[发明专利]电机性能测试中负载电机的被动加载方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机性能测试中负载电机的被动加载方法。

背景技术

在电机拖动性能测试实验时需要在有载荷的条件下进行，一般通过测功机充当负载电机，实现被动加载。为匹配不同容量的电机进行性能测试，常选择较大容量的测功机，但测功机成本昂贵，电机性能测试成本较高。在实际测试时，事先标定测功机的力矩控制精度、速度控制精度、动态响应速度和外特性曲线等参数，可以对电机进行常规性能测试，但由于测功机平台功能固定，不方便扩展功能，如电机启动、加速、制动停车等过渡过程的加载，无法模拟不同类型阻力特性，使负载电机不满足多样化的系统应用要求。进行新能源汽车动力总成台架实验时，负载电机无法模拟路面及行车风阻等阻力特性，缺少整车负载配合，整车动力性能、舒适性及动力总成故障处理等工况实验存在局限性。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种电机性能测试中负载电机的被动加载方法，选择与被测电机容量基本相当的负载电机，模拟不同类型实际负载的阻力特性，使负载电机输出期望的阻力力矩，实现对被测电机进行加载的功能。

为解决上述技术问题，本发明中被测电机拖动负载电机构成转动系统，负载电机执行转速闭环控制、外特性限幅控制、力矩闭环控制过程，转速闭环控制的输出需要经过外特性限幅控制进行修正，修正结果作为力矩闭环控制的期望值，负载电机输出该期望力矩对被测电机进行加载，模拟不同种类的实际负载的阻力特性。

进一步，负载电机转速闭环控制中，电机转速设定值                                               和转速反馈值输入转速比例-积分调节器，对这两者的差值进行比例-积分控制。当和相等时，调节达到平衡，比例-积分调节器的输出保持不变；当和不相等时，调节失去平衡，比例-积分调节器的输出动态变化以达到新的平衡。

进一步，外特性限幅控制中，对转速比例-积分调节器的输出值进行修正，外特性限幅控制的输出值是力矩闭环控制的期望值，期望值必须小于或等于负载电机本身的峰值力矩限制；负载电机模拟不同种类的实际负载时，负载电机输出力矩的期望值必须小于或等于所模拟负载的阻力特性限制。当外特性限幅控制与负载电机本身峰值力矩限制相同时，可实现传统测功机的功能；当外特性限幅控制与实际负载的阻力特性相同时，且转速闭环控制的设置为0rpm，当大于0rpm时,速度比例-积分调节失去平衡，调节器输出值超过负载电机的外特性限幅，外特性限幅控制对调节器输出值进行修正，按实际负载的阻力特性输出期望力矩。

进一步，负载电机力矩闭环控制中，以永磁磁阻同步电机为负载电机，负载电机输出力矩的期望值和电机控制电流的期望值、满足式（1）约束关系。通过对负载电机的控制电流期望值、和控制电流反馈值、进行比例-积分闭环控制，当电流反馈值和期望值相等时，负载电机输出期望力矩，从而对被测电机进行加载，通过电流的闭环控制间接实现力矩的闭环控制；

                                   （1）

式中：为负载电机输出力矩的期望值，为负载电机极数，、分别为电机控制中直轴电流分量和交轴电流分量，、分别为负载电机的直轴电感和交轴电感，为负载电机磁链；

进一步，负载电机力矩闭环控制中，负载电机控制电流的期望值、满足式（2）、（3）、（4）约束关系，给定负载电机输出力矩的期望值，结合式（1）可以得到最优的、控制电流的期望值。

             （2）

                         （3） 

                                                 （4）

式中：、分别为电机控制中直轴电流分量和交轴电流分量，、分别为负载电机的直轴电感和交轴电感，为负载电机磁链；为负载电机定子绕组的电阻值；表示微分算子；为负载电机旋转磁场的同步角速度；为负载电机合成电压矢量的最大值；为负载电机合成电流矢量的最大值；为负载电机控制中定子的直轴电压矢量；为负载电机控制中定子的交轴电压矢量；

进一步，负载电机力矩闭环控制中，采集负载电机的三相电流、、，通过坐标变换式（5）、（6），得到负载电机控制电流的反馈值、。

                    （5）

                                    （6）