CN110398380A - 一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法，系统包括：被试系统，用于进行包括柴油机功率特性、制动电阻柜制动能力、变流器性能、电机特性在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节、励磁调节、电机控制在内多个单元部件的匹配性能测试，并包括依次相连的柴油机、发电机、被试变流器、测试柜和被试电机，及与被试变流器相连的制动电阻柜和牵引/制动踏板；陪试系统，用于配合被试系统完成各种性能测试，并包括依次相连的陪试电机、陪试变流器和三相可调电源。被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连。本发明能够解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及变流技术领域，尤其是涉及一种应用于交流电传动矿用自卸车的电传动试验系统及方法。
背景技术
为了解决传统机械传动矿山自卸车载荷太大而及其容易损坏、维修成本高、占用整车空间大等缺点，越来越多的大型矿山自卸车采用了交流电传动控制系统。交流电传动自卸车采用大功率牵引电机替代传统的机械传动，减少了大量的齿轮传动单元和机械磨损，对整车空间设计带来了更大的灵活性，并提高了全生命周期的运行效率。然而在设计交流电动轮整车时，各部件会有出厂试验，但不一定测试充分及完善，最终只有在主机厂组装完整车后，才能对整车的性能进行测试。而检验整车各部件是否匹配到最佳性能，并且进行整车的性能测试，都需要路况及场地的支持，这无疑费时费力。
在现有技术中，主要有以下文献与本发明申请相关：
文献1为广州电力机车有限公司于2014年10月28日申请，并于2015年02月25日公开，公开号为CN2014177888U的中国实用新型专利《大型矿山自卸车直流传动电动轮综合试验台》。该实用新型公开了一种大型矿山自卸车直流传动电动轮综合试验台，重点集中于介绍承托直流电动轮的试验安装架，并着重解决如电压测试、电流测试、漏油测试等，解决进行不同试验项目测试时，需搬运电动轮的难题，对整个电驱动系统进行试验的内容几乎没有涉及，并且交流电机试验完全不同于直流电机试验系统。
文献2为湘潭电机股份有限公司于2013年12月30日申请，并于2014年06月04日公开，公开号为CN203629836U的中国实用新型专利《一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台》。该实用新型公开了一种大型矿用电动轮自卸车交流传动综合试验台，包括动力总成系统、试验控制系统和传动系统，但它的负载传动系统为直流电机和负载电阻。总所周知，直流电机制造工艺复杂、维护困难，驱动直流电机调速需要单独的一套励磁系统。在该专利中，负载系统工作于制动工况，制动能量完全消耗于负载电阻，造成了能量的浪费。另外，该专利可以看成一个单独的动力系统驱动单台交流电机，但目前实际整车是一套动力系统驱动两台或多台驱动电机。单独驱动一台，无论是柴油发电机的功率特性，还是调速特性都得不到充分验证。最后，该专利的被试传动系统没有配备制动电阻柜，无法对牵引电机进行制动特性测试。
文献3为许和平等人，发表在《企业科技与发展》2011年第16期，Vol.16No 310 38～42也的论文《电动轮自卸车电传动系统试验平台的可行性研究》。该论文介绍了在柴油机、电机及控制系统、动力电池及管理系统和主控制器等构成的车辆动力总成进行系统的试验和优化动力分配控制的基础上建立试验平台，对各个部件进行可行性分析。试验平台负载选用了电涡流测功机，但一般的电涡流测功机，不能对被试传动系统进行制动特性测试。另外，被试驱动电机进行牵引特性试验时，测功机的能量是通过水冷或风能的方式将热能散发掉，造成了能量的损失。
以上现有技术中的专利和论文，有涉及到矿山自卸车直流传动电动轮综合试验台结构组成的，也有涉及到交流试验台结构组成的，但均与本发明申请的创新点不相关，无法解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动轮整车交流电传动试验系统及方法，以解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种电动轮整车交流电传动试验系统的技术实现方案，一种电动轮整车交流电传动试验系统，包括：被试系统和陪试系统；
所述被试系统包括依次相连的柴油机、发电机、被试变流器、测试柜和被试电机，以及与所述被试变流器相连的制动电阻柜和牵引/制动踏板在内的电动轮整车单元部件；所述被试系统，用于进行包括柴油机功率特性测试、制动电阻柜制动能力测试、变流器性能测试、电机特性测试在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节性能、励磁调节性能、电机控制性能在内的多个单元部件的匹配性能测试；
所述陪试系统包括依次相连的陪试电机、陪试变流器和三相可调电源；所述陪试系统，用于配合所述被试系统完成各种性能测试；
所述被试电机与陪试电机之间通过联轴器相连接。
优选的，所述陪试电机运行于速度环模式，所述被试电机运行于转矩模式，所述牵引/制动踏板直接给定转矩信号。
优选的，所述陪试变流器为带有四象限整流的变流器。
优选的，所述被试变流器还包括VCU、第一DCU。
优选的，所述陪试变流器还包括第二DCU。
优选的，所述电动轮整车交流电传动试验系统包括两组依次相连的测试柜、被试电机和陪试电机。
优选的，所述陪试系统还包括与陪试变流器相连的上位机，启动陪试系统，所述陪试系统运行于速度控制模式，通过所述上位机控制两个陪试电机的转速给定为同一指令。
优选的，通过所述上位机输入所述电动轮整车运行的功率谱，控制所述被试系统和陪试系统联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，测试所述电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。
优选的，所述被试系统还包括与发电机相连的励磁系统，启动被试系统，所述被试变流器的VCU开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机的转速控制、发电机的功率输出和被试变流器的中间目标电压给定及转矩给定。
优选的，所述被试变流器的第一DCU根据所述VCU下发的转矩给定信号控制两个被试电机的转矩给定为同一指令。
优选的，所述被试变流器、牵引/制动踏板给至100％运行，所述陪试变流器根据被试电机的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时所述测试柜自动记录被试电机在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器的输入电压，以此完成被试电机的牵引/制动特性测试及被试变流器的控制性能测试。
优选的，所述牵引/制动踏板在给定0～100％运行的过程中，所述陪试变流器快速进行速度扫描，以验证所述被试变流器的动态性能。
优选的，在所述联轴器上设置有齿轮箱和扭矩仪，通过在所述扭矩仪的位置固定联轴器，以进行所述被试电机的堵转试验。
优选的，所述陪试变流器控制陪试电机的转速恒定，所述被试变流器快速的进行转矩给定，在此过程观测所述VCU的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，以测试所述VCU及励磁系统的控制性能。
优选的，所述陪试变流器将被试电机拖动至运行到最大速度点时，所述陪试变流器停止工作，所述牵引/制动踏板的制动信号值给定至100％，记录所述被试电机从最大速度点降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证所述制动电阻柜的能力。
优选的，所述被试变流器选择自负荷模式，所述被试变流器的逆变功能禁止，所述发电机输出的能量完全通过所述制动电阻柜消耗，以此测试所述柴油机的功率特性及所述制动电阻柜的能力。
优选的，所述陪试变流器配置为额定功率并长时间运行，以此对所述被试变流器进行效率、温升测试。
本发明还另外具体提供了一种电动轮整车交流电传动试验方法的技术实现方案，一种电动轮整车交流电传动试验方法，包括以下步骤：
S101)启动陪试系统，所述陪试系统运行于速度控制模式，通过上位机控制两个陪试电机的转速给定为同一指令；
S102)启动被试系统，被试变流器的VCU开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机的转速控制、发电机的功率输出和被试变流器的中间目标电压给定及转矩给定；
S103)所述被试变流器的第一DCU根据所述VCU下发的转矩给定信号控制两个被试电机的转矩给定为同一指令；
S104)所述被试变流器、牵引/制动踏板给至100％运行，陪试变流器根据被试电机的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时测试柜自动记录被试电机在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器的输入电压，以此完成被试电机的牵引/制动特性测试及被试变流器的控制性能测试；
S105)所述陪试变流器控制陪试电机的转速恒定，所述被试变流器快速的进行转矩给定，在此过程观测所述VCU的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，测试所述VCU及励磁系统的控制性能；
S106)所述陪试变流器将被试电机拖动至运行到最大速度点时，所述陪试变流器停止工作，所述牵引/制动踏板的制动信号值给定至100％，记录所述被试电机从最大速度点降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证制动电阻柜的能力；
S107)所述被试变流器选择自负荷模式，所述被试变流器的逆变功能禁止，发电机输出的能量完全通过所述制动电阻柜消耗，以此测试柴油机的功率特性及所述制动电阻柜的能力。
优选的，所述陪试变流器配置为额定功率并长时间运行步骤S101)～步骤S107)，以此对所述被试变流器进行效率、温升测试。
优选的，在所述步骤S102)中，通过给定中间直流电压目标值控制所述发电机的励磁电流大小，继而控制所述发电机输出的三相交流电，并通过所述被试变流器的二极管不控整流转换成中间直流电压。
优选的，通过上位机向所述陪试变流器输入所述电动轮整车运行的功率谱，控制所述被试系统和陪试系统联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，并测试所述电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。
优选的，在所述步骤S104)牵引/制动踏板给定0～100％运行的过程中，所述陪试变流器快速进行速度扫描，以验证所述被试变流器的动态性能。
通过实施上述本发明提供的电动轮整车交流电传动试验系统及方法的技术方案，具有如下有益效果：
(1)本发明可在交流电传动自卸车整车组装前，完成整个电驱控制系统的测试及验证，能够解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题；
(2)本发明采用双电机陪试系统，可以更加真实模拟运行工况(全速度、全功率牵引、制动性能)，可充分验证整车性能，各输入、输出变量(例如电机电压、电流、功率)可实时全过程自动记录；
(3)本发明试验系统按照1:1功能单元配置，可以灵活的进行各单元部件测试及多部件的匹配性能测试，例如：单独测试柴油机功率特性、制动电阻柜制动能力等；
(4)本发明陪试系统采用带四象限整流(一般的二极管整流不带能量回馈功能，四象限整流采用IGBT芯片，能把电从直流侧回馈至电网侧)的交流传动控制系统(不需要类如直流电机的单独励磁控制系统)，占地空间小，安装维护简单、方便、高效，陪试系统具有能量回馈功能，制动能量直接回馈电网，对环境友好、节约能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例。
图1是本发明电动轮整车交流电传动试验系统一种具体实施例的原理结构框图；
图2是本发明电动轮整车交流电传动试验方法一种具体实施例的程序流程图；
图3是本发明电动轮整车交流电传动试验系统一种具体实施例中联轴器的连接结构示意图；
图中：100-被试系统，101-柴油机，102-发电机，103-被试变流器，104-VCU，105-第一DCU，106-励磁装置，107-牵引/制动踏板，108-制动电阻柜，109-测试柜，110-被试电机，200-陪试系统，201-陪试电机，202-陪试变流器，203-第二DCU，204-三相可调电源，205-上位机，300-联轴器，301-齿轮箱，302-扭矩仪。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：
IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管的简称；
VCU：Vehicle Control Unit，整车控制单元的简称；
DCU：Drive Control Unit，驱动控制单元的简称。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1至附图3所示，给出了本发明电动轮整车交流电传动试验系统及方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如附图1所示，一种电动轮整车交流电传动试验系统的实施例，具体包括：
被试系统100和陪试系统200。
被试系统100包括依次相连的柴油机101、发电机102、被试变流器103、测试柜109和被试电机110，以及与被试变流器103相连的制动电阻柜108和牵引/制动踏板107在内的电动轮整车单元部件。被试系统100，用于进行包括柴油机功率特性测试、制动电阻柜制动能力测试、变流器性能测试、电机特性测试在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节性能、励磁调节性能、电机控制性能在内的多个单元部件的匹配性能测试。
陪试系统200包括依次相连的陪试电机201、陪试变流器202和三相可调电源204。陪试系统200，用于配合被试系统100完成各种性能测试。
被试电机110与陪试电机201之间通过联轴器300相连接。
陪试电机201运行于速度环模式，被试电机110运行于转矩模式，牵引/制动踏板107直接对应给定转矩信号。
陪试变流器202为带有四象限整流的变流器。被试变流器103还包括VCU 104、第一DCU105。陪试变流器202还包括第二DCU 203。VCU和DCU为变流器里的两个控制单元，在硬件机构上，例如：可以是一个叠板机箱，包含输入/输出IO，模拟量采样、逻辑控制及核心功能控制；
被试系统100包括两组依次相连的测试柜109、被试电机110和陪试电机201。陪试系统200还包括与陪试变流器202相连的上位机205，启动陪试系统200，陪试系统200运行于速度控制模式，通过上位机205控制两个陪试电机201的转速给定为同一指令。
通过上位机205输入电动轮整车运行的功率谱，控制被试系统100和陪试系统200联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，测试电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。
被试系统100还包括与发电机102相连的励磁系统106，启动被试系统100，被试变流器103的VCU 104开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机101的转速控制、发电机102的功率输出和被试变流器103的中间目标电压给定及转矩给定。被试变流器103的第一DCU 105根据VCU 104下发的转矩给定信号控制两个被试电机110的转矩给定为同一指令。
被试变流器103、牵引/制动踏板107给至100％运行，陪试变流器202根据被试电机110的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时测试柜109自动记录被试电机110在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器103的输入电压，以此完成被试电机110的牵引/制动特性测试及被试变流器103的控制性能测试。牵引/制动踏板107在给定0～100％运行的过程中，陪试变流器202快速进行速度扫描，以验证被试变流器103的动态性能。
在联轴器300上设置有齿轮箱301和扭矩仪302，通过在扭矩仪302的位置固定联轴器300，以进行被试电机110的堵转试验。如附图3所示，陪试电机201到齿轮箱301之间采用联轴器300连接，齿轮箱301到扭矩仪302之间采用联轴器300连接，被试电机110到扭矩仪302之间也采用联轴器300连接。
陪试变流器202控制陪试电机201的转速恒定，被试变流器103快速的进行转矩给定，在此过程观测VCU 104的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，以测试VCU104及励磁系统106的控制性能。
陪试变流器202将被试电机110拖动至运行到最大速度点时，陪试变流器202停止工作，牵引/制动踏板107的制动信号值给定至100％，记录被试电机110从最大速度点降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证制动电阻柜108的能力。
被试变流器103选择自负荷模式，被试变流器103的逆变功能禁止，发电机102输出的能量完全通过制动电阻柜108消耗，以此测试柴油机101的功率特性及制动电阻柜108的能力。
陪试变流器202配置为额定功率并长时间运行，以此对被试变流器103进行效率、温升测试。
本实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统，可针对交流电传动整车级别的动力系统测试，严格按照1：1配置模拟整车运行工况，可以更加真实的测试整个电驱系统各部件的运行性能。同时，被试系统100配置了装车用的制动电阻柜108，陪试系统200采用了前端带四象限整流的陪试变流器202，可友好地回馈能量至电网，陪试系统200不会造成能量的浪费。
实施例2
如附图2所示，一种电动轮整车交流电传动试验方法的实施例，具体包括以下步骤：
S101)启动陪试系统200，陪试系统200运行于速度控制模式，通过上位机205控制两个陪试电机201的转速给定为同一指令；例如启动后，控制两个陪试电机201的转速为200r/min；
S102)启动被试系统100，被试变流器103的VCU 104开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机101的转速控制、发电机102的功率输出和被试变流器103的中间目标电压给定(附图1中的被试变流器103具有两个主要功能，一个是整流(即AC/DC)，一个是逆变(即DC/AC)，通过中间直流电压目标值，控制励磁电流的大小，继而控制发电机102的输出三相交流电，通过二极管不控整流，转换成中间直流电压(实际的中间电压))及被试变流器103的转矩给定(牵引制动踏板信号的100％对应牵引最大转矩或制动最大转矩)；
S103)被试变流器103的第一DCU 105根据VCU 104下发的转矩给定信号同时对两个被试电机进行转矩控制，控制两个被试电机110的转矩给定为同一指令(即同一转矩值)；
S104)被试变流器103、牵引/制动踏板107给至100％运行，陪试变流器202根据被试电机110的牵引/制动曲线(即电机在不同电压等级下的输出特性，以及在各转速条件下可以输出的转矩大小)进行每个速度点的特性验证，此时测试柜109自动记录被试电机110在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器103的输入电压，以此完成被试电机110的牵引/制动特性测试(判定转矩和电流大小是否与厂家提供的数据一致)及被试变流器103的控制性能测试(判定转矩控制精度是否是偏差范围内)；在牵引/制动踏板107给定0～100％的情况下，陪试变流器202快速的进行速度扫描(例如10s内从100r/min到最高转速3600r/min)，可验证被试变流器103的动态性能；另外在扭矩仪302的位置固定住联轴器300，可进行被试电机110的堵转试验；
S105)陪试变流器202控制陪试电机201的转速恒定(例如1000r/min)，被试变流器103快速的进行转矩给定(例如：快速踩牵引踏板至100％、制动踏板至100％)，在此过程观测VCU 104的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，测试VCU 104及励磁系统106的控制性能；这个过程可观测VCU 104的目标中间电压(附图1中的被试变流器103具有两个主要功能，一个是整流(即AC/DC)，一个是逆变(即DC/AC)，通过中间直流电压目标值，控制励磁电流的大小，继而控制发电机102的输出三相交流电，通过二极管不控整流，转换成中间直流电压(实际的中间电压))；
S106)陪试变流器202将被试电机110拖动至运行到最大速度点(例如3600r/min)时，陪试变流器202停止工作，牵引/制动踏板107的制动信号值给定至100％，记录被试电机110从最大速度点(例如3600r/min)降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证制动电阻柜108的能力；
S107)被试变流器103选择自负荷模式，被试变流器103的逆变功能禁止，发电机102输出的能量完全通过制动电阻柜108消耗，以此测试柴油机101的功率特性及制动电阻柜108的能力。
陪试变流器202配置为额定功率并长时间运行上述步骤S101)～步骤S107)，以此对被试变流器103进行效率、温升测试。
在步骤S102)中，通过给定中间直流电压目标值控制发电机102的励磁电流大小，继而控制发电机102输出的三相交流电，并通过被试变流器103的二极管不控整流转换成中间直流电压。
通过上位机205向陪试变流器202输入电动轮整车运行的功率谱(转矩、转速和时间的关系谱)，控制被试系统100和陪试系统200联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，并测试电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。
本发明具体实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统及方法，针对交流电传动车辆(尤其是交流电传动自卸车)进行整车级别的动力系统测试，可在固定的试验场地按照1：1的比例配置完整的电驱控制被试系统(包含柴油机、发电机、变流柜、制动电阻柜、牵引电机)和陪试系统(陪试变流器、陪试电机)，模拟全工况运行(空载、满载、牵引、制动等)，无需将各部件组装成整车后，在交流电传动车量整车组装前，就可进行实际工况模拟运行，完成整车级各部件的性能测试。本发明具体实施例可以更加真实、完整地对整个电驱系统各部件进行考核测试，包括：柴油机输出功率特性、发电机转速控制性能测试、发电机励磁控制性能测试、牵引电机特性控制(牵引和制动)性能测试、制动电阻柜制动性能测试、逻辑控制及保护功能测试、变频器效率及散热测试，系统级判断各单元部件的性能及整车性能，明显提升了整车调试效率。
通过实施本发明具体实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统及方法机车牵引系统故障诊断及方法的技术方案，能够产生如下技术效果：
(1)本发明具体实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统及方法，可在交流电传动自卸车整车组装前，完成整个电驱控制系统的测试及验证，能够解决现有交流电动轮整车部件出厂试验测试不充分、不完善，无法对整车部件性能匹配进行测试，试验过程费时费力的技术问题；
(2)本发明具体实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统及方法，采用双电机陪试系统，可以更加真实模拟运行工况(全速度、全功率牵引、制动性能)，可充分验证整车性能，各输入、输出变量(例如电机电压、电流、功率)可实时全过程自动记录；
(3)本发明具体实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统及方法，试验系统按照1:1功能单元配置，可以灵活的进行各单元部件测试及多部件的匹配性能测试，例如：单独测试柴油机功率特性、制动电阻柜制动能力等；
(4)本发明具体实施例描述的电动轮整车交流电传动试验系统及方法，陪试系统采用带四象限整流(一般的二极管整流不带能量回馈功能，四象限整流采用IGBT芯片，能把电从直流侧回馈至电网侧)的交流传动控制系统(不需要类如直流电机的单独励磁控制系统)，占地空间小，安装维护简单、方便、高效，陪试系统具有能量回馈功能，制动能量直接回馈电网，对环境友好、节约能源。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (22)
1.一种电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于，包括：被试系统(100)和陪试系统(200)；
所述被试系统(100)包括依次相连的柴油机(101)、发电机(102)、被试变流器(103)、测试柜(109)和被试电机(110)，以及与所述被试变流器(103)相连的制动电阻柜(108)和牵引/制动踏板(107)在内的电动轮整车单元部件；所述被试系统(100)，用于进行包括柴油机功率特性测试、制动电阻柜制动能力测试、变流器性能测试、电机特性测试在内的单元部件性能测试，以及包括主控调节性能、励磁调节性能、电机控制性能在内的多个单元部件的匹配性能测试；
所述陪试系统(200)包括依次相连的陪试电机(201)、陪试变流器(202)和三相可调电源(204)；所述陪试系统(200)，用于配合所述被试系统(100)完成各种性能测试；
所述被试电机(110)与陪试电机(201)之间通过联轴器(300)相连接。
2.根据权利要求1所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试电机(201)运行于速度环模式，所述被试电机(110)运行于转矩模式，所述牵引/制动踏板(107)直接给定转矩信号。
3.根据权利要求1或2所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)为带有四象限整流的变流器。
4.根据权利要求3所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)还包括VCU(104)、第一DCU(105)。
5.根据权利要求4所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)还包括第二DCU(203)。
6.根据权利要求5所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述试验系统包括两组依次相连的测试柜(109)、被试电机(110)和陪试电机(201)。
7.根据权利要求6所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试系统(200)还包括与陪试变流器(202)相连的上位机(205)，启动陪试系统(200)，所述陪试系统(200)运行于速度控制模式，通过所述上位机(205)控制两个陪试电机(201)的转速给定为同一指令。
8.根据权利要求7所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：通过所述上位机(205)输入所述电动轮整车运行的功率谱，控制所述被试系统(100)和陪试系统(200)联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，测试所述电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。
9.根据权利要求4、5、6、7或8任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试系统(100)还包括与发电机(102)相连的励磁系统(106)，启动被试系统(100)，所述被试变流器(103)的VCU(104)开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机(101)的转速控制、发电机(102)的功率输出和被试变流器(103)的中间目标电压给定及转矩给定。
10.根据权利要求9所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)的第一DCU(105)根据所述VCU(104)下发的转矩给定信号控制两个被试电机(110)的转矩给定为同一指令。
11.根据权利要求4、5、6、7、8或10任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)、牵引/制动踏板(107)给至100％运行，所述陪试变流器(202)根据被试电机(110)的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时所述测试柜(109)自动记录被试电机(110)在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器(103)的输入电压，以此完成被试电机(110)的牵引/制动特性测试及被试变流器(103)的控制性能测试。
12.根据权利要求11所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述牵引/制动踏板(107)在给定0～100％运行的过程中，所述陪试变流器(202)快速进行速度扫描，以验证所述被试变流器(103)的动态性能。
13.根据权利要求4、5、6、7、8、10或12任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：在所述联轴器(300)上设置有齿轮箱(301)和扭矩仪(302)，通过在所述扭矩仪(302)的位置固定联轴器(300)，以进行所述被试电机(110)的堵转试验。
14.根据权利要求13所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)控制陪试电机(201)的转速恒定，所述被试变流器(103)快速的进行转矩给定，在此过程观测所述VCU(104)的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，以测试所述VCU(104)及励磁系统(106)的控制性能。
15.根据权利要求1、2、4、5、6、7、8、10、12或14任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)将被试电机(110)拖动至运行到最大速度点时，所述陪试变流器(202)停止工作，所述牵引/制动踏板(107)的制动信号值给定至100％，记录所述被试电机(110)从最大速度点降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证所述制动电阻柜(108)的能力。
16.根据权利要求15所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述被试变流器(103)选择自负荷模式，所述被试变流器(103)的逆变功能禁止，所述发电机(102)输出的能量完全通过所述制动电阻柜(108)消耗，以此测试所述柴油机(101)的功率特性及所述制动电阻柜(108)的能力。
17.根据权利要求1、2、4、5、6、7、8、10、12、14或16任一项所述的电动轮整车交流电传动试验系统，其特征在于：所述陪试变流器(202)配置为额定功率并长时间运行，以此对所述被试变流器(103)进行效率、温升测试。
18.一种电动轮整车交流电传动试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101)启动陪试系统(200)，所述陪试系统(200)运行于速度控制模式，通过上位机(205)控制两个陪试电机(201)的转速给定为同一指令；
S102)启动被试系统(100)，被试变流器(103)的VCU(104)开始进行控制，根据包括牵引/制动踏板信号、电机转速信号在内的输入信号进行柴油机(101)的转速控制、发电机(102)的功率输出和被试变流器(103)的中间目标电压给定及转矩给定；
S103)所述被试变流器(103)的第一DCU(105)根据所述VCU(104)下发的转矩给定信号控制两个被试电机(110)的转矩给定为同一指令；
S104)所述被试变流器(103)、牵引/制动踏板(107)给至100％运行，陪试变流器(202)根据被试电机(110)的牵引/制动曲线进行每个速度点的特性验证，此时测试柜(109)自动记录被试电机(110)在每个速度点的给定转矩、实际输出转矩、电机电流、电机电压和被试变流器(103)的输入电压，以此完成被试电机(110)的牵引/制动特性测试及被试变流器(103)的控制性能测试；
S105)所述陪试变流器(202)控制陪试电机(201)的转速恒定，所述被试变流器(103)快速的进行转矩给定，在此过程观测所述VCU(104)的中间目标电压给定和实际反馈的中间电压跟随情况，测试所述VCU(104)及励磁系统(106)的控制性能；
S106)所述陪试变流器(202)将被试电机(110)拖动至运行到最大速度点时，所述陪试变流器(202)停止工作，所述牵引/制动踏板(107)的制动信号值给定至100％，记录所述被试电机(110)从最大速度点降至零速点的时间，通过此过程测试电动轮整车的减速性能及验证制动电阻柜(108)的能力；
S107)所述被试变流器(103)选择自负荷模式，所述被试变流器(103)的逆变功能禁止，发电机(102)输出的能量完全通过所述制动电阻柜(108)消耗，以此测试柴油机(101)的功率特性及所述制动电阻柜(108)的能力。
19.根据权利要求17所述的电动轮整车交流电传动试验方法，其特征在于：所述陪试变流器(202)配置为额定功率并长时间运行步骤S101)～步骤S107)，以此对所述被试变流器(103)进行效率、温升测试。
20.根据权利要求17或18所述的电动轮整车交流电传动试验方法，其特征在于：在所述步骤S102)中，通过给定中间直流电压目标值控制所述发电机(102)的励磁电流大小，继而控制所述发电机(102)输出的三相交流电，并通过所述被试变流器(103)的二极管不控整流转换成中间直流电压。
21.根据权利要求19所述的电动轮整车交流电传动试验方法，其特征在于：通过上位机(205)向所述陪试变流器(202)输入所述电动轮整车运行的功率谱，控制所述被试系统(100)和陪试系统(200)联调，以模拟电动轮整车电驱系统实际路况运行，并测试所述电动轮整车包括上坡，下坡、空载、满载各工况在内的运行性能。
22.根据权利要求18、19或21任一项所述的电动轮整车交流电传动试验方法，其特征在于：在所述步骤S104)牵引/制动踏板(107)给定0～100％运行的过程中，所述陪试变流器(202)快速进行速度扫描，以验证所述被试变流器(103)的动态性能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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