[实用新型]一种汽车起动/发电一体化电机系统测试平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车起动/发电一体化电机系统测试平台，属于汽车电机系统测试装置范围。

背景技术

随着汽车拥有量的快速增加，能源消耗和尾气排放问题也更加突出。目前汽车上广泛采用爪极式发电机和直流起动机，存在着发动机起动慢、发电效率低、油耗和尾气排放较高等问题。

为有效实现汽车的节能减排，起动/发电一体化电机系统近期受到关注。该技术方案将发动机上原来彼此独立的起动机和发电机进行一体化设计，通过皮带与发动机曲轴连接，发动机起动时电机系统电动运行，将曲轴快速拖至点火转速，发动机起动后电机系统发电运行以供给车载用电设备，从而实现发动机的快速起停过程。

起动/发电一体化电机系统的性能测试是产品研发的重要环节。由于起动/发电一体化电机分时工作于电动和发电状态，因此，其系统性能测试应包括如下几个方面内容：1)低速电动性能；2)宽转速范围内的发电性能；3)电动到发电过程的转换性能。常规的电机系统测试台架通常仅能完成电动或发电性能测试，难以同时完成上述三方面性能的测试。

实用新型内容

本实用新型提供了一种汽车起动/发电一体化电机系统测试平台，基于该平台易于实现一体化电机系统的低速电动性能测试和宽转速范围内的发电性能测试，同时又能够实现电动到发电转换过程的性能测试。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

本实用新型一种汽车起动/发电一体化电机系统测试平台，含有一体化电机、一体化电机控制器、转矩转速传感器、磁粉制动器、高速交流电机、高速交流电机变流器、测试平台控制器和储能部件。它们之间的位置连接关系是：

一体化电机控制器分别与一体化电机的三相绕组和储能部件连接，高速交流电机变流器分别与高速交流电机的三相绕组及三相交流电网连接。一体化电机、转矩转速传感器、磁粉制动器与高速交流电机的输出、输入轴用法兰盘依次进行同轴机械连接。测试平台控制器分别与一体化电机控制器、转矩转速传感器、磁粉制动器、高速交流电机变流器连接。

该一体化电机是交流电机，可分时工作于电动状态或发电状态；

该一体化电机控制器是由全控型电力电子器件构成的电能转换及传输装置，具备电能双向传输功能，可将储能部件提供的直流电逆变为交流电供给一体化电机，也可将一体化电机发出的交流电整流为直流电供给储能部件；

该转矩转速传感器用于检测一体化电机轴上的转速和转矩，其最高工作转速应大于12000r/min；

该磁粉制动器是两侧输出轴结构，用于为一体化电机提供负载转矩，其最高工作转速应达到3000r/min；

该高速交流电机是异步电机或同步电机，其最高转速应大于12000r/min，用于拖动一体化电机发电运行；

该高速交流电机变流器是高速交流电机的控制装置，其输入端与三相交流电网连接，输出端与高速交流电机连接，可将来自交流电网的电能转化为可控频率的交流供给高速交流电机以控制其转速，变流器的输出频率应满足高速交流电机的最高转速需求；

该储能部件是蓄电池或电容，也可以由二者共同组成，为一体化电机和一体化电机控制器提供电能，也能存储一体化电机发出的电能；

该测试平台控制器是以计算机或微处理器为核心，具有模拟、数字输入信号处理及通讯功能，并能输出可控电流的监控装置。测试平台控制器为磁粉制动器提供可控的励磁电流，用于控制磁粉制动器的负载转矩。转矩转速传感器的输出信号输出至测试平台控制器，用于测试轴上转矩及转速。测试平台控制器向变流器和一体化电机控制器发出运行状态指令，同时，高速交流电机变流器和一体化电机控制器的运行状态信息也发送回测试平台控制器。

进行一体化电机系统性能测试时，测试平台控制器分别发出指令给一体化电机控制器和高速交流电机变流器，同时接收分别来自一体化电机控制器、高速交流电机变流器以及转矩转速传感器的相关信息。进行低速电动性能测试时，测试平台控制器要提供所需励磁电流给磁粉制动器。此时，一体化电机工作于电动状态，对应于汽车发动机的起动过程。进行由电动到发电过程转换性能测试时，在电机低速电动性能测试达到设定的最高转速后，测试平台控制器要提供零励磁电流给磁粉制动器，此时，一体化电机工作于电动向发电转换状态，高速交流电机工作于电动状态。

进行宽转速范围内的发电性能测试时，将磁粉制动器撤除，高速交流电机与转矩转速传感器的输出侧轴直接通过法兰盘连接。此时，一体化电机工作于发电状态，高速交流电机工作于电动状态。