专利名称：永磁同步电机耐久测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及新能源电动汽车驱动系统技术领域，具体涉及电动汽车核心零 部件永磁同步电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机耐久测试系统。
背景技术：
随着环保问题被社会越来越多的关注，燃油汽车被新能源汽车代替也成为大趋 势，纯电动汽车随即得到了前所未有的发展机遇。电动汽车需要具有低噪音、污染小等 特点。永磁同步电机作为电动汽车的驱动核心部件，它的寿命长短决定整车可靠性及耐 久性。如何在节约能源的前提下完成电机的耐久试验就显得非常重要。传统的永磁同步电机的耐久性试验方法A、试验电机+(负载)电涡流测功 机；B.试验电机+(负载)电力测功机。方法A:比如用于乘务车20kw的电机，它在进行耐久实验时，在额定功率条件 下，它每小时就要消耗20kw的电能，而它消耗的电能都被(负载)电涡流测功机转换成 热能浪费掉了。一般的电机耐久试验安装国标都要连续进行500小时试验，这样它就要 消耗500X20 = 10000度电；试验两台电机就要浪费20000度电，这样就是极大的浪费， 与全民“提倡绿色生活，节约资源，低碳生活”不符。方法B:负载虽然采用了电力测功机，它消耗的电能虽然可以反馈到电网上， 其经济性是其他测功机无法比拟的，然而虽节约了能源，产生了经济效益，但是电力测 功机初期投入时昂贵的，即使国产的电力测功机都要百万以上，这样要卖多少台电机才 能赚回成本，极其不划算。因此，需要提供一种永磁同步电机耐久测试系统，其在对永磁同步电机耐久测 试的同时，能够节约能源，且投入成本低、经济实用。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种永磁同步电机耐 久测试系统，该永磁同步电机耐久测试系统设计巧妙独特，在对永磁同步电机耐久测试 的同时，能够节约能源，且投入成本低、经济实用，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，本实用新型的永磁同步电机耐久测试系统具有如下构成该永磁同步电机耐久测试系统，包括测功机和做功电机，其特点是，所述测功 机是负载电机，所述做功电机与所述负载电机连接用于驱动所述负载电机，所述负载电 机与所述做功电机电路连接用于将所发的电能反馈给所述做功电机。较佳地，所述永磁同步电机耐久测试系统还包括膜片联轴器，所述做功电机通 过所述膜片联轴器与所述负载电机连接。较佳地，所述永磁同步电机耐久测试系统还包括直流电源、负载电机控制器和 做功电机控制器，所述直流电源分别电连接所述负载电机控制器和所述做功电机控制 器，所述负载电机控制器和所述做功电机控制器并联设置，所述负载电机控制器包括第一直流交流转换�？椋龈涸氐缁刂破魍ü龅谝恢绷鹘涣髯荒？榈缏妨铀� 述负载电机，所述做功电机控制器包括第二直流交流转换�？椋鲎龉Φ缁刂破魍� 过所述第二直流交流转换模块电路连接所述做功电机。更佳地，所述第一直流交流转换模块和所述第二直流交流转换�？榫狪GBT模 块。更佳地，所述负载电机控制器还包括能耗制动�？椋瞿芎闹贫？橛胨� 第一直流交流转换�？椴⒘柚谩８训兀鲎龉Φ缁刂破骰拱ú问瓒？椋霾问瓒？榈缏妨� 接所述做功电机。更佳地，所述永磁同步电机耐久测试系统还包括电流单向导通部件，所述直流 电源通过所述电流单向导通部件分别电连接所述负载电机控制器和所述做功电机控制。更进一步地，所述电流单向导通部件是二极管。较佳地，所述负载电机和所述做功电机为两台相同的电机。本实用新型的有益效果在于1、本实用新型采用负载电机作为测功机，发出的电能反馈给做功电机，以达到 节能的目的，可节约80%以上的电能，设计巧妙独特，在对永磁同步电机耐久测试的同 时，能够节约能源，适于大规模推广应用。2、由于本实用新型采用自己的电机和控制器替代了外购的测功机系统，降低了 成本，经济实用，适于大规模推广应用。3、本实用新型的负载电机和做功电机可以为两台相同的电机，这样相当于同时 试验了两部电机，效率翻倍，从而可以同时试验两套电机和控制器系统的可靠性，提高 效率；4、本实用新型通过所述做功电机控制器的参数设定�？槔瓷瓒ú问佣远� 控制做功电机运动，可以实现恒速恒负荷/恒速变负荷/变速恒负荷/模拟城市工况和郊 区工况进行交变负荷测试，测试全面，结果可靠，适于大规模推广应用。
图1是本实用新型的一具体实施例的结构示意图。图2是图1所示的具体实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参见图1-2所示，本实用新型的永磁同步电机耐久测试系统包括测功机1和做 功电机2，所述测功机1是负载电机，所述做功电机2与所述负载电机连接用于驱动所述 负载电机，所述负载电机与所述做功电机2电路连接用于将所发的电能反馈给所述做功 电机2。所述做功电机2可以通过任何合适的结构与所述负载电机连接。请参见图1所 示，在本实用新型的具体实施例中，所述永磁同步电机耐久测试系统还包括膜片联轴器3，所述做功电机2通过所述膜片联轴器3与所述负载电机连接。对于所述负载电机与所述做功电机2具体如何电路连接从而将所发的电能反馈 给所述做功电机2，本领域技术人员可以采用任何合适的结构。较佳地，所述永磁同步 电机耐久测试系统还包括直流电源4、负载电机控制器5和做功电机控制器6，所述直流 电源4分别电连接所述负载电机控制器5和所述做功电机控制器6，所述负载电机控制器 5和所述做功电机控制器6并联设置，所述负载电机控制器5包括第一直流交流转换�？� 51，所述负载电机控制器5通过所述第一直流交流转换�？�51电路连接所述负载电机， 所述做功电机控制器6包括第二直流交流转换�？�61，所述做功电机控制器6通过所述第 二直流交流转换�？�61电路连接所述做功电机2。请参见图2所示，在本实用新型的具 体实施例中，直流电源4安装在电源柜7中。所述第一直流交流转换�？�51和所述第二 直流交流转换�？�61均为IGBT�？�。为了保护所述负载电机控制器5的第一直流交流转换�？�51不被负载电机转速 突变产生的高压击穿，更佳地，所述负载电机控制器5还包括能耗制动�？�9，所述能耗 制动模块9与所述第一直流交流转换�？�51并联设置。请参见图1和2所示，在本实用 新型的具体实施例中，所述能耗制动�？�9与所述负载电机控制器5的IGBT�？椴⒘�
置。 为了便于参数设定，从而控制做功电机2的转速等等参数，请参见图1所示，在 本实用新型的具体实施例中，所述做功电机控制器6还包括参数设定�？�(未示出)，所 述参数设定�？榈缏妨铀鲎龉Φ缁�2。为了保护直流电源4免受负载电机发出的交流电经IGBT�？樽坏闹绷鞯缌鞒� 击，更佳地，所述永磁同步电机耐久测试系统还包括电流单向导通部件8，所述直流电源 4通过所述电流单向导通部件8分别电连接所述负载电机控制器5和所述做功电机控制器 6。请参见图2所示，在本实用新型的具体实施例中，所述电流单向导通部件8是二极管。所述负载电机和所述做功电机2可以是不同的电机，也可以是相同的电机，请 参见图1所示，在本实用新型的具体实施例中，所述负载电机和所述做功电机2为两台相 同的电机。使用时，直流电源4提供320VDC的直流电给做功电机控制器6 (做功电机控制 器6本身需要提供12VDC电源)，通过做功电机控制器6里面的IGBT模块，让直流电转 变为三相交流电，提供给做功电机2 (即驱动电机，也即是试验电机)，相当于产生的交 变的磁�。米龉Φ缁�2在上位机的指令下，在某一负载下以一定转速转动；同时做功 电机2通过膜片联轴器3带动负载电机(发电机)以同一速度旋转，负载电机就相当于一 个发电机(为转速环控制)同时产生电压，它产生的交变电压通过负载电机控制器5里面 的IGBT�？樽怀芍绷鞯鏥DC通过给回路，叠加到直流电源4;为了保护直流电源4， 在直流电源4的正极输出端串联一个二极管(二极管正向导通，反向截止)让来自负载电 机控制器5的电流不能流到直流电源4，它必须流向做功电机控制器6，让其提供给做功 电机2，让其工作，这样就节约了能源。做功电机控制器5和负载电机控制器6的直流端并联；如果负载电机(发电机) 由于转速突变产生高电压作用到负载电机控制器6，为了保护其IGBT模块不被高压击穿，在其回路中 并联了 “能耗制动”系统(即能耗制动�？�9)即当电压超过设定值时 (比如330VDC)，它就会瞬间接通与其串联的能耗制动电阻，消耗掉过多的高压，从而 保护系统。因此，本实用新型提供了一套完整的永磁同步电机耐久性寿命试验系统，它采 用一套控制器和电机用于做功(转矩环)，另外一套控制器和电机用于负载(转速环)， 负载电机发出的电能反馈给做功电机2，以达到节能的目的。采用本实用新型试验20kw的电机，即做功电机2为20kw的电机，试验记录数 据为1)转速2500rpm/min 转矩75Nm 功率20kw2)损耗3.36kw/h (平均值)以下数值均为平均值转矩环系统(5#电机，15#控制器)母线电流70.1A，A相电流82.8A，B相 电流84.8A，C相电流80.0A;转矩环系统(7#电机，14#控制器)母线电流59.2A，A相电流83.7A，B相 电流83.5A，C相电流83.5A。从而，只需要提供(70.1-59.2) A*320V/1000 = 3.488kw ；节约电能效率为 (20-3.488)/20*100 = 82.56% )，综上，本实用新型的永磁同步电机耐久测试系统设计巧妙独特，在对永磁同步 电机耐久测试的同时，能够节约能源，且投入成本低、经济实用，适于大规模推广应用。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍 可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被 认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种永磁同步电机耐久测试系统，包括测功机和做功电机，其特征在于，所述测 功机是负载电机，所述做功电机与所述负载电机连接用于驱动所述负载电机，所述负载 电机与所述做功电机电路连接用于将所发的电能反馈给所述做功电机。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述永磁同步电 机耐久测试系统还包括膜片联轴器，所述做功电机通过所述膜片联轴器与所述负载电机 连接。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述永磁同步电 机耐久测试系统还包括直流电源、负载电机控制器和做功电机控制器，所述直流电源分 别电连接所述负载电机控制器和所述做功电机控制器，所述负载电机控制器和所述做功 电机控制器并联设置，所述负载电机控制器包括第一直流交流转换�？椋龈涸氐缁� 控制器通过所述第一直流交流转换�？榈缏妨铀龈涸氐缁鲎龉Φ缁刂破靼� 括第二直流交流转换�？椋鲎龉Φ缁刂破魍ü龅诙绷鹘涣髯荒？榈缏妨� 接所述做功电机。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述第一直流交 流转换�？楹退龅诙绷鹘涣髯荒？榫狪GBT�？�。
5.根据权利要求3所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述负载电机控 制器还包括能耗制动�？椋瞿芎闹贫？橛胨龅谝恢绷鹘涣髯荒？椴⒘柚谩�
6.根据权利要求3所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述做功电机控 制器还包括参数设定�？椋霾问瓒？榈缏妨铀鲎龉Φ缁�
7.根据权利要求3所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述永磁同步电 机耐久测试系统还包括电流单向导通部件，所述直流电源通过所述电流单向导通部件分 别电连接所述负载电机控制器和所述做功电机控制器。
8.根据权利要求7所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述电流单向导 通部件是二极管。
9.根据权利要求1所述的永磁同步电机耐久测试系统，其特征在于，所述负载电机和 所述做功电机为两台相同的电机。
专利摘要本实用新型涉及一种永磁同步电机耐久测试系统，包括测功机和做功电机，测功机是负载电机，做功电机与负载电机连接用于驱动负载电机，负载电机与做功电机电路连接用于将所发的电能反馈给做功电机，较佳地，做功电机通过膜片联轴器与负载电机连接，直流电源分别电连接负载电机控制器和做功电机控制器，负载电机控制器和做功电机控制器并联设置，负载电机控制器通过其第一直流交流转换�？榈缏妨痈涸氐缁龉Φ缁刂破魍ü涞诙绷鹘涣髯荒？榈缏妨幼龉Φ缁涸氐缁妥龉Φ缁教ㄏ嗤牡缁臼涤眯滦蜕杓魄擅疃捞兀诙杂来磐降缁途貌馐缘耐保芄唤谠寄茉矗彝度氤杀镜�、经济实用，适于大规模推广应用。
文档编号G01R31/34GK201796126SQ201020536790
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者刘婷, 唐杰, 秦凤辉 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司
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