一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法，系统包括：被试系统，用于进行包括柴油机功率特性、制动电阻柜制动能力、变流器性能、电机特性在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节、励磁调节、电机控制在内多个单元部件的匹配性能测试，并包括依次相连的柴油机、发电机、被试变流器、测试柜和被试电机，及与被试变流器相连的制动电阻柜和牵引/制动踏板；陪试系统，用于配合被试系统完成各种性能测试，并包括依次相连的陪试电机、陪试变流器和三相可调电源。被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连。本发明专利技术能够解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题。

A test system and method for AC drive of electric wheel vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法
本专利技术涉及变流
，尤其是涉及一种应用于交流电传动矿用自卸车的电传动试验系统及方法。
技术介绍
为了解决传统机械传动矿山自卸车载荷太大而及其容易损坏、维修成本高、占用整车空间大等缺点，越来越多的大型矿山自卸车采用了交流电传动控制系统。交流电传动自卸车采用大功率牵引电机替代传统的机械传动，减少了大量的齿轮传动单元和机械磨损，对整车空间设计带来了更大的灵活性，并提高了全生命周期的运行效率。然而在设计交流电动轮整车时，各部件会有出厂试验，但不一定测试充分及完善，最终只有在主机厂组装完整车后，才能对整车的性能进行测试。而检验整车各部件是否匹配到最佳性能，并且进行整车的性能测试，都需要路况及场地的支持，这无疑费时费力。在现有技术中，主要有以下文献与本专利技术申请相关：文献1为广州电力机车有限公司于2014年10月28日申请，并于2015年02月25日公开，公开号为CN2014177888U的中国技术专利《大型矿山自卸车直流传动电动轮综合试验台》。该技术公开了一种大型矿山自卸车直流传动电动轮综合试验台，重点集中于介绍承托直流电动轮的试验安装架，并着重解决如电压测试、电流测试、漏油测试等，解决进行不同试验项目测试时，需搬运电动轮的难题，对整个电驱动系统进行试验的内容几乎没有涉及，并且交流电机试验完全不同于直流电机试验系统。文献2为湘潭电机股份有限公司于2013年12月30日申请，并于2014年06月04日公开，公开号为CN203629836U的中国技术专利《一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台》。该技术公开了一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，包括动力总成系统、试验控制系统和传动系统，但它的负载传动系统为直流电机和负载电阻。总所周知，直流电机制造工艺复杂、维护困难，驱动直流电机调速需要单独的一套励磁系统。在该专利中，负载系统工作于制动工况，制动能量完全消耗于负载电阻，造成了能量的浪费。另外，该专利可以看成一个单独的动力系统驱动单台交流电机，但目前实际整车是一套动力系统驱动两台或多台驱动电机。单独驱动一台，无论是柴油发电机的功率特性，还是调速特性都得不到充分验证。最后，该专利的被试传动系统没有配备制动电阻柜，无法对牵引电机进行制动特性测试。文献3为许和平等人，发表在《企业科技与发展》2011年第16期，Vol.16No31038～42也的论文《电动轮自卸车电传动系统试验平台的可行性研究》。该论文介绍了在柴油机、电机及控制系统、动力电池及管理系统和主控制器等构成的车辆动力总成进行系统的试验和优化动力分配控制的基础上建立试验平台，对各个部件进行可行性分析。试验平台负载选用了电涡流测功机，但一般的电涡流测功机，不能对被试传动系统进行制动特性测试。另外，被试驱动电机进行牵引特性试验时，测功机的能量是通过水冷或风能的方式将热能散发掉，造成了能量的损失。以上现有技术中的专利和论文，有涉及到矿山自卸车直流传动电动轮综合试验台结构组成的，也有涉及到交流试验台结构组成的，但均与本专利技术申请的创新点不相关，无法解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法，以解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种电动轮整车交流电传动试验系统的技术实现方案，一种电动轮整车交流电传动试验系统，包括：被试系统和陪试系统；所述被试系统包括依次相连的柴油机、发电机、被试变流器、测试柜和被试电机，以及与所述被试变流器相连的制动电阻柜和牵引/制动踏板在内的电动轮整车单元部件；所述被试系统，用于进行包括柴油机功率特性测试、制动电阻柜制动能力测试、变流器性能测试、电机特性测试在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节性能、励磁调节性能、电机控制性能在内的多个单元部件的匹配性能测试；所述陪试系统包括依次相连的陪试电机、陪试变流器和三相可调电源；所述陪试系统，用于配合所述被试系统完成各种性能测试；所述被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连接。优选的，所述陪试电机运行于速度环模式，所述被试电机运行于转矩模式，所述牵引/制动踏板直接给定转矩信号。优选的，所述陪试变流器为带有四象限整流的变流器。优选的，所述被试变流器还包括VCU、第一DCU。优选的，所述陪试变流器还包括第二DCU。优选的，所述电动轮整车交流电传动试验系统包括两组依次相连的测试柜、被试电机和陪试电机。优选的，所述陪试系统还包括与陪试变流器相连的上位机，启动陪试系统，所述陪试系统运行于速度控制模式，通过所述上位机控制两个陪试电机的转速给定为同一指令。优选的，通过所述上位机输入所述电动轮整车运行的功率谱，控制所述被试系统和陪试系统联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，测试所述电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。优选的，所述被试系统还包括与发电机相连的励磁系统，启动被试系统，所述被试变流器的VCU开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机的转速控制、发电机的功率输出和被试变流器的中间目标电压给定及转矩给定。优选的，所述被试变流器的第一DCU根据所述VCU下发的转矩给定信号控制两个被试电机的转矩给定为同一指令。优选的，所述被试变流器、牵引/制动踏板给至100％运行，所述陪试变流器根据被试电机的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时所述测试柜自动记录被试电机在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器的输入电压，以此完成被试电机的牵引/制动特性测试及被试变流器的控制性能测试。优选的，所述牵引/制动踏板在给定0～100％运行的过程中，所述陪试变流器快速进行速度扫描，以验证所述被试变流器的动态性能。优选的，在所述联轴器上设置有齿轮箱和扭矩仪，通过在所述扭矩仪的位置固定联轴器，以进行所述被试电机的堵转试验。优选的，所述陪试变流器控制陪试电机的转速恒定，所述被试变流器快速的进行转矩给定，在此过程观测所述VCU的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，以测试所述VCU及励磁系统的控制性能。优选的，所述陪试变流器将被试电机拖动至运行到最大速度点时，所述陪试变流器停止工作，所述牵引/制动踏板的制动信号值给定至100％，记录所述被试电机从最大速度点降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证所述制动电阻柜的能力。优选的，所述被试变流器选择自负荷模式，所述被试变流器的逆变功能禁止，所述发电机输出的能量完全通过所述制动电阻柜消耗，以此测试所述柴油机的功率特性及所述制动电阻柜的能力。优选的，所述陪试变流器配置为额定功率并长时间运行，以此对所述被试变流器进行效率、温升测试。本专利技术还另外具体提供了一种电动轮整车交流电传动试验方法的技术实现方案，一种电动轮整车交流电传动试验方法，包括以下步骤：S101)启动陪试系统，所述陪试系统运行于速度控制模式，通过上位机控制两个陪试电机的转速给定为同一指令；S102)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于，包括：被试系统(100)和陪试系统(200)；所述被试系统(100)包括依次相连的柴油机(101)、发电机(102)、被试变流器(103)、测试柜(109)和被试电机(110)，以及与所述被试变流器(103)相连的制动电阻柜(108)和牵引/制动踏板(107)在内的电动轮整车单元部件；所述被试系统(100)，用于进行包括柴油机功率特性测试、制动电阻柜制动能力测试、变流器性能测试、电机特性测试在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节性能、励磁调节性能、电机控制性能在内的多个单元部件的匹配性能测试；所述陪试系统(200)包括依次相连的陪试电机(201)、陪试变流器(202)和三相可调电源(204)；所述陪试系统(200)，用于配合所述被试系统(100)完成各种性能测试；所述被试电机(110)与陪试电机(201)之间通过联轴器(300)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于，包括：被试系统(100)和陪试系统(200)；所述被试系统(100)包括依次相连的柴油机(101)、发电机(102)、被试变流器(103)、测试柜(109)和被试电机(110)，以及与所述被试变流器(103)相连的制动电阻柜(108)和牵引/制动踏板(107)在内的电动轮整车单元部件；所述被试系统(100)，用于进行包括柴油机功率特性测试、制动电阻柜制动能力测试、变流器性能测试、电机特性测试在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节性能、励磁调节性能、电机控制性能在内的多个单元部件的匹配性能测试；所述陪试系统(200)包括依次相连的陪试电机(201)、陪试变流器(202)和三相可调电源(204)；所述陪试系统(200)，用于配合所述被试系统(100)完成各种性能测试；所述被试电机(110)与陪试电机(201)之间通过联轴器(300)相连接。2.根据权利要求1所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试电机(201)运行于速度环模式，所述被试电机(110)运行于转矩模式，所述牵引/制动踏板(107)直接给定转矩信号。3.根据权利要求1或2所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)为带有四象限整流的变流器。4.根据权利要求3所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)还包括VCU(104)、第一DCU(105)。5.根据权利要求4所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)还包括第二DCU(203)。6.根据权利要求5所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述试验系统包括两组依次相连的测试柜(109)、被试电机(110)和陪试电机(201)。7.根据权利要求6所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试系统(200)还包括与陪试变流器(202)相连的上位机(205)，启动陪试系统(200)，所述陪试系统(200)运行于速度控制模式，通过所述上位机(205)控制两个陪试电机(201)的转速给定为同一指令。8.根据权利要求7所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：通过所述上位机(205)输入所述电动轮整车运行的功率谱，控制所述被试系统(100)和陪试系统(200)联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，测试所述电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。9.根据权利要求4、5、6、7或8任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试系统(100)还包括与发电机(102)相连的励磁系统(106)，启动被试系统(100)，所述被试变流器(103)的VCU(104)开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机(101)的转速控制、发电机(102)的功率输出和被试变流器(103)的中间目标电压给定及转矩给定。10.根据权利要求9所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)的第一DCU(105)根据所述VCU(104)下发的转矩给定信号控制两个被试电机(110)的转矩给定为同一指令。11.根据权利要求4、5、6、7、8或10任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)、牵引/制动踏板(107)给至100％运行，所述陪试变流器(202)根据被试电机(110)的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时所述测试柜(109)自动记录被试电机(110)在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器(103)的输入电压，以此完成被试电机(110)的牵引/制动特性测试及被试变流器(103)的控制性能测试。12.根据权利要求11所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述牵引/制动踏板(107)在给定0～100％运行的过程中，所述陪试变流器(202)快速进行速度扫描，以验证所述被试变流器(103)的动态性能。13.根据权利要求4、5、6、7、8、10或12任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：在所述联轴器(300)上设置有齿轮箱(301)和扭矩仪(302)，通过在所述扭矩仪(302)的位置固定联轴器(300)，以进行所述被试电机(110)的堵转试验。14.根据权利要求13所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)控制陪试电机(201)的转速恒定，所述被试变流器(103)快速的进行转矩给定，在此过程观测所述V...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘可安，尚敬，梅文庆，胡仙，周志宇，甘韦韦，胡亮，刘辉荣，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43