【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机试验设备，具体为一种转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试系统及测试方法。
技术介绍
1、从调速电机的应用来看，它的主要作用就是要使电能达到一个较高的利用效率，换而言之，它要尽量工作在最大效率点。然而，被拖动的机械负载的大小不同，调速电机的最大工作效率点也会有所差异，此时，调节到哪一种转速扭矩值较为合适就可以根据电机测试的map图进行设置。现在新能源汽车电机、特种装备电机、牵引电机等调速电机，客户都需要测试电机效率map图。电机效率map图是反映在不同转速、转矩下的电机效率分布情况。测试过程是：（1）将被试电机稳定运行在第1个转速，该转速下从0%~120%转矩范围内取若干个转矩点稳定输出，采集电机转矩、转速、输入电压、电流、功率等数据；（2）将被试电机稳定运行在第2个转速，该转速下从0%~120%转矩范围内取若干个转矩点稳定输出，采集电机转矩、转速、输入电压、电流、功率等数据；（3）直至所有转速点下的转矩都稳定输出，最后将采集到的数据绘制成电机效率map图；该过程一般都至少都需要采集几百个电机不同输出工况下的特性试验数据，若是变频器输出不精准，得不到精确的数据，就得不停改变变频器参数或输出设置，试验效率低。现有技术中在电机转速控制一般是变频器的v/f控制或是带有速度编码器的转速闭环控制，转矩控制是变频器的矢量控制或直接转矩控制。
2、通过检索，现有技术中已有相关风电电机型式及联调试验系统的技术文献公开。例如公开号为“cn114217225a”名称为“一种驱动电机性能测试系统和测试方法”的专利技术专
3、例如公开号为“cn212749170u”名称为“一种电机测试装置”的技术公告文件。公开了一种电机测试装置，包括第一变频器、第二变频器、被试电机、陪试电机、供电电源和联轴器；所述第一变频器的输入口连接供电电源；所述第一变频器的输出口与被试电机连接；所述被试电机的输出轴通过联轴器与陪试电机的输出轴连接；所述陪试电机与第二变频器的输出口连接；所述第一变频器和第二变频器的正、负极公共母排分别对应连接在一起；所述联轴器上还装配有扭矩传感器。该对比文件旨在提高测试效率，并未解决电机的转速、转矩控制效率和精度问题。
4、例如公开号为“cn115051622a”，名称为“一种用于电机测试台架的转矩闭环控制系统及控制方法”的专利技术专利公布文件。公开了一种用于电机测试台架的转矩闭环控制系统及控制方法，包括数据采集系统、扭矩传感器、驱动电机、加载电机、驱动变频器、加载变频器和双向电源；数据采集系统通过以太网与无线路由器相连接，无线路由器通过无线网络与pc端相连接，数据采集系统的信号输入端与扭矩传感器的信号输出端相连接，驱动电机与加载电机通过扭矩传感器同轴连接；驱动变频器的信号输出端与驱动电机相连接，加载变频器的信号输出端与加载电机相连接，双向电源分别与驱动变频器和加载变频器相连接。该对比文件公开的技术方案是通过测控软件采集到扭矩传感器的实际转矩值，并与目标转矩值进行差值比较，在达不到精度的情况下，需实时手动调节加载变频器。
5、因此在本领域内提出一种控制效率精度改进的转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试系统及测试方法具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试系统，包括被试单元和陪试单元，其中被试单元包括被试电机和驱动被试电机运行的被试机逆变器，陪试单元包括陪试电机和驱动陪试电机运行的陪试机逆变器，所述被试电机和陪试电机拖动连接；还包括转矩转速传感器，所述转矩转速传感器和被试机逆变器以及陪试机逆变器通讯连接用于反馈被试电机转速和陪试电机转矩；还包括pc终端和功率分析仪，所述pc终端和被试机逆变器以及陪试机逆变器通讯连接发送转速转矩控制指令，功率分析仪用于测量被试电机和陪试电机电功率。
2、进一步地，所述被试单元中还包括和被试机逆变器连接的转速控制模块，所述转速控制模块用于接受pc终端转速控制指令并根据转矩转速传感器的转速反馈闭环控制最终输出稳定目标转速驱动被试电机运行；所述陪试单元中还包括和陪试机逆变器连接的转矩控制模块，所述转矩控制模块用于接受pc终端转矩控制指令并根据转矩转速传感器的转矩反馈闭环控制最终输出稳定目标转矩驱动陪试电机运行。
3、进一步地，所述被试单元中在被试电机和被试机逆变器之间还连接电压电流传感器一，陪试单元中陪试电机和陪试机逆变器之间连接电压电流传感器二，所述电压电流传感器一反馈电压电流信号至功率分析仪，用于被试电机电功率的计算，电压电流传感器二反馈电压电流信号至功率分析仪，用于陪试电机电功率的计算。
4、进一步地，所述转速控制模块包括用于接受转矩转速传感器转速反馈的pi调节单元一以及用于变频器矢量控制的脉宽调制单元一。
5、进一步地，所述转矩控制模块包括用于接受转矩转速传感器转矩反馈的pi调节单元二以及用于变频器矢量控制的脉宽调制单元二。
6、还提出一种转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试方法，采用上述的测试系统，并具体包括如下步骤：
7、s1，启动被试电机，通过pc终端发送第一目标转速指令至被试机逆变器，利用转速控制模块将被试电机稳定在第一目标转速运行；
8、s2，并网运行陪试电机，通过pc终端发送第一目标转矩指令至陪试机逆变器，利用转矩控制模块将陪试电机稳定在第一目标转矩运行；
9、s3，通过pc终端发送第二目标转矩指令至陪试机逆变器，利用转矩控制模块将陪试电机稳定在第二目标转矩运行并直至在被试电机在第一目标转速运行下所有组目标转矩运行完成；
10、s4，通过功率分析仪采集被试电机当前转速和被试电机目标转矩，并通过功率分析仪计算被试电机轴功率，并将数据传输至pc终端；
11、s5，重复步骤s1~s4，直至被试电机所有目标转速和所有目标转矩均运行完成，最终通过pc终端将采集的转速、转矩以及由电功率和轴功率计算的电机效率参数，绘制电机效率map图。
12、进一步地，所述步骤s1中，转速控制模块接收转矩转速传感器的实际转速值，与pc终端发出的目标转速值进行比较，通过p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试系统，其特征在于：包括被试单元和陪试单元，其中被试单元包括被试电机和驱动被试电机运行的被试机逆变器，陪试单元包括陪试电机和驱动陪试电机运行的陪试机逆变器，所述被试电机和陪试电机拖动连接；还包括转矩转速传感器，所述转矩转速传感器和被试机逆变器以及陪试机逆变器通讯连接用于反馈被试电机转速和陪试电机转矩；还包括PC终端和功率分析仪，所述PC终端和被试机逆变器以及陪试机逆变器通讯连接发送转速转矩控制指令，功率分析仪用于测量被试电机和陪试电机电功率。
2.如权利要求1所述的转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试系统，其特征在于：所述被试单元中还包括和被试机逆变器连接的转速控制模块，所述转速控制模块用于接受PC终端转速控制指令并根据转矩转速传感器的转速反馈闭环控制最终输出稳定目标转速驱动被试电机运行；所述陪试单元中还包括和陪试机逆变器连接的转矩控制模块，所述转矩控制模块用于接受PC终端转矩控制指令并根据转矩转速传感器的转矩反馈闭环控制最终输出稳定目标转矩驱动陪试电机运行。
3.如权利要求2所述的转矩、转速闭环控制的电机
4.如权利要求3所述的转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试系统，其特征在于：所述转速控制模块包括用于接受转矩转速传感器转速反馈的PI调节单元一以及用于变频器矢量控制的脉宽调制单元一。
5.如权利要求4所述的转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试系统，其特征在于：所述转矩控制模块包括用于接受转矩转速传感器转矩反馈的PI调节单元二以及用于变频器矢量控制的脉宽调制单元二。
6.一种转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的测试系统，并具体包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试方法，其特征在于：所述步骤S1中，转速控制模块接收转矩转速传感器的实际转速值，与PC终端发出的目标转速值进行比较，通过PI调节单元一和电流脉宽调制单元一，直接稳定输出到目标转速至被试机逆变器驱动被试电机在目标转速稳定运行。
8.如权利要求7所述的转矩、转速闭环控制的电机效率MAP图测试方法，其特征在于：所述步骤S2中，转矩控制模块接收转矩转速传感器的实际转矩值，与PC终端发出的目标转矩值进行比较，通过PI调节单元二和电流脉宽调制单元二，直接稳定输出到目标转矩至陪试机逆变器驱动陪试电机在目标转矩稳定运行。
...【技术特征摘要】
1.一种转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试系统，其特征在于：包括被试单元和陪试单元，其中被试单元包括被试电机和驱动被试电机运行的被试机逆变器，陪试单元包括陪试电机和驱动陪试电机运行的陪试机逆变器，所述被试电机和陪试电机拖动连接；还包括转矩转速传感器，所述转矩转速传感器和被试机逆变器以及陪试机逆变器通讯连接用于反馈被试电机转速和陪试电机转矩；还包括pc终端和功率分析仪，所述pc终端和被试机逆变器以及陪试机逆变器通讯连接发送转速转矩控制指令，功率分析仪用于测量被试电机和陪试电机电功率。
2.如权利要求1所述的转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试系统，其特征在于：所述被试单元中还包括和被试机逆变器连接的转速控制模块，所述转速控制模块用于接受pc终端转速控制指令并根据转矩转速传感器的转速反馈闭环控制最终输出稳定目标转速驱动被试电机运行；所述陪试单元中还包括和陪试机逆变器连接的转矩控制模块，所述转矩控制模块用于接受pc终端转矩控制指令并根据转矩转速传感器的转矩反馈闭环控制最终输出稳定目标转矩驱动陪试电机运行。
3.如权利要求2所述的转矩、转速闭环控制的电机效率map图测试系统，其特征在于：所述被试单元中在被试电机和被试机逆变器之间还连接电压电流传感器一，陪试单元中陪试电机和陪试机逆变器之间连接电压电流传感器二，所述电压电流传感器一反馈电压电流信号至功率分析仪，用于被试电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝延松，谭育二，张昊，况金园，贺杰，胡文，
申请(专利权)人：中车株洲电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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