一种横向布置的电机测试台架系统及电机效率自动测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种横向布置的电机测试台架系统及电机效率自动测试方法，系统包括台架型材底座，用于固定所述系统的三脚架，测试电机，磁粉制动器，带有速比的齿轮传动带，张力控制器，电机控制器，电池包，VCU及CAN通讯仪。方法包括VCU发送指令到电机控制器，通过电机控制器控制电机转速，张力控制器控制磁粉制动器模拟轮端力矩，从而得到电机控制器反馈的动态信息，经过计算后得到电机在不同工况下的效率和温升结果。本发明专利技术采用横置布置方式，同时通过对电机传动受力情况进行分析精简了电机测试系统，降低了成本并提高了测试效率。降低了成本并提高了测试效率。降低了成本并提高了测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种横向布置的电机测试台架系统及电机效率自动测试方法


[0001]本专利技术涉及一种电机测试台架系统及电机效率自动测试方法，属于电机测试


技术介绍

[0002]电机是旋转机械中重要的动力设备，在诸如电动汽车这类机械装备中更是占据了核心地位，它的基本性能与控制效果直接影响了装备的性能指标。因此，对电机的输出性能进行精确、全面的测试显得尤为重要，这就对电机测试系统提出了较高的要求。高效的测试系统不但可以帮助开发和应用人员分析产品在调试和应用过程中的一些故障现象，而且能迅速找到产品的问题并加以解决，也可以对产品的性能做出准确而快速的评价，从而提高产品开发速度与应用效率。
[0003]然而，现有电机测试台架系统化大多是针对某一类型电机开发，一套测试设备对不同测试电机的可匹配性较差，可适应性差，从而导致测试成本高，系统化的产品价格昂贵。同时采用对置式的电机测试台架结构冗长，不够紧凑，占地面积大，空间利用率低，这样不仅增高了测试设备的开发成本，也不利于测试人员操作，降低了系统的工作效率。
[0004]因此，现在需要一种具有适应不同功率电机，且空间结构紧凑的测试设备以及相匹配的自动测试方法。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种横向布置的电机测试台架系统及其适用的电机效率测试方法。解决了电机测试纵置式布置系统空间浪费率大，传动线路长的问题，且通过传动带的设计解决了测试过程中的电机与测功机性能限值导致的不适用的问题，同时提供了一种电机效率自动测试方法，对电机进行自动命令及数据自动采集及初步过滤分析，从而减少后续数据分析人员的工作量,提高了系统的自动化程度。
[0006]所述技术方案如下：
[0007]具有适应性的电机测试台架系统包括：型材，三角板，被测电机，带式减速器，张紧轮装置，联轴器，磁粉制动器，电池包及电池包管理系统，电机控制器，张力控制器，稳压电源，蓄电池，继电器，VCU，CAN通讯仪，测试电脑。
[0008]型材，主要用于固定测试电机，防止台架测试过程中由于转动惯量导致的动不平衡从而引起台架移动；
[0009]三角连接件，固连在型材上，用于固定负载端的磁粉制动器；
[0010]带式减速器，联接被测电机的输出轴和负载的输入，采用带式减速器作为传动联接件的柔性皮带传动相比于齿轮传递等刚性传递，可以防止在被测电机转速超过当前测功机的最高转速时系统过载造成的薄弱零部件损坏，起到安全保护作用，同时皮带传动结构简单，传动平稳无噪声，能起到缓冲、吸振的作用；
[0011]张紧轮装置，对传动带进行张力自适应调节，在其张紧位置进行了U型槽设计，给
出了其上下蠕动的余量，使得带式减速器具有较好的工况适应性；
[0012]联轴器，联接带式减速器的输出端和负载端的输入；
[0013]磁粉制动器，作为负载端；
[0014]电机控制器，为电机供电，且通过控制器接受指令调整被测电机的转速，并反馈当前电机的端电压及电流；
[0015]张力控制器，根据测试工况要求下发指令给磁粉制动器产生负载；
[0016]电池包，为电机控制器供电；
[0017]电池包管理系统(BMS)，控制电池包的输出电流及电压的大小，并实时反馈当前电机的端电压及电流；
[0018]稳压电源，用于给整车控制器VCU和张力控制器供电，保证测试工况命令正常写入；
[0019]蓄电池，主要用于BMS供电，从而保证电池包正常工作；
[0020]VCU，接受测试电机当前反馈状态进行故障诊断、以及发送对电机的需求指令，接受BMS当前反馈电池包状态进行故障诊断、以及发送对电池包的需求指令，通过CAN通讯仪接受电脑端下发的指令。
[0021]CAN通讯仪，接收VCU发送的信息到计算机设备上、并将电脑端发送的信息传递到VCU内；
[0022]测试用电脑，接收VCU发送的信息并记录测试的数据，发送测试时预设的命令给VCU；
[0023]系统还包括风冷装置，即冷却风扇。
[0024]与目前现有技术相比。本专利技术提供了一种更为精简的台架系统结构，能适用于多种电压及功率等级的电机测试，在基本不降低测试精度的同时大大降低了测试成本，且提供了一种电机效率自动测试方法。
[0025]本专利技术电机效率自动测试方法采用的技术方案如下：
[0026]针对上述测试台架系统，由于其含有可以调整的传动轮，因此需要根据测试电机的峰值转速、转矩与磁粉制动器峰值转速、转矩之间的关系进行带式减速器速比的选择，其包括以下约束：
[0027][0028]因此可以得到带式减速器速比范围区间为：
[0029][0030]根据所选测试电机的自身特性选择好所需带式减速器速比范围后，从预先准备的多套带式减速器中选择适中的速比进行使用。
[0031]系统匹配完成后，通过VCU进行电机测试工况的匹配及自动化测试，所述效率测试方法包括：
[0032]预设需要测量的工况点，需要测量的工况点格式为不同电机输出转速，输出转矩的情况下，电机输出功率与电机消耗的电能的比值。
[0033]自动测试的方式为：
[0034]1.VCU判断当前电机控制器所传递来的信息中是否报有电机故障。
[0035]2.判断BMS所传来的电池包中的信息是否有电池包故障。
[0036]3.预设好当前工况所需要的转矩值，通过张力控制器中的电流与负载转矩的关系，得到当前所需的电流值，并提前进行设定。
[0037]4.根据需要测试的工况进行查表得到当前转矩下所需要进行测试的所有转速值，进行规定时间的数值递增，即工况切换，此过程通过VCU下发指令。
[0038]5.通过VCU进行BMS的输出电压值及电流值的记录。
[0039]6.通过VCU进行MCU的输入电压值及电流值的记录。
[0040]7.通过VCU将5.6中的记录值滤波，得到相对稳定值。
[0041]对数据进行截取求平均后得到对应转速及转矩工况下的效率值。
[0042]本专利技术的有益效果：
[0043]1.本专利技术通过使用横向布置式的测试台架，减少了的设备占用空间，且减少了设备的数量，进而降低了设备的成本，精简结构、利于实施；
[0044]2.采用带式减速器连接被测电机和负载端，由于减速器具有可调变速比能够适应不同功率的测试电机，进而提高了设备的通用性；
[0045]3.提供一种通过VCU进行电机测试工况的匹配及自动化测试方法，进而提高了设备的测试效率。
附图说明
[0046]图1为电机测试系统机械结构图
[0047]图2为电机测试台架测试系统原理图
[0048]图3为本专利技术的效率测试方法的流程示意图
具体实施方式
[0049]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0050]如图1所示，为本专利技术中的电机测试台架系统的机械结构，包括被测电机(1)，型材(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种横向布置的电机测试台架系统，其特征在于，包括：型材，三角板，被测电机，带式减速器，张紧轮装置，联轴器，磁粉制动器，电机控制器，张力控制器，VCU，CAN通讯仪，测试电脑及供电装置；型材，主要用于固定测试电机，防止台架测试过程中由于转动惯量导致的动不平衡从而引起台架移动；三角板，固连在型材上，用于固定负载端的磁粉制动器；带式减速器，采用传动带式，联接被测电机的输出轴和联轴器的输入，其用来调节被测电机系统中被测电机的转速并且将传动方式调整为平行轴式；张紧轮装置，对传动带进行张力自适应调节，在其张紧位置进行了U型槽设计，给出其上下蠕动的余量；联轴器，联接带式减速器的输出端和负载端的输入；磁粉制动器，作为负载端；电机控制器，为电机供电，且接收VCU指令调整被测电机的转速，并反馈当前电机的端电压及电流给VCU；张力控制器，根据测试工况要求下发指令给磁粉制动器产生负载；VCU，接受测试电机当前反馈状态进行故障诊断、以及发送对电机的需求指令，接受BMS当前反馈电池包状态进行故障诊断、以及发送对电池包的需求指令，通过CAN通讯仪接收电脑端下发的指令；CAN通讯仪，接收VCU发送的信息到电脑设备上、并将电脑端发送的信息传递到VCU；电脑，接收VCU发送的信息并记录测试的数据，发送测试时预设的命令给VCU；所述供电装置为整个系统供电。2.根据权利要求1所述的一种横向布置的电机测试台架系统，其特征在于，所述供电装置包括：电池包，为电机控制器供电；电池包管理系统(BMS)，控制电池包的输出电流及电压的大小，并实时反馈当前电机的端电压及电流；稳压电源，用于给VCU和张力控制器供电，保证测试工况命令正常写入；蓄电池，主要用于BMS供电，保证电池包正常工作。3.根据权利要求1所述的一种横向布置的电机测试台架系统，其特征在于，还包括冷却装置；所述冷却装置采用冷却风扇。4.一种电机效率自动测试方法，其特征在于，预设需要测量的工况点，需要测量的工况点为不同电机输出转速，输出转矩，电机输出功率与电机消耗的电能的比值，之后测试过程包括如下：S1.VCU判断当前电机控制器所传递来的信息中是否报有电机故障；当检测到电机无高等级故障时，VCU下发指令，令电机进入转速控制模式并正常进行控制，若电机有高等级故障，则对其信息进行记录并执行相应的故障处理动作，此处设置根据电机危险等级对其降速时的速度进行相应的映射，令其速度降至0；S2.判断BMS所传来的电池包中的信息是否有电池包故障；如无高等级故障，则继续正常使用，如有故障则预先进行排查并处理；S3.预设好当前工况所需要的转矩值，通过张力控制器中的电流与负载转矩的关系，得
到当前所需的电流值，并提前进行设定；S4.根据需要测试的工况进行查表得到当前转矩下所需要进行测试的所有转速值，进行规定时间的数值递增，即工况切换，此过程通过VCU下发指令；S5.通过VCU进行BMS的输出电压值及电流值的记录；S6.通过VCU进行MCU的输入电压值及电流值的记录；S7.通过VCU将S5、S6中的记录值滤波，得到相对稳定值；S8.对数据进行截取求平均后得到对应转速及转矩工况下的效率值。5.根据权利要求4所述的一种电机效率自动测试方法，其特征在于，所述S1电机故障具体如下：电机的心跳信息，心跳信息主要表征电机当前是否受控；电机的温度信息，温度信息主要表征电机当前是否处于正常工作温度中，工作温度高于136℃时将会强制停机；电机的CAN通讯故障信息；母线电流过高故障；相电流过高；母线电压过高；母线电压过低；控制器温度过低；控制器温度过高；电机堵转故障；IGBT故障；霍尔传感器异常故障。6.根据权利要求4所述的一种电机效率自动测试方法，其特征在于，所述S2的故障包括：电池包温度过高，监测其防止温度过高引起危险工况；电池包温度过低，监测其防止过低引发危险工况；单体电芯温差过大，监测其防止引发危险工况；SOC过低，监测其防止能量不足导致机器停机，无法工作；充电温度过高，监测其防止在充电时发生危险...

【专利技术属性】
技术研发人员：张厚忠，张诚银，杨翔天，徐林，贾子璁，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：