一種電機帶載工況下的emc性能測試系統的製作方法
2023-08-03 08:28:26 3
一種電機帶載工況下的emc性能測試系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，包括暗室、轉鼓、轉鼓電機、動力電源、線性阻抗穩定網絡、電機控制器、試驗臺架以及車輪。車輪在試驗臺架作用下與轉鼓鼓面接觸並帶動鼓面轉動，從而使轉鼓電機成為被測電機的負載電機，實現被測電機帶載測試。調節試驗臺架固定裝置可控制車輪的垂向載荷，確保車輪與轉鼓鼓面可靠接觸。本發明可測試除輪轂電機之外的單個電機和含電機、電機控制器與動力電纜的電機系統的EMC性能，測試結果準確可信；在已建設帶轉鼓的通用電磁兼容測試環境中，無需再建設電機電磁兼容性能專用測試環境，降低了建設成本；對轉鼓電機功率範圍內的不同功率等級的被測電機，無需更換負載電機，降低了負載電機成本。
【專利說明】-種電機帶載工況下的EMC性能測試系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電磁兼容測試【技術領域】，具體涉及一種電機帶載工況下的EMC性能測 試系統。
【背景技術】
[0002] 新能源汽車的研究如火如荼，其中，電動汽車更是被寄予厚望。電動機是電動汽車 的核心驅動部件，其在電動汽車上的作用相當於發動機在常規動力汽車上的作用。
[0003] 電動汽車不像常規動力汽車一樣存在燃油經濟性、發動機機械性能等問題，但由 於電機運行需要大電流驅動，而且在電機工作狀態變換時，系統中存在急劇電流電壓變化， 因而電磁兼容成為影響電動汽車電子系統安全的一個核心問題。
[0004] 電機的作用是帶動輪胎運動，因而在對其進行電磁兼容性能測試時，必須給電機 施加負載，模擬需要被電機帶動並在路面行駛的輪胎，給電機提供阻力。據此得出的常規的 電機測試系統框圖見圖1。但用作電機測試負載的測功機在工作時內部也會產生大電流大 電壓的變化，會產生嚴重的傳導和輻射騷擾，若將被測電機與用作測試負載的測功機置於 同樣的環境下，則測得的電磁兼容性能數據基本無法反映電機本身的電磁兼容性能。
[0005] 目前，僅國外一些專業測試系統設計商能夠提供用於測試電動汽車驅動電機帶載 EMC性能的測試系統，其方案見圖2。方案的思路簡而言之就是專門建設一個電機測試專用 暗室，將被測電機置於暗室內，並通過穿過暗室牆壁的軸連接至暗室外的負載電機，以確保 負載電機產生的輻射騷擾不會對被測電機的EMC性能測試結果產生過大影響。該方案存在 如下缺點： 1.現有技術方案中，為消除負載電機所產生的電磁騷擾對被測電機帶載EMC性能測試 結果的影響，將被測電機置於電波暗室內，而將負載電機置於電波暗室外。但負載電機和被 測電機之間必須通過軸進行機械連接，因此需要在電波暗室的牆上開孔以便連接軸穿牆。 暗室開孔後屏蔽效能和吸波性能會受到很大影響，需要進行非常精密的屏蔽設計，否則會 成為暗室外負載電機輻射的電磁騷擾進入暗室內影響被測電機帶載EMC測試結果的重要 路徑。
[0006] 2.該方案需要對暗室開孔，嚴重影響暗室作為通用試驗環境的性能，因此採用該 方案需要重新建設專用電波暗室，費用極其昂貴。
[0007] 3.該方案往往需要針對不同被測電機選擇不同負載電機，會導致測試機構在負載 電機上投入較高。
[0008] 4.採用該方案時，用作測試負載的電機可控和可測參數與控制和測試精度都直接 與負載電機的技術難度和成本掛鈎，要進行電機多工況測試，包括加減速工況測試，需要配 備多參數高精度實時可控可測的負載電機，這樣高標準的負載電機因技術難度很大，故市 面難以購買，即便市面有售，也會導致測試成本過高以至難以接受。
[0009] 已公開專利申請"輪轂電機帶載EMC性能測試系統，申請號為201210380570. 9"也 是採用轉鼓給被測電機加載的，但該專利中，被測電機僅限於輪轂電機，安裝在車輪上，轉 鼓對被測電機的加載也直接作用在車輪的輪胎面上，負載電機與被測電機之間作用力的傳 遞非常直接。輪轂電機只是電動車驅動電機中的一種，其他類型的驅動電機都不是直接安 裝在車輪上的，無法採用該專利所述系統實現被測電機的加載。針對除輪轂電機之外的其 他類型電動車驅動電機的電磁兼容性能測試，亟需開發別的測試系統。
【發明內容】
[0010] 針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在於通過測試方案的特殊設計，破 除進行電動汽車驅動電機帶載EMC測試必須建設專用暗室這一傳統思路；在不建設專用 暗室的情況下，解決電機測試用負載的電磁騷擾影響被測電機帶載EMC性能測試結果的問 題；通過一個可實現功率傳遞的試驗臺架實現轉鼓電機對非輪轂電機式電動車驅動電機的 加載；並通過吸波牆減弱試驗臺架對測試結果的影響。
[0011] 為了實現上述目的本發明採用如下技術方案： 一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，包括暗室，設置於暗室內的轉鼓、車輪、試 驗臺架和試驗桌，設置於暗室地下的轉鼓電機，以及安裝於試驗臺架上的被測電機、電機控 制器、線性阻抗穩定網絡，放置於屏蔽控制室內的動力電源和轉鼓控制器；其中轉鼓電機的 一端連接轉鼓，另一端連接轉鼓控制器；動力電源的輸出線纜穿過壁板連接器與線性阻抗 穩定網絡的輸入端連接，線性阻抗穩定網絡的輸出端與電機控制器的輸入端連接，電機控 制器的輸出端與被測電機連接；所述車輪設置於轉鼓上，轉鼓電機通過轉鼓、車輪與試驗臺 架對被測電機加載；在所述試驗臺架與被測電機之間插入吸波牆，以降低金屬試驗臺架對 被測電機輻射信號的反射，提高測試結果準確度。
[0012] 為了更好地實施本發明，所述試驗臺架包括電機固定裝置、傳動機構和臺架固定 裝置，電機固定裝置將被測電機固定在試驗桌上，傳動機構的一端連接被測電機，另一端連 接車輪，試驗臺架的傳動機構可穿過吸波牆，對測試結果影響很小。臺架固定裝置通過轉鼓 上預留的固定孔固定試驗臺架，確保試驗臺架穩定。臺架固定裝置使車輪與轉鼓的鼓面接 觸，被測電機輸出功率使車輪轉動，從而帶動轉鼓鼓面轉動，使轉鼓電機成為被測電機的負 載，實現對被測電機加載。通過調節所述臺架固定裝置調節車輪的垂向載荷，使車輪和轉鼓 的鼓面可靠接觸。
[0013] 具體地，所述電機固定裝置包括" L"型或倒" T "型基座，在" L"型或倒" T "型基座 的電機固定部內嵌一個與被測電機端蓋法蘭相配合連接的法蘭盤。
[0014] 在進行電機單體電磁兼容測試時，線性阻抗穩定網絡和電機控制器設置在暗室 夕卜，屏蔽控制室內；在進行含電機、電機控制器與動力電纜的電機系統電磁兼容測試時，線 性阻抗穩定網絡和電機控制器設置在暗室內。
[0015] 進一步，所述暗室的壁上設置有壁板連接器，壁板連接器是用於連接暗室內外的 器件，通過屏蔽電纜連接屏蔽控制室和暗室外部的壁板連接器接口，構成屏蔽控制室和暗 室的電連接通路。壁板連接器屬於暗室自身配備的設施，無需為本試驗做任何改動。
[0016] 相比現有技術，本發明具有如下有益效果： 1.採用本發明的技術時，轉鼓電機並非通過軸連接作為被測電機的負載電機，而是通 過轉鼓的鼓面向電機施加負載。這就切斷了通過軸施加負載的現有技術方案中，負載電磁 騷擾到達被測電機測試環境的最重要的傳播路徑一連接軸。
[0017] 2.在現有技術方案中，為隔絕負載電機產生的電磁騷擾對被測電機帶載EMC性能 測試結果的影響，需要在電波暗室的牆壁上打孔，使位於連接軸另一端的負載電機位於電 波暗室之外（電波暗室原有的壁板連接器無論從位置還是尺寸上均無法滿足要求)，這會對 電波暗室的屏蔽效能和吸波性能產生較大影響，不適合在通用電波暗室中進行，因而需要 修建專用暗室，成本高昂。採用本發明的技術時，被測電機與負載電機之間無需通過軸連 接，因而無需修建專用暗室，可利用現有的帶轉鼓電波暗室，節約了大筆測試成本。
[0018] 3.現有技術通常需要對不同被測電機採用不同負載電機，會導致測試機構在負載 電機上投入較高。採用本發明的技術時，因轉鼓電機功率已滿足絕大多數電機功率測試要 求，直接利用轉鼓電機作為測試範圍內所有被測電機的負載，減少了對測試負載的投入。
[0019] 4.因由轉鼓控制器、轉鼓電機與轉鼓構成的底盤測功系統是專用的高精度實時 測量控制系統，故可實時準確控制和測量作為被測電機負載的轉鼓參數，不論可控參數數 量還是參數的控制與測量精度都具有普通電機負載遠遠無法比擬的優勢，這直接大幅提高 了電機帶載EMC性能測試的準確性和靈活性。
[0020] 5.帶轉鼓的電波暗室在設計建設中已充分考慮隔絕轉鼓電機對暗室中被測件測 試結果的影響，因而利用轉鼓作為被測電機的負載，可充分保證測試結果的準確性。
[0021] 6.現有技術方案中，非穿牆方案僅能用於輪轂電機的測試，對於非輪轂式電動車 驅動電機無法實現測試。本方案通過車輪與試驗臺架的設計，解決了非輪轂式驅動電機的 測試問題。
[0022] 7.試驗臺架與被測電機之間插入的吸波牆能夠有效降低金屬臺架對被測電機輻 射信號的反射作用，保證了測試結果的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1是常規電機測試系統方框圖； 圖2是現有國外電機帶載EMC性能測試系統示意圖； 圖3是本發明測試系統的側面結構示意圖； 圖4是本發明電機帶載EMC性能測試系統進行電機單體EMC性能測試的示意圖； 圖中：1_暗室；2-轉鼓；3-車輪；4-試驗臺架；5-試驗桌；6-轉鼓電機；7-被測電機； 8_電機控制器；9-線性阻抗穩定網絡；10-屏蔽控制室；11-動力電源；12-轉鼓控制器； 13-壁板連接器；14-吸波牆；15-接收天線； 圖5是本發明電機帶載EMC性能測試系統進行電機系統EMC性能測試的示意圖； 圖6是電機固定裝置的結構示意圖； 圖中：6. 1-基座；6. 2-電機固定部；6. 3-法蘭盤。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0025] 參見圖3, 一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，包括暗室1，設置於暗室1內 的轉鼓2、車輪3和試驗桌5,設置於暗室1地下的轉鼓電機6,以及被測電機7、電機控制器 8、線性阻抗穩定網絡9、動力電源11和轉鼓控制器12 ;其中轉鼓電機6連接轉鼓控制器12 ; 動力電源11通過線纜與線性阻抗穩定網絡9的輸入端連接，線性阻抗穩定網絡9的輸出端 與電機控制器8的輸入端連接，電機控制器8的控制端與被測電機7連接；所述車輪3設置 於轉鼓2上，被測電機7通過試驗臺架4將被測電機7的輸出功率傳遞至車輪3 ;在所述試 驗臺架4與被測電機7之間插入吸波牆14。在暗室1內設置有用於測試的接收天線15。
[0026] 所述試驗臺架4包括電機固定裝置、傳動機構和臺架固定裝置，電機固定裝置將 被測電機7固定在試驗桌5上，傳動機構的一端連接被測電機7,另一端連接車輪3,臺架固 定裝置通過轉鼓2上預留的固定孔固定試驗臺架4。
[0027] 參見圖6，所述電機固定裝置包括"L"型或倒"T"型基座6. 1，在"L"型或倒"T" 型基座6. 1的電機固定部6. 2內嵌一個與被測電機7端蓋法蘭相配合連接的法蘭盤6. 3。
[0028] 通過調節所述臺架固定裝置調節車輪3的垂向載荷，使車輪3和轉鼓2的鼓面可 靠接觸。
[0029] 暗室1的壁上設置有壁板連接器13,壁板連接器13用於連接暗室內外，通過屏蔽 電纜連接屏蔽控制室10和暗室1外部的壁板連接器接口，構成屏蔽控制室10和暗室1的 電連接通路。
[0030] 參見圖4,在進行電機單體電磁兼容測試時，線性阻抗穩定網絡9和電機控制器8 設置在暗室1外的屏蔽控制室內10,動力電源11和轉鼓控制器12設置在屏蔽控制室內10 內；參見圖5,在進行含電機、電機控制器與動力電纜的電機系統電磁兼容測試時，線性阻 抗穩定網絡9和電機控制器8設置在暗室1內，動力電源11和轉鼓控制器12設置在屏蔽 控制室內10內。
【權利要求】
1. 一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，包括暗室（1)，設置於暗室（1)內的轉鼓 (2 )、車輪（3 )、試驗臺架（4)和試驗桌（5 )，設置於暗室（1)地下的轉鼓電機（6 )，以及安裝於 試驗臺架（4)上的被測電機（7)、電機控制器（8)、線性阻抗穩定網絡（9)，放置於屏蔽控制 室（10)內的動力電源（11)和轉鼓控制器（12);其中轉鼓電機（6)的一端連接轉鼓（2)，另一 端連接轉鼓控制器（12);動力電源（11)的輸出線纜穿過壁板連接器（13)與線性阻抗穩定 網絡（9)的輸入端連接，線性阻抗穩定網絡（9)的輸出端與電機控制器（8)的輸入端連接， 電機控制器（8)的輸出端與被測電機（7)連接；其特徵在於：所述車輪（3)設置於轉鼓（2) 上，轉鼓電機（6)通過轉鼓（2)、車輪（3)與試驗臺架（4)對被測電機（7)加載；在所述試驗 臺架（4)與被測電機（7)之間插入吸波牆（14)，以降低金屬試驗臺架對被測電機（7)輻射信 號的反射，提高測試結果準確度。
2. 根據權利要求1所述一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，其特徵在於：所述 試驗臺架（4)包括電機固定裝置、傳動機構和臺架固定裝置，電機固定裝置將被測電機（7) 固定在試驗桌（5)上，傳動機構的一端連接被測電機（7)，另一端連接車輪（3)，臺架固定裝 置通過轉鼓（2)上預留的固定孔固定試驗臺架（4)。
3. 根據權利要求2所述一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，其特徵在於：所述 電機固定裝置包括"L"型或倒"T"型基座（6. 1)，在"L"型或倒"T"型基座（6. 1)的電機固 定部（6.2)內嵌一個與被測電機（7)端蓋法蘭相配合連接的法蘭盤（6.3)。
4. 根據權利要求2所述一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，其特徵在於：通過 調節所述臺架固定裝置調節車輪（3)的垂向載荷，使車輪（3)和轉鼓（2)的鼓面可靠接觸。
5. 根據權利要求1到4任一項所述一種電機帶載工況下的EMC性能測試系統，其特徵 在於：在進行電機單體電磁兼容測試時，線性阻抗穩定網絡（9)和電機控制器（8)設置在暗 室（1)外；在進行含電機、電機控制器與動力電纜的電機系統電磁兼容測試時，線性阻抗穩 定網絡（9)和電機控制器（8)設置在暗室（1)內。
【文檔編號】G01R31/00GK104101803SQ201410319756
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2014年7月7日
【發明者】雷劍梅, 賴志達, 李彪, 馮玉明, 黃雪梅, 李曉智, 白雲 申請人:中國汽車工程研究院股份有限公司