专利名称：电机性能测试中负载电机的被动加载方法
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《 —作/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Qrpm，当《一耻大于。聊时，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T和电机控制电流的期望值b满足式(I)约束关系。通过对负载电机的控制电流期望值kk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；
权利要求
1.一种电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于: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、外特性限幅控制和力矩闭环控制过程；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。
2.根据权利要求1所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于: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《_方*相等时，调节达到平衡，比例-积分调节器的输出保持不变不相等时,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。
3.根据权利要求1所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于:夕卜特性限幅控制用于对转速比例-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。
4.根据权利要求3所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于: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Qrpm，当大于Qrpm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。
5.根据权利要求1所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于: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八和电机控制电流的期望 值 b满足式(I)约束关系；通过对负载电机的控制电流期望值h:.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，间接实现了力矩的闭环控制；
6.根据权利要求5所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于:负载电机控制电流的期望值4、^相互之间存在式(2)、(3)、(4)约束关系，给定负载电机输出力矩的期望值 ；，结合式(I)得到最优的k控制电流的期望值；
7.根据权利要求5所述的电机性能测试中负载电机的被动加载方法，其特征在于:采集负载电机的三相电流L Λ，通过坐标变换式(5)、(6)，得到负载电机控制电流的反馈
全文摘要
本发明公开了一种电机性能测试中负载电机的被动加载方法，即负载电机执行转速闭环控制、外特性限幅控制和力矩闭环控制；转速闭环控制中负载电机转速设定值和转速反馈值输入转速比例-积分调节器，调节器的输出经外特性限幅控制进行修正，外特性限幅控制的输出作为力矩闭环控制的期望值，最后通过电流信号的闭环控制间接实现力矩闭环控制。通过本方法负载电机可以模拟不同类型负载的阻力特性，输出期望的阻力力矩，实现对被测电机进行加载的功能。本方法可灵活定制负载电机的阻力特性，扩展了负载电机的功能，满足被测电机多样化的测试要求，降低测试成本。
文档编号G01R31/34GK103226062SQ20121002130
公开日2013年7月31日 申请日期2012年1月31日 优先权日2012年1月31日
发明者赵洪涛, 万茂文, 徐性怡 申请人:上海大郡动力控制技术有限公司