为电的作用、热的作用、化学作用、机械力作用、湿度的影响等。本申请着重讨论的是电老化(连续工作)和热老化(高低温工作、温度循环)的实验室试验方法。现有技术受限于变频器开关频率的限制，在绝缘老化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机定子绝缘老化试验装置，其特征在于，包括：双脉冲电源，输出前后半周期极性相反的周期性脉冲，所述周期性脉冲的脉宽、幅值以及上升沿和下降沿的时间可调；开关箱，包括多个用于切换通路的开关，所述开关箱的输入端与所述双脉冲电源连接，通过调整所述开关箱内的多个开关的组合关系改变所述开关箱的输出端电压；所述开关箱按预定时间维持输出电压，对被试电机的定子进行绝缘老化试验。

【技术特征摘要】
1.一种电机定子绝缘老化试验装置，其特征在于，包括：双脉冲电源，输出前后半周期极性相反的周期性脉冲，所述周期性脉冲的脉宽、幅值以及上升沿和下降沿的时间可调；开关箱，包括多个用于切换通路的开关，所述开关箱的输入端与所述双脉冲电源连接，通过调整所述开关箱内的多个开关的组合关系改变所述开关箱的输出端电压；所述开关箱按预定时间维持输出电压，对被试电机的定子进行绝缘老化试验。2.如权利要求1所述的电机定子绝缘老化试验装置，其特征在于，还包括：环境仓，所述被试电机的定子设置于所述环境仓内，所述环境仓为所述被试电机的定子提供不同温度环境。3.如权利要求2所述的电机定子绝缘老化试验装置，其特征在于，所述环境仓提供高低温工作试验或温度循环试验所需的温度环境。4.如权利要求1所述的电机定子绝缘老化试验装置，其特征在于，所述开关箱内至少包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的开关频率可调，其中：所述第一开关与第二开关串联，所述第三开关与第四开关串联；串联的第一开关与第二开关的一端与串联的第三开关与第四开关的一端连接，并与所述开关箱的正向输入端连接；串联的第一开关与第二开关的另一端与串联的第三开关与第四开关的另一端连接，并与所述开关箱的反向输入端连接。5.如权利要求4所述的电机定子绝缘老化试验装置，其特征在于：所述开关箱的输出端的引出点分别为第一开关与第二开关之间、第三开关与第四开关之间和正向输入端；或者所述开关箱的输出端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈益辉，蒋大千，黄文祥，张俊，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31