專利名稱：一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺，屬于汽車電機(jī)系統(tǒng)測試裝置范圍。
背景技術(shù)：
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(fā)電機(jī)和直流起動機(jī)，存在著發(fā)動機(jī)起動慢、發(fā)電效率低、油耗和尾氣排放較高等問題。為有效實現(xiàn)汽車的節(jié)能減排，起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)近期受到關(guān)注。該技術(shù)方案將發(fā)動機(jī)上原來彼此獨立的起動機(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計，通過皮帶與發(fā)動機(jī)曲軸 連接，發(fā)動機(jī)起動時電機(jī)系統(tǒng)電動運彳丁，將曲軸快速拖至點火轉(zhuǎn)速，發(fā)動機(jī)起動后電機(jī)系統(tǒng)發(fā)電運行以供給車載用電設(shè)備，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的快速起停過程。起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)的性能測試是產(chǎn)品研發(fā)的重要環(huán)節(jié)。由于起動/發(fā)電一體化電機(jī)分時工作于電動和發(fā)電狀態(tài)，因此，其系統(tǒng)性能測試應(yīng)包括如下幾個方面內(nèi)容I)低速電動性能；2)寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的發(fā)電性能；3)電動到發(fā)電過程的轉(zhuǎn)換性能。常規(guī)的電機(jī)系統(tǒng)測試臺架通常僅能完成電動或發(fā)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(nèi)容本實用新型提供了一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺，基于該平臺易于實現(xiàn)一體化電機(jī)系統(tǒng)的低速電動性能測試和寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的發(fā)電性能測試，同時又能夠?qū)崿F(xiàn)電動到發(fā)電轉(zhuǎn)換過程的性能測試。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本實用新型一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺，含有一體化電機(jī)、一體化電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機(jī)、高速交流電機(jī)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(guān)系是一體化電機(jī)控制器分別與一體化電機(jī)的三相繞組和儲能部件連接，高速交流電機(jī)變流器分別與高速交流電機(jī)的三相繞組及三相交流電網(wǎng)連接。一體化電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器與高速交流電機(jī)的輸出、輸入軸用法蘭盤依次進(jìn)行同軸機(jī)械連接。測試平臺控制器分別與一體化電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機(jī)變流器連接。該一體化電機(jī)是交流電機(jī)，可分時工作于電動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài)；該一體化電機(jī)控制器是由全控型電力電子器件構(gòu)成的電能轉(zhuǎn)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?yōu)榻涣麟姽┙o一體化電機(jī)，也可將一體化電機(jī)發(fā)出的交流電整流為直流電供給儲能部件；該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測一體化電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，其最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)大于 12000r/min ；該磁粉制動器是兩側(cè)輸出軸結(jié)構(gòu)，用于為一體化電機(jī)提供負(fù)載轉(zhuǎn)矩，其最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到3000r/min ；該高速交流電機(jī)是異步電機(jī)或同步電機(jī),其最高轉(zhuǎn)速應(yīng)大于12000r/min,用于拖動一體化電機(jī)發(fā)電運行；該高速交流電機(jī)變流器是高速交流電機(jī)的控制裝置，其輸入端與三相交流電網(wǎng)連接，輸出端與高速交流電機(jī)連接，可將來自交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化為可控頻率的交流供給高速交流電機(jī)以控制其轉(zhuǎn)速，變流器的輸出頻率應(yīng)滿足高速交流電機(jī)的最高轉(zhuǎn)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(jī)和一體化電機(jī)控制器提供電能，也能存儲一體化電機(jī)發(fā)出的電能； 該測試平臺控制器是以計算機(jī)或微處理器為核心，具有模擬、數(shù)字輸入信號處理及通訊功能，并能輸出可控電流的監(jiān)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(fù)載轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速。測試平臺控制器向變流器和一體化電機(jī)控制器發(fā)出運行狀態(tài)指令，同時，高速交流電機(jī)變流器和一體化電機(jī)控制器的運行狀態(tài)信息也發(fā)送回測試平臺控制器。進(jìn)行一體化電機(jī)系統(tǒng)性能測試時，測試平臺控制器分別發(fā)出指令給一體化電機(jī)控制器和高速交流電機(jī)變流器，同時接收分別來自一體化電機(jī)控制器、高速交流電機(jī)變流器以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的相關(guān)信息。進(jìn)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(jī)工作于電動狀態(tài)，對應(yīng)于汽車發(fā)動機(jī)的起動過程。進(jìn)行由電動到發(fā)電過程轉(zhuǎn)換性能測試時，在電機(jī)低速電動性能測試達(dá)到設(shè)定的最高轉(zhuǎn)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(jī)工作于電動向發(fā)電轉(zhuǎn)換狀態(tài)，高速交流電機(jī)工作于電動狀態(tài)。進(jìn)行寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的發(fā)電性能測試時，將磁粉制動器撤除，高速交流電機(jī)與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的輸出側(cè)軸直接通過法蘭盤連接。此時，一體化電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，高速交流電機(jī)工作于電動狀態(tài)。本實用新型的有益效果在于，根據(jù)汽車用起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)的測試要求，能夠便捷地實現(xiàn)一體化電機(jī)系統(tǒng)的低速電動性能測試、寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的發(fā)電性能測試以及電動到發(fā)電轉(zhuǎn)換過程的性能測試，有利于快速準(zhǔn)確地獲得一體化電機(jī)系統(tǒng)的性能、力口速產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程、促進(jìn)汽車的節(jié)能減排。

圖I是汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺結(jié)構(gòu)圖圖中符號說明如下I 一體化電機(jī)；2轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；3磁粉制動器；4高速交流電機(jī)；5高速交流電機(jī)變流器；6 —體化電機(jī)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(jié)合圖I對本實用新型作進(jìn)一步說明[0024]本實用新型一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺,包括有一體化電機(jī)I、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2、磁粉制動器3、高速交流電機(jī)4、高速交流電機(jī)變流器5、一體化電機(jī)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(jī)I的三相繞組與一體化電機(jī)控制器6的輸入端通過導(dǎo)線連接,一體化電機(jī)控制器6的輸出端與儲能部件8通過導(dǎo)線連接，電能可在三者間雙向傳輸。當(dāng)一體化電機(jī)I工作在電動狀態(tài)時，電能由儲能部件8經(jīng)一體化電機(jī)控制器6流向一體化電機(jī)I ;當(dāng)一體化電機(jī)I工作在發(fā)電狀態(tài)時，電能流向相反。一體化電機(jī)I的輸出軸與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2的輸入側(cè)軸用法蘭盤進(jìn)行同軸機(jī)械連接，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2的輸出側(cè)軸與磁粉制動器3的輸入側(cè)軸用法蘭盤進(jìn)行同軸機(jī)械連接，磁粉制動器3的輸出側(cè)軸與高速交流電機(jī)4的軸用法蘭盤進(jìn)行同軸機(jī)械連接。高速交流電機(jī)4的三相繞組與高速交流電機(jī)變流器5的輸入端通過導(dǎo)線連接，高速交流電機(jī)變流器5的輸出端直接與三相交流電網(wǎng)連接。高速交流電機(jī)4工作在電動狀態(tài)， 電能由三相交流電網(wǎng)經(jīng)高速交流電機(jī)變流器5流向高速交流電機(jī)4。該一體化電機(jī)I是交流電機(jī)，可分時工作于電動狀態(tài)或發(fā)電狀態(tài)；該一體化電機(jī)控制器6是由全控型電力電子器件構(gòu)成的電能轉(zhuǎn)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?yōu)榻涣麟姽┙o一體化電機(jī)1，也可將一體化電機(jī)I發(fā)出的交流電整流為直流電供給儲能部件8 ;該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2用于檢測一體化電機(jī)I軸上的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，其最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)大于 12000r/min ；該磁粉制動器3是兩側(cè)輸出軸結(jié)構(gòu)，用于為一體化電機(jī)I提供負(fù)載轉(zhuǎn)矩，其最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到3000r/min ；該高速交流電機(jī)4是異步電機(jī)或同步電機(jī),其最高轉(zhuǎn)速應(yīng)大于12000r/min,用于拖動一體化電機(jī)I發(fā)電運行；該高速交流電機(jī)變流器5是高速交流電機(jī)4的控制裝置，其輸入端與三相交流電網(wǎng)連接，輸出端與高速交流電機(jī)4連接，可將來自交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化為可控頻率的交流供給高速交流電機(jī)4以控制其轉(zhuǎn)速，變流器5的輸出頻率應(yīng)滿足高速交流電機(jī)4的最高轉(zhuǎn)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(jī)I和一體化電機(jī)控制器6提供電能，也能存儲一體化電機(jī)I發(fā)出的電能；該測試平臺控制器7是以計算機(jī)或微處理器為核心，具有模擬、數(shù)字輸入信號處理及通訊功能，并能輸出可控電流的監(jiān)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(fù)載轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速。測試平臺控制器7向高速交流電機(jī)變流器5和一體化電機(jī)控制器6發(fā)出運行狀態(tài)指令，同時，高速交流電機(jī)變流器5和一體化電機(jī)控制器6的運行狀態(tài)信息也發(fā)送回測試平臺控制器7。進(jìn)行一體化電機(jī)I的低速電動性能測試時，測試平臺控制器7分別發(fā)出指令給一體化電機(jī)控制器6和高速交流電機(jī)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(jī)控制器6、高速交流電機(jī)變流器5以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2的相關(guān)信息。此時，一體化電機(jī)I工作于電動狀態(tài)，對應(yīng)于汽車發(fā)動機(jī)的起動過程。[0037]進(jìn)行一體化電機(jī)I由電動到發(fā)電過程轉(zhuǎn)換性能測試時，在上述電動性能測試電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的最高轉(zhuǎn)速后，測試平臺控制器7分別發(fā)出指令給一體化電機(jī)控制器6和高速交流電機(jī)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(jī)控制器6、高速交流電機(jī)變流器5以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2的相關(guān)信息。此時，一體化電機(jī)控制器6控制一體化電機(jī)工作于電動向發(fā)電轉(zhuǎn)換狀態(tài)，高速交流電機(jī)變流器5控制高速交流電機(jī)4工作于電動狀態(tài)。進(jìn)行寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的發(fā)電性能測試時，將磁粉制動器3撤除，高速交流電機(jī)4與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2的輸出側(cè)軸通過法蘭盤連接。測試平臺控制器7分別發(fā)出指令給一體化電機(jī)控制器6和高速交流電機(jī)變流器5，同時接收分別來自一體化電機(jī)控制器6、高速交流電機(jī)變流器5以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器2的相關(guān)信息。此時，一體化電機(jī)控制器6控制一體化電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，高速交流電機(jī)變流器5控制高速交流電機(jī)4工作于電動狀態(tài) 。
權(quán)利要求11.一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺，其特征在于它含有一體化電機(jī)、一體化電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機(jī)、高速交流電機(jī)變流器、測試平臺控制器和儲能部件；一體化電機(jī)控制器分別與一體化電機(jī)的三相繞組和儲能部件連接，高速交流電機(jī)變流器分別與高速交流電機(jī)的三相繞組及三相交流電網(wǎng)連接；一體化電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器與高速交流電機(jī)的輸出、輸入軸用法蘭盤依次進(jìn)行同軸機(jī)械連接，測試平臺控制器分別與一體化電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器和高速交流電機(jī)變流器連接； 該一體化電機(jī)是交流電機(jī)； 該一體化電機(jī)控制器是由全控型電力電子器件構(gòu)成的電能轉(zhuǎn)換及傳輸裝置； 該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，其最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)大于12000r/min ； 該磁粉制動器是兩側(cè)輸出軸結(jié)構(gòu)，其最高工作轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到3000r/min ； 該高速交流電機(jī)是異步電機(jī)或同步電機(jī)，其最高轉(zhuǎn)速大于12000r/min ； 該高速交流電機(jī)變流器，其輸入端與三相交流電網(wǎng)連接，輸出端與高速交流電機(jī)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(jī)或微處理器為核心，是具有模擬、數(shù)字輸入信號處理及通訊功能，并能輸出可控電流的監(jiān)控裝置。
專利摘要一種汽車起動/發(fā)電一體化電機(jī)系統(tǒng)測試平臺，它含有一體化電機(jī)、一體化電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器、高速交流電機(jī)、高速交流電機(jī)變流器、測試平臺控制器和儲能部件；一體化電機(jī)控制器分別與一體化電機(jī)的三相繞組和儲能部件連接，高速交流電機(jī)變流器分別與高速交流電機(jī)的三相繞組及三相交流電網(wǎng)連接；一體化電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器與高速交流電機(jī)的輸出、輸入軸用法蘭盤依次進(jìn)行同軸機(jī)械連接，測試平臺控制器分別與一體化電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、磁粉制動器和高速交流電機(jī)變流器連接。本實用新型在車用控制裝置范圍內(nèi)具有較好的實用價值和良好的應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者才豐, 于波 申請人:北京巨磁源電機(jī)有限公司