專利名稱：一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺，屬于汽車電機系統測試裝置范圍。
背景技術：
隨著汽車擁有量的快速增加，能源消耗和尾氣排放問題也更加突出。目前汽車上廣泛采用爪極式發電機和直流起動機，存在著發動機起動慢、發電效率低、油耗和尾氣排放較高等問題。為有效實現汽車的節能減排，起動/發電一體化電機系統近期受到關注。該技術方案將發動機上原來彼此獨立的起動機和發電機進行一體化設計，通過皮帶與發動機曲軸 連接，發動機起動時電機系統電動運彳丁，將曲軸快速拖至點火轉速，發動機起動后電機系統發電運行以供給車載用電設備，從而實現發動機的快速起停過程。起動/發電一體化電機系統的性能測試是產品研發的重要環節。由于起動/發電一體化電機分時工作于電動和發電狀態，因此，其系統性能測試應包括如下幾個方面內容I)低速電動性能；2)寬轉速范圍內的發電性能；3)電動到發電過程的轉換性能。常規的電機系統測試臺架通常僅能完成電動或發電性能測試，難以同時完成上述三方面性能的測試。
實用新型內容本實用新型提供了一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺，基于該平臺易于實現一體化電機系統的低速電動性能測試和寬轉速范圍內的發電性能測試，同時又能夠實現電動到發電轉換過程的性能測試。為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。本實用新型一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺，含有一體化電機、一體化電機控制器、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機、高速交流電機變流器、測試平臺控制器和儲能部件。它們之間的位置連接關系是一體化電機控制器分別與一體化電機的三相繞組和儲能部件連接，高速交流電機變流器分別與高速交流電機的三相繞組及三相交流電網連接。一體化電機、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器與高速交流電機的輸出、輸入軸用法蘭盤依次進行同軸機械連接。測試平臺控制器分別與一體化電機控制器、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機變流器連接。該一體化電機是交流電機，可分時工作于電動狀態或發電狀態；該一體化電機控制器是由全控型電力電子器件構成的電能轉換及傳輸裝置，具備電能雙向傳輸功能，可將儲能部件提供的直流電逆變為交流電供給一體化電機，也可將一體化電機發出的交流電整流為直流電供給儲能部件；該轉矩轉速傳感器用于檢測一體化電機軸上的轉速和轉矩，其最高工作轉速應大于 12000r/min ；該磁粉制動器是兩側輸出軸結構，用于為一體化電機提供負載轉矩，其最高工作轉速應達到3000r/min ；該高速交流電機是異步電機或同步電機,其最高轉速應大于12000r/min,用于拖動一體化電機發電運行；該高速交流電機變流器是高速交流電機的控制裝置，其輸入端與三相交流電網連接，輸出端與高速交流電機連接，可將來自交流電網的電能轉化為可控頻率的交流供給高速交流電機以控制其轉速，變流器的輸出頻率應滿足高速交流電機的最高轉速需求；該儲能部件是蓄電池或電容，也可以由二者共同組成，為一體化電機和一體化電機控制器提供電能，也能存儲一體化電機發出的電能； 該測試平臺控制器是以計算機或微處理器為核心，具有模擬、數字輸入信號處理及通訊功能，并能輸出可控電流的監控裝置。測試平臺控制器為磁粉制動器提供可控的勵磁電流，用于控制磁粉制動器的負載轉矩。轉矩轉速傳感器的輸出信號輸出至測試平臺控制器，用于測試軸上轉矩及轉速。測試平臺控制器向變流器和一體化電機控制器發出運行狀態指令，同時，高速交流電機變流器和一體化電機控制器的運行狀態信息也發送回測試平臺控制器。進行一體化電機系統性能測試時，測試平臺控制器分別發出指令給一體化電機控制器和高速交流電機變流器，同時接收分別來自一體化電機控制器、高速交流電機變流器以及轉矩轉速傳感器的相關信息。進行低速電動性能測試時，測試平臺控制器要提供所需勵磁電流給磁粉制動器。此時，一體化電機工作于電動狀態，對應于汽車發動機的起動過程。進行由電動到發電過程轉換性能測試時，在電機低速電動性能測試達到設定的最高轉速后，測試平臺控制器要提供零勵磁電流給磁粉制動器，此時，一體化電機工作于電動向發電轉換狀態，高速交流電機工作于電動狀態。進行寬轉速范圍內的發電性能測試時，將磁粉制動器撤除，高速交流電機與轉矩轉速傳感器的輸出側軸直接通過法蘭盤連接。此時，一體化電機工作于發電狀態，高速交流電機工作于電動狀態。本實用新型的有益效果在于，根據汽車用起動/發電一體化電機系統的測試要求，能夠便捷地實現一體化電機系統的低速電動性能測試、寬轉速范圍內的發電性能測試以及電動到發電轉換過程的性能測試，有利于快速準確地獲得一體化電機系統的性能、力口速產品研發進程、促進汽車的節能減排。
圖I是汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺結構圖圖中符號說明如下I 一體化電機；2轉矩轉速傳感器；3磁粉制動器；4高速交流電機；5高速交流電機變流器；6 —體化電機控制器；7測試平臺控制器；8儲能部件。
具體實施方式
下面結合圖I對本實用新型作進一步說明[0024]本實用新型一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺,包括有一體化電機I、轉矩轉速傳感器2、磁粉制動器3、高速交流電機4、高速交流電機變流器5、一體化電機控制器6、測試平臺控制器7、儲能部件8等部分組成。其中—體化電機I的三相繞組與一體化電機控制器6的輸入端通過導線連接,一體化電機控制器6的輸出端與儲能部件8通過導線連接，電能可在三者間雙向傳輸。當一體化電機I工作在電動狀態時，電能由儲能部件8經一體化電機控制器6流向一體化電機I ;當一體化電機I工作在發電狀態時，電能流向相反。一體化電機I的輸出軸與轉矩轉速傳感器2的輸入側軸用法蘭盤進行同軸機械連接，轉矩轉速傳感器2的輸出側軸與磁粉制動器3的輸入側軸用法蘭盤進行同軸機械連接，磁粉制動器3的輸出側軸與高速交流電機4的軸用法蘭盤進行同軸機械連接。高速交流電機4的三相繞組與高速交流電機變流器5的輸入端通過導線連接，高速交流電機變流器5的輸出端直接與三相交流電網連接。高速交流電機4工作在電動狀態， 電能由三相交流電網經高速交流電機變流器5流向高速交流電機4。該一體化電機I是交流電機，可分時工作于電動狀態或發電狀態；該一體化電機控制器6是由全控型電力電子器件構成的電能轉換及傳輸裝置，具備電能雙向傳輸功能，可將儲能部件8提供的直流電逆變為交流電供給一體化電機1，也可將一體化電機I發出的交流電整流為直流電供給儲能部件8 ;該轉矩轉速傳感器2用于檢測一體化電機I軸上的轉速和轉矩，其最高工作轉速應大于 12000r/min ；該磁粉制動器3是兩側輸出軸結構，用于為一體化電機I提供負載轉矩，其最高工作轉速應達到3000r/min ；該高速交流電機4是異步電機或同步電機,其最高轉速應大于12000r/min,用于拖動一體化電機I發電運行；該高速交流電機變流器5是高速交流電機4的控制裝置，其輸入端與三相交流電網連接，輸出端與高速交流電機4連接，可將來自交流電網的電能轉化為可控頻率的交流供給高速交流電機4以控制其轉速，變流器5的輸出頻率應滿足高速交流電機4的最高轉速需求；該儲能部件8是蓄電池或電容，也可以由二者共同組成，為一體化電機I和一體化電機控制器6提供電能，也能存儲一體化電機I發出的電能；該測試平臺控制器7是以計算機或微處理器為核心，具有模擬、數字輸入信號處理及通訊功能，并能輸出可控電流的監控裝置。測試平臺控制器7為磁粉制動器3提供可控的勵磁電流，用于控制磁粉制動器3的負載轉矩。轉矩轉速傳感器2的輸出信號輸出至測試平臺控制器7，用于測試軸上轉矩及轉速。測試平臺控制器7向高速交流電機變流器5和一體化電機控制器6發出運行狀態指令，同時，高速交流電機變流器5和一體化電機控制器6的運行狀態信息也發送回測試平臺控制器7。進行一體化電機I的低速電動性能測試時，測試平臺控制器7分別發出指令給一體化電機控制器6和高速交流電機變流器5，并提供所需勵磁電流給磁粉制動器3，同時接收分別來自一體化電機控制器6、高速交流電機變流器5以及轉矩轉速傳感器2的相關信息。此時，一體化電機I工作于電動狀態，對應于汽車發動機的起動過程。[0037]進行一體化電機I由電動到發電過程轉換性能測試時，在上述電動性能測試電機轉速達到設定的最高轉速后，測試平臺控制器7分別發出指令給一體化電機控制器6和高速交流電機變流器5，并提供零勵磁電流給磁粉制動器3，同時接收分別來自一體化電機控制器6、高速交流電機變流器5以及轉矩轉速傳感器2的相關信息。此時，一體化電機控制器6控制一體化電機工作于電動向發電轉換狀態，高速交流電機變流器5控制高速交流電機4工作于電動狀態。進行寬轉速范圍內的發電性能測試時，將磁粉制動器3撤除，高速交流電機4與轉矩轉速傳感器2的輸出側軸通過法蘭盤連接。測試平臺控制器7分別發出指令給一體化電機控制器6和高速交流電機變流器5，同時接收分別來自一體化電機控制器6、高速交流電機變流器5以及轉矩轉速傳感器2的相關信息。此時，一體化電機控制器6控制一體化電機工作于發電狀態，高速交流電機變流器5控制高速交流電機4工作于電動狀態 。
權利要求11.一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺，其特征在于它含有一體化電機、一體化電機控制器、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機、高速交流電機變流器、測試平臺控制器和儲能部件；一體化電機控制器分別與一體化電機的三相繞組和儲能部件連接，高速交流電機變流器分別與高速交流電機的三相繞組及三相交流電網連接；一體化電機、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器與高速交流電機的輸出、輸入軸用法蘭盤依次進行同軸機械連接，測試平臺控制器分別與一體化電機控制器、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器和高速交流電機變流器連接； 該一體化電機是交流電機； 該一體化電機控制器是由全控型電力電子器件構成的電能轉換及傳輸裝置； 該轉矩轉速傳感器，其最高工作轉速應大于12000r/min ； 該磁粉制動器是兩側輸出軸結構，其最高工作轉速應達到3000r/min ； 該高速交流電機是異步電機或同步電機，其最高轉速大于12000r/min ； 該高速交流電機變流器，其輸入端與三相交流電網連接，輸出端與高速交流電機連接; 該儲能部件是蓄電池或電容，也可以由二者共同組成； 該測試平臺控制器是以計算機或微處理器為核心，是具有模擬、數字輸入信號處理及通訊功能，并能輸出可控電流的監控裝置。
專利摘要一種汽車起動/發電一體化電機系統測試平臺，它含有一體化電機、一體化電機控制器、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機、高速交流電機變流器、測試平臺控制器和儲能部件；一體化電機控制器分別與一體化電機的三相繞組和儲能部件連接，高速交流電機變流器分別與高速交流電機的三相繞組及三相交流電網連接；一體化電機、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器與高速交流電機的輸出、輸入軸用法蘭盤依次進行同軸機械連接，測試平臺控制器分別與一體化電機控制器、轉矩轉速傳感器、磁粉制動器和高速交流電機變流器連接。本實用新型在車用控制裝置范圍內具有較好的實用價值和良好的應用前景。
文檔編號G01M15/00GK202562744SQ201220146808
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者才豐, 于波 申請人:北京巨磁源電機有限公司