為什么傳統(tǒng)測功機(jī)不能用于電動汽車電機(jī)試驗(yàn)

　　平常說到電機(jī)試驗(yàn)，大家第一時(shí)間就想到測功機(jī)這種電機(jī)測試設(shè)備。但實(shí)際上，面對越來越復(fù)雜的行業(yè)應(yīng)用，如電動汽車電機(jī)測試，測功機(jī)亦漸漸顯露出短板來，這要從測功機(jī)的構(gòu)造說起。

　　測功機(jī)的構(gòu)造很簡單，由一個(gè)機(jī)柜和測試臺架組成，其中測試臺架又常稱作測功頭，一般是指扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和制動器做成一體的款式。測試臺架包括安裝底座、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、機(jī)械負(fù)載(制動器)，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)測試儀、電機(jī)測試儀、測功機(jī)控制器、電源等，用于對系統(tǒng)的驅(qū)動和對電機(jī)的測試。

　　那為什么說傳統(tǒng)測功機(jī)無法滿足新行業(yè)，如電動汽車電機(jī)的測試需求呢?這主要是要談到測功機(jī)的一個(gè)核心部件——機(jī)械負(fù)載(制動器)。測功機(jī)的機(jī)械負(fù)載一般使用制動器，也有使用電機(jī)的，用于對被試電機(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，那測功機(jī)的加載能力，必須覆蓋被測電機(jī)的全部工況范圍，那才能滿足模擬“所有工況”的要求。簡單來說，就是測功機(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特性測試出來。

　　但問題來了，電動汽車電機(jī)的TN曲線和普通的電機(jī)不同，具有恒功率區(qū)域?qū)?一般恒功率區(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，對測功機(jī)的TN特性提出了非常高的要求。

　　這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，如果要滿足電動汽車電機(jī)的全程TN曲線加載，普通的測功機(jī)根本無法滿足。因?yàn)槠胀y功機(jī)一般是用磁滯制動器、電渦流制動器、磁粉制動器或變頻電機(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)測試場合?？善妱悠囯姍C(jī)，特別是乘用車電機(jī)，動輒上萬rpm的轉(zhuǎn)速，讓磁粉制動器直接出局。

　　磁滯制動器：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))。對于電動汽車的低速大扭矩工況(200~500N.m的扭矩輸出非常常見)，磁滯又無法滿足需求。

　　電渦流制動器：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，無法滿足低速(幾百rpm)情況下的大扭矩輸出。

　　那針對電動汽車電機(jī)試驗(yàn)這種情況，目前比較好的方案就是用高速異步電機(jī)的加載方案，用本身同樣恒功率范圍寬、峰值轉(zhuǎn)速高的電機(jī)作為加載負(fù)載。這種方案可以根據(jù)用戶的具體測試范圍，定制不同的測功機(jī)專用電機(jī)作為測試負(fù)載，保證機(jī)械負(fù)載的加載范圍覆蓋被測電機(jī)。

　　由此可見，傳統(tǒng)的測功機(jī)在電動汽車行業(yè)的應(yīng)用并不多，高速電機(jī)負(fù)載的電機(jī)測試系統(tǒng)的當(dāng)前行業(yè)最好的解決方案。

　　當(dāng)然，也不是所有電力測功機(jī)都適合做電動汽車電機(jī)測試系統(tǒng)的，有以下兩個(gè)點(diǎn)要注意：

　　1、 傳統(tǒng)的電力測功機(jī)是用普通變頻電機(jī)來做機(jī)械負(fù)載的，恒功率范圍也寬，但峰值轉(zhuǎn)速不高，一般只能到6000rpm，不滿足電動汽車行業(yè)的高速測試需要。

　　2、 很多用戶覺得只要用一個(gè)同樣高速的電機(jī)作為負(fù)載就可以滿足測試，就用和被試電機(jī)一樣的電機(jī)做對拖，覺得這樣可以省下一筆。但這種應(yīng)用方案同樣具備局限性。電動汽車電機(jī)目前多采用永磁同步電機(jī)，其本身輸出的轉(zhuǎn)矩波動較大，用來當(dāng)測試負(fù)載電機(jī)的話，無法提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩輸出，導(dǎo)致測試結(jié)果一致性底下。而專門的電動汽車測試系統(tǒng)所用的高速異步電機(jī)，其本身轉(zhuǎn)矩波動較小(主要是變頻器的電流波動引起，變頻器品質(zhì)好的話，相對于被測電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動來說是非常小的)，用于試驗(yàn)時(shí)就能保證測試結(jié)果的穩(wěn)定性，同時(shí)還能提供被測電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動波形。

　　致遠(yuǎn)電子針對電動汽車電驅(qū)部分的核心：逆變器和電機(jī)，基于MPT混合型電機(jī)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)出電動汽車電機(jī)試驗(yàn)平臺解決方案，采用高速異步電機(jī)及測功機(jī)專用高性能變頻器作為測試系統(tǒng)負(fù)載，為電動汽車電機(jī)及其逆變器的研發(fā)、生產(chǎn)提供專業(yè)化的測試系統(tǒng)。