隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，行業(yè)對產(chǎn)品的性能評價體系也將逐步完善，測試技術(shù)的改進在其完善的過程中扮演著重要的環(huán)節(jié)。在國外，電機測試技術(shù)發(fā)展較早，對三相異步電機的性能測試，其方法和技術(shù)都比較成熟，但在電機測試系統(tǒng)中，采用高速永磁同步電機做負(fù)載的案例比較少。
目前，國內(nèi)的新能源汽車準(zhǔn)入要求中明確規(guī)定整車廠須具備動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、電子電控測試系統(tǒng)功能測試能力。多數(shù)系統(tǒng)采用的電力測功機通常選用直流電機或三相異步變頻電機，該系統(tǒng)創(chuàng)新性的以高速永磁同步電機做負(fù)載電機，實現(xiàn)能量回饋，并且優(yōu)化了能量循環(huán)方式，實現(xiàn)能量母線側(cè)內(nèi)循環(huán)，能量利用率高，更重要的是節(jié)約造價成本，實現(xiàn)可靠運行，滿足新能源汽車驅(qū)動電機性能測試要求。
1、系統(tǒng)架構(gòu)組成與原理
系統(tǒng)架構(gòu)采用的是共直流母線型，而非共交流母線型。采用共直流母線型測試系統(tǒng)優(yōu)化了能量循環(huán)方式，DC/DC調(diào)壓源為驅(qū)動電機控制器提供可變寬范圍的電壓等級，適用于不同電壓等級電機的測試，伺服驅(qū)動器不需要能量回饋電網(wǎng)，被測電機與負(fù)載電機一臺處于電動狀態(tài)，另一臺則處于發(fā)電狀態(tài)，電網(wǎng)只需補充系統(tǒng)損耗，能量在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)使用，系統(tǒng)造價低，能量利用率高，沒有諧波污染。
當(dāng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為正，電磁轉(zhuǎn)矩為正時，工作在I區(qū)，也就是電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方向相同時，驅(qū)動電機處于正向電動狀態(tài)；當(dāng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為正，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)時，工作在II區(qū)，異步電機處于正向制動狀態(tài)；當(dāng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為負(fù)，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)時，工作在III區(qū)，異步電機處于反向電動狀態(tài)；當(dāng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為負(fù)，電磁轉(zhuǎn)矩為正時，工作在IV區(qū)，異步電機處于反向制動狀態(tài)。
2、上位機軟件設(shè)計
在工控機上運行編寫的電機測試軟件來實現(xiàn)電機性能試驗，需要安裝一系列驅(qū)動，包括PCI-CAN板卡驅(qū)動、PCI數(shù)字量輸入輸出板卡驅(qū)動、PCI模擬量板卡驅(qū)動等，安裝驅(qū)動之后，就可以應(yīng)用板卡的LabVIEW底層驅(qū)動VI，用于構(gòu)建程序。上位機界面分為上下兩部分，上部分為當(dāng)前轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、各類通信顯示、故障顯示以及迅速急停動作；下部分為一個三界面選項卡，分為手動控制界面、數(shù)據(jù)采集曲線顯示界面以及自動控制界面。
完成對新能源驅(qū)動電機測試系統(tǒng)的監(jiān)控，包括負(fù)載端的監(jiān)控、VDC整流源的監(jiān)控、雙向DC/DC的監(jiān)控、冷卻系統(tǒng)的監(jiān)控、功率分析儀數(shù)據(jù)的采集等。
3、測試數(shù)據(jù)分析
測試系統(tǒng)中測試的80kW車用永磁同步電機測試數(shù)據(jù)，在進行轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩試驗時采集數(shù)據(jù)后截取的部分實際數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩測量數(shù)據(jù)是通過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器采集，驅(qū)動控制器輸入電流、被測電機三相輸入電流是通過高精度電流傳感器采集，系統(tǒng)選取功率分析儀，為保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，所有數(shù)據(jù)為功率分析儀采集同一時間的數(shù)據(jù)，集體打包發(fā)送，通過采集的數(shù)據(jù)看出，伺服驅(qū)動器轉(zhuǎn)速模式運行精度高、動態(tài)響應(yīng)快，此為系統(tǒng)的關(guān)鍵點之一。
通過對系統(tǒng)各個部分進行的闡述，新能源驅(qū)動電機測試系統(tǒng)呈現(xiàn)的優(yōu)勢非常明顯，相比共交流母線型測試系統(tǒng)，節(jié)省了一臺雙向VDC整流源，并且共直流母線型系統(tǒng)優(yōu)化了能量循環(huán)，實現(xiàn)能量內(nèi)循環(huán)。該新能源驅(qū)動電機測試系統(tǒng)能夠滿足有關(guān)功率等級的交流異步電機或永磁同步電機的性能及耐久性測試，相比其他測試設(shè)備功能全面，繼續(xù)升級完善優(yōu)化該系統(tǒng)，為整車模擬測試系統(tǒng)做鋪墊。
