平常說(shuō)到電機(jī)試驗(yàn),大家第一時(shí)間就想到測(cè)功機(jī)這種電機(jī)測(cè)試設(shè)備。但實(shí)際上,面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的行業(yè)應(yīng)用,如電動(dòng)汽車電機(jī)測(cè)試,測(cè)功機(jī)亦漸漸顯露出短板來(lái),這要從測(cè)功機(jī)的構(gòu)造說(shuō)起。
測(cè)功機(jī)的構(gòu)造很簡(jiǎn)單,由一個(gè)機(jī)柜和測(cè)試臺(tái)架組成,其中測(cè)試臺(tái)架又常稱作測(cè)功頭,一般是指扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和制動(dòng)器做成一體的款式。測(cè)試臺(tái)架包括安裝底座、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)械負(fù)載(制動(dòng)器),用于電機(jī)試驗(yàn)時(shí)的力矩加載,模擬電機(jī)的不同工況;機(jī)柜包括電參數(shù)測(cè)試儀、電機(jī)測(cè)試儀、測(cè)功機(jī)控制器、電源等,用于對(duì)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和對(duì)電機(jī)的測(cè)試。
那為什么說(shuō)傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)無(wú)法滿足新行業(yè),如電動(dòng)汽車電機(jī)的測(cè)試需求呢?這主要是要談到測(cè)功機(jī)的一個(gè)核心部件——機(jī)械負(fù)載(制動(dòng)器)。測(cè)功機(jī)的機(jī)械負(fù)載一般使用制動(dòng)器,也有使用電機(jī)的,用于對(duì)被試電機(jī)提供反向的旋轉(zhuǎn)力矩,吸收被試電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率,實(shí)現(xiàn)被試電機(jī)的“加載”,模擬其實(shí)際運(yùn)行的工況。
而要模擬被試電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況,那測(cè)功機(jī)的加載能力,必須覆蓋被測(cè)電機(jī)的全部工況范圍,那才能滿足模擬“所有工況”的要求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是測(cè)功機(jī)的機(jī)械負(fù)載的TN曲線,必須覆蓋被試電機(jī)的TN曲線,這樣才能把被試電機(jī)的全程TN特性測(cè)試出來(lái)。
但問(wèn)題來(lái)了,電動(dòng)汽車電機(jī)的TN曲線和普通的電機(jī)不同,具有恒功率區(qū)域?qū)挘ㄒ话愫愎β蕝^(qū)域能到峰值轉(zhuǎn)速的80%~100%)、峰值轉(zhuǎn)速高(10000rpm以上)的特點(diǎn),這意味著電動(dòng)汽車電機(jī)既能實(shí)現(xiàn)高速小扭矩工況,也能實(shí)現(xiàn)低速大扭矩工況,對(duì)測(cè)功機(jī)的TN特性提出了非常高的要求。
這時(shí)我們發(fā)現(xiàn),如果要滿足電動(dòng)汽車電機(jī)的全程TN曲線加載,普通的測(cè)功機(jī)根本無(wú)法滿足。因?yàn)槠胀y(cè)功機(jī)一般是用磁滯制動(dòng)器、電渦流制動(dòng)器、磁粉制動(dòng)器或變頻電機(jī)作為負(fù)載的,而這些機(jī)械負(fù)載的特性曲線,都各自存在自己的短板:
磁粉制動(dòng)器:可以輸出很大的扭矩,但一般只能運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速(1000rpm)以下,只適用于大扭矩、低轉(zhuǎn)速的電機(jī)測(cè)試場(chǎng)合。可偏偏電動(dòng)汽車電機(jī),特別是乘用車電機(jī),動(dòng)輒上萬(wàn)rpm的轉(zhuǎn)速,讓磁粉制動(dòng)器直接出局。
磁滯制動(dòng)器:和磁粉相反,可以輸出很高的轉(zhuǎn)速,但輸出扭矩收到很大的局限,只能輸出小扭矩(100N.m以內(nèi))。對(duì)于電動(dòng)汽車的低速大扭矩工況(200~500N.m的扭矩輸出非常常見(jiàn)),磁滯又無(wú)法滿足需求。
電渦流制動(dòng)器:支持大扭矩、高轉(zhuǎn)速的扭矩輸出,但在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(一般是2600~3000rpm),轉(zhuǎn)矩輸出和轉(zhuǎn)速輸出是成正比的,無(wú)法滿足低速(幾百rpm)情況下的大扭矩輸出。