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一、概 述  

新能源電動汽車輪轂電機性能測試臺為電機性能試驗設計，測量電機的電壓、電流、轉矩、轉速、輸入輸出功率、效率等性能參數(shù)，打印試驗報告，繪制各種性能曲線。

轉矩轉速傳感器測量電機的輸出扭矩和轉速，負載采用磁粉制動器（或電渦流測功機，本系統(tǒng)以磁粉制動器為例），使用電量變送器將電壓和電流轉換為標準電壓信號，由計算機采集。

新能源電動汽車輪轂電機性能測試臺可以完成的測量項目：電機的輸入電壓、電流、輸出轉矩、轉速、效率計算等，可根據(jù)國標或用戶要求定制輸出報表和曲線格式。系統(tǒng)在計算機上構建，所有傳感器輸出信號通過各種采集卡（轉矩轉速功率測量卡、A/D卡）直接接入計算機，控制信號由計算機通過各種控制卡（I/O卡、D/A卡）直接控制機構動作。

本系統(tǒng)由控制柜和試驗臺架組成（圖1）。

（一）控制柜

1. 15`觸摸屏工業(yè)控制計算機

2. 磁粉制動器控制器（或電渦流測功機控制器）

3. 電機多參數(shù)測量系統(tǒng)

4. 智能型模擬量采集模塊

5. 電量傳感器電源模塊

6. 變頻調速器

7. 變頻調速器控制器可外加打印機

（二）試驗臺架

1．安裝底械平臺

2．HCNJ-101扭矩傳感器

3．磁粉制動器負載

4．活動式電機裝夾架

5．連軸節(jié)、支撐架、接線端子

6．隔離式電流傳感器

7．隔離式電壓傳感器  

二、功能及技術指標

（一）系統(tǒng)功能

1、能對電機進行：空載實驗：電流、電壓、轉速負載實驗：電流、電壓、轉矩、轉速、輸入功率、輸出功率、效率堵轉實驗：電流、電壓、轉矩

2、系統(tǒng)能對各種電機的特定點進行測試。

3、系統(tǒng)能實時顯示電機的電壓、電流、輸入功率、轉矩、轉速、輸出功率、效率。

4、系統(tǒng)能自動判別并顯示正負扭矩。

5、系統(tǒng)能對電流、電壓、轉矩、轉速分別進行上、下限報警，報警值可任意設定。

6、系統(tǒng)可以對測試數(shù)據(jù)進行連續(xù)存儲或按使用者的意愿進行選點存儲。

7、系統(tǒng)在“選點測量”方式下，能實時顯示采集數(shù)據(jù)和曲線。

8、系統(tǒng)可將測試結果進行轉矩——電流、電壓、轉速、功率、效率的曲線繪制。

9、系統(tǒng)對于各種參數(shù)的設置具有記憶功能，只需輸入一次即可。

10、允許數(shù)據(jù)編輯、修改，系統(tǒng)具有歷史數(shù)據(jù)回放功能。

11、系統(tǒng)可以通過打印機對測試結果進行數(shù)據(jù)、曲線打印。

12、系統(tǒng)的整個功能具有菜單和快捷鍵雙重操作。

13、系統(tǒng)在WINDOWS環(huán)境下運行，整個界面生動、美觀。

（二）技術指標

1、 電壓測量精度：±0.5%FS

2、 電壓顯示精度: 1位小數(shù)

3、 電流測量精度：±0.5%FS

4、 電流顯示精度: 2位小數(shù)

5、 電功率運算精度: ±1個字

6、 電功率顯示單位: kW

7、 轉矩測量精度：優(yōu)于±1%FS

8、 轉矩測量范圍: 0~100N.m

9、 轉矩顯示精度: 3位小數(shù)

10、 轉速測量精度: 50r/min以上±0.1%, 50r/min以下±0.5%

11、 轉速顯示精度: 1位小數(shù)

12、 轉速顯示單位: r/min

13、 功率運算精度: ±1個字

14、 功率顯示單位: kW 

15、 效率運算精度: ±1個字

16、 效率顯示精度：2位小數(shù)

17、 效率顯示單位：%

18、 報警數(shù)值范圍：任意設定上限和下限。

三、結構概述

1、試驗臺架：由安裝底械平臺、測量傳感器、磁粉制動器、升降機構組成。（見圖2，以2000Nm扭矩傳感器及配套設備為例）

2、控制柜：由臥式或立式機柜構成，內部裝有控制線路、15`觸摸屏工業(yè)控制計算機、磁粉制動器控制器、變頻調速器、變頻調速器控制器、傳感器測量采集系統(tǒng)。

3、負載：由磁粉制動器構成。磁粉制動器具有定子和轉力兩個相對運動部件的旋轉機械。定子和轉力都由磁性導磁材料制成。定子和轉子間的工作間隙充滿磁性導磁磁粉。當定子上的激磁線圈通入激磁電流時，磁粉聚集而形成磁粉鏈。由粉末間的磁性結合和粉末與兩運動件的摩擦力來傳遞力矩。激磁電流增大，所傳遞的轉矩也隨之增大，當激磁電流增至一定值時，導磁材料發(fā)生磁飽和，所傳遞的轉矩也呈飽和狀態(tài)。當中斷激磁電流時，磁粉失去束縛，處于松散狀態(tài)。因此基本上不傳遞力矩。磁粉制動器在測試之前，一定要先通水。測試后，待溫度降低才能停止供水。磁軛表面溫度應控制在≤85oC，若溫度過高，應用鼓風機進行吹風冷卻，或降低進水溫度。特別是夏天應改善散熱條件。

4、聯(lián)軸器：采用剛性連接（法蘭、軸套），從而保證測量精度

5、傳感器：HCNJ-101扭矩傳感器測量電機輸出轉速和扭矩，隔離式電流、電壓傳感器測量電機的輸入電流和電壓。

6、安裝底座、升降機構：底座采用標準平臺，平臺上有標準的T型槽，表面光潔。平板的安裝不平度小于0.05mm。底座穩(wěn)固，避免過大震動，否則將造成數(shù)據(jù)測試不準。升降機構由20—30mm鋼材和M16～M30螺桿螺帽構成。升降時，調節(jié)螺帽即可完成。測試時，一定要緊固升降機構，防止過大震動。安裝時，根據(jù)電機高度，調節(jié)升降鋼板。注意同軸度，避免傳感器變形而產(chǎn)生的附加彎矩。當存在彎矩時，不僅會降低測試精度，在某些情況下，甚至可能損壞變形軸，

具體方法：先連接好電機，不要緊固電機底座，用手轉動傳感器、電機應平穩(wěn)，不應有稍微移動。轉動時，手感要平穩(wěn)，如果安裝同軸度未達到，調節(jié)升降鋼板，直至達到要求。zui后緊固電機和升降鋼板螺柱。

7、加載控制：

（1）、由計算機利用D/A模塊調整控制器輸出電流大小，實現(xiàn)計算機自動加載。

（2）、控制器單元：利用PWM調節(jié)模塊輸出電流，進行精確調整。

（3）、 退出系統(tǒng)時，系統(tǒng)會把控制器輸出電流調整到zui小。設定值與電流反饋相比較，通過比例（P）、積分（I）、微分（D） 調節(jié)固態(tài)繼電器，控制脈寬來調節(jié)勵磁電流的大小，當設定值保持不變時，勵磁電流保持不變（恒流源），由于固態(tài)繼電器內部采用場效應管做開關元件，無機械動作，不產(chǎn)生電火花干擾，故可靠性高。

8、電機轉速控制： 計算機軟件給定電機轉速，然后通過變頻調速器控制器、變頻調速器實現(xiàn)對電機轉速的控制。