動態(tài)電機(jī)功率
關(guān)注創(chuàng)建者：HBK測試與測量 創(chuàng)建時間：2020-12-09
動態(tài)電機(jī)功率的視頻教程
電機(jī)測試——電功率、機(jī)械功率測量、安全可靠的光纖測溫方案
電機(jī)是新能源車三大核心部件之一，相關(guān)測試包括車載性能測試和高壓環(huán)境性下的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計與驗證測試。除了同樣需要關(guān)注高電壓隔離的測試之外，還需要更多關(guān)注機(jī)械功率的測量
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動態(tài)電功率測試技術(shù)
隨著電力電子技術(shù)及高速開關(guān)器件的進(jìn)步，電動汽車、機(jī)器人等高動態(tài)應(yīng)用對非穩(wěn)態(tài)功率分析的需求日益顯著。傳統(tǒng)功率測試方法基于基頻周期的固定時長平均，存在高延遲（需等待完整周期完成），無法捕捉瞬態(tài)過程（如電機(jī)啟動、負(fù)載突變），且效率MAP圖測試耗時過長。 本次講演將介紹兩種動態(tài)功率測量方案： 1.
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復(fù)雜電驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)實時功率測試
所有功率測量不僅需要能夠在穩(wěn)態(tài)工況點進(jìn)行并從而完成電機(jī)效率Map圖，而且還需要能夠在高動態(tài)變化的負(fù)載條件下進(jìn)行，例如按照WLTP工況標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。 本次培訓(xùn)介紹了解決這些挑戰(zhàn)的解決方案：模塊化的動態(tài)功率分析儀。
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動態(tài)電機(jī)功率的實例教程
動態(tài)電機(jī)功率測量實現(xiàn)電動車的車載測試車載測試為工程師提供一種與競爭車型進(jìn)行比較、校準(zhǔn)傳動系統(tǒng)以及驗證產(chǎn)品性能的方法。在新興的電動車市場中，電機(jī)和逆變器電力測量對于評估車輛的動力傳動系統(tǒng)越來越有必要。以往，由于速度在不斷變化，車輛狀態(tài)是動態(tài)、變化的，所以移動式電功率測量很難。但用于測試電機(jī)和驅(qū)動設(shè)備的HBM eDrive的獨特特性使移動式電力測量在真實環(huán)境中成為可能。這份資料將探討車載測試、電力測量方面的挑戰(zhàn)以及傳統(tǒng)功率分析儀的限制。
這份資料還將涵蓋eDrive如何實施動態(tài)功率測量，以及將基于周期的計算發(fā)布至CAN總線，以便與現(xiàn)有的DAQ系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。這份資料的結(jié)尾將提供一系列動態(tài)電力測量的示例，可使用eDrive在電動車中測試電機(jī)系統(tǒng)。這些測量值展示了如何在車輛加速和減速、滑行和其他情況下評估電機(jī)和驅(qū)動性能以及測試電機(jī)控制技巧。
主要內(nèi)容：
為什么要在車上測量
測試移動功率和效率的獨特挑戰(zhàn)
是什么使得傳統(tǒng)解決方案變得不可能或不準(zhǔn)確
實現(xiàn)更快的連續(xù)采樣
動態(tài)功率的重要性
信號相關(guān)性
動態(tài)功率測量示例
車輛加速、車輛動態(tài)情況
再生制動
動態(tài)控制示例
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展開 wx_fmt=png"></a></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">課程內(nèi)容</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">HBM eDrive解決方案是測量</span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">變頻驅(qū)動電機(jī)</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">的理想選擇，在傳統(tǒng)功率分析儀無法正常工作的動態(tài)負(fù)載變化期間，HBM功率分析儀可提供強(qiáng)大的功率計算和可靠結(jié)果。</span> </p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">HBM功率分析儀可用于計算功率、有效值、cos?、效率或自定義公式等。不僅適用于</span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">穩(wěn)態(tài)</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">工況，也適用于</span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">動態(tài)</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">工況，適用于動態(tài)應(yīng)用的</span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">開關(guān)頻率分析</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">正在申請專利。
展開 先總結(jié)一下現(xiàn)有的答案：（沒說全的請大家補(bǔ)充）
1、電動機(jī)功率大于10kW；
2、電動機(jī)功率大于50kW；
3、電動機(jī)功率大于變壓器容量的20%；
4、經(jīng)常啟動的電機(jī)，啟動時造成的電壓降大于10%；
5、偶爾啟動的電機(jī)，啟動時造成的電壓降大于15%。
還有好像是個經(jīng)驗公式，通過代入公式計算后來確定是否降壓啟動，望知道該公式的朋友補(bǔ)充一下。
對1、2兩項，似乎沒有根據(jù)，現(xiàn)實中上百、數(shù)百千瓦的電動機(jī)都有全壓直接啟動的。
對3項，變壓器是空載嗎？
對4、5項，實際當(dāng)中又如何掌控？難道是實際測量嗎？
實際上采用降壓啟動的主要目的，就是避免影響其它設(shè)備的正常工作。如果沒有其它設(shè)備，只有變壓器與電動機(jī)，那么電動機(jī)的功率可以接近變壓器的容量，考慮到功率因數(shù)、效率等因素，一般電動機(jī)功率為變壓器容量的80%，都可以直接啟動，或者變壓器與電動機(jī)同時啟動。
現(xiàn)實中絕大多數(shù)的大電機(jī)啟動時，變壓器或多或少還有其它負(fù)荷，那么其它負(fù)荷的多少也是要考慮的因素之一。
電動機(jī)啟動時為什么會影響其它電氣設(shè)備工作呢？
因為籠形電動機(jī)的啟動電流是其額定電流的5-7倍，大電流會引起大的電壓降，電壓降達(dá)到一定值，其它電氣設(shè)備就有可能停止工作或引起故障。因此有規(guī)定頻繁啟動的電機(jī)，造成的電壓降不能超過10%，不頻繁啟動造成的電壓降不超15%。
為什么會產(chǎn)生電壓降呢？
展開 作者：駱 苗，王洪武丨中國電子科技集團(tuán)
摘 要：根據(jù)高功率密度電機(jī)裝置結(jié)構(gòu)類型，結(jié)合高空環(huán)境特點，采用FloEFD軟件對某型號高空飛行器驅(qū)動電機(jī)的散熱情況進(jìn)行仿真分析，確保電機(jī)組件在高空環(huán)境下的可靠運行。
高功率密度電機(jī)的熱量產(chǎn)生原因復(fù)雜，包括定子銅耗、定子鐵耗、轉(zhuǎn)子鐵耗、機(jī)械損耗等。發(fā)熱過度會導(dǎo)致磁鋼局部失磁、鐵心局部過熱等影響安全性的因素，因此必須進(jìn)行熱仿真分析研究。通過FloEFD軟件對電機(jī)進(jìn)行熱仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)，提高電機(jī)的散熱能力，避免局部過熱，這對延長電機(jī)壽命、提高電機(jī)可靠性、減輕冷卻系統(tǒng)壓力都有重要意義。
1 電機(jī)結(jié)構(gòu)與熱仿真建模
永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動組件系統(tǒng)作為高空飛行器的主要動力元件，必須使飛行器在不同溫度、氣壓及風(fēng)力環(huán)境下均能保持良好的驅(qū)動控制能力。以某型號高空飛行器螺旋槳驅(qū)動電機(jī)為例，將電機(jī)與減速器實行一體化設(shè)計，以滿足電機(jī)高功率密度的要求，并且合理地設(shè)計電機(jī)的外形結(jié)構(gòu)尺寸，確保電機(jī)在高空低溫低氣壓的條件下，具有良好的散熱能力。利用Inventor軟件進(jìn)行電機(jī)3D建模，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，此結(jié)構(gòu)為經(jīng)FloEFD熱仿真軟件優(yōu)化后的電機(jī)結(jié)構(gòu)。
圖1 電機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖
本文采用三維熱仿真軟件FloEFD對電機(jī)散熱情況進(jìn)行仿真分析，仿真參數(shù)按照電機(jī)處于高空環(huán)境中的額定運行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定，通過分析比較仿真結(jié)果，對電機(jī)外殼散熱筋的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而不斷優(yōu)化電機(jī)組件的散熱能力。
展開 ——“實時功率計算延遲能不能做到1ms？”
上個月我們舉辦的CLTC工況下動態(tài)功率的測量方法網(wǎng)絡(luò)研討會直播現(xiàn)場，提問區(qū)異常火爆。我們把最容易踩坑的幾個問題拎出來，請HBK技術(shù)大神逐一拆解。今天這份“課程筆記”直接公開，帶你復(fù)盤那些現(xiàn)場沒來得及抄下來的答案。
網(wǎng)絡(luò)研討會回顧
HBK CLTC工況下動態(tài)功率的測量方法
9月17日 14:00-15:00
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Q：傳統(tǒng)測量方法和動態(tài)測量方法的差異
為了準(zhǔn)確計算任何功率值，甚至只是準(zhǔn)確的RMS值，我們需要識別周期，這在處理像電流電壓這樣的模擬量信號時可能很難做到。然而，eDrive先進(jìn)的算法，它們可以被輕松檢測并顯示出來，實現(xiàn)動態(tài)功率得測量。
在所示的這個例子中，eDrive軟件已經(jīng)檢測出了電流波形（紅色）中的所有周期，并以視覺驗證為目的，將檢測到的周期顯示出來（黑色方波）。
傳統(tǒng)功率測量方法使用鎖相環(huán)（PLL），在信號動態(tài)變化時會遇到很多問題，比如動態(tài)時周期變化導(dǎo)致的基于平均的結(jié)果計算錯誤。在我們的方法中，即使某個半周期存在微小誤差，下一個周期也會存在同等誤差（但符號相反），因此可以通過對多個周期取平均來獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。
Q：測試過程中的測試延遲，有什么解決方式么？-采樣率不夠或者說是功率分析儀的更新率不夠，一般只有10ms更新一次數(shù)據(jù)。
采樣率的選擇是基于測量信號的基頻，通常在計算功率使用的基頻為交流電壓或電流的基頻。我們推薦的十倍關(guān)系指的是采樣率至少為基頻的10倍，考慮到PWM脈寬調(diào)制信號，通常頻率在20kHz，所以1M-2M的采樣率足夠了，市面上大部分的功率分析儀都能夠覆蓋。然而，測試延遲有幾種可能性：
1.物理量的測量和電氣量的測量不在同平臺
這會造成扭矩/轉(zhuǎn)速和電壓電流沒有在一個時間軸上計算。
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動態(tài)電機(jī)功率的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
動態(tài)電機(jī)功率的最新內(nèi)容
K1-單擊按鍵正轉(zhuǎn)，可設(shè)定旋轉(zhuǎn)長度
K2-單擊實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)自動延遲1秒循環(huán)切換
K3-單擊按鍵反轉(zhuǎn)，可設(shè)定旋轉(zhuǎn)長度
K4-主板開關(guān)
K1-K2-K3之間可以通過按鍵任意切換
本人可需要以上幾個功能，不知道那位大佬給推薦個相關(guān)的主板模塊
——“采樣率到底設(shè)多高才夠？”
——“扭矩數(shù)據(jù)突然跳變怎么辦？”
——“實時功率計算延遲能不能做到1ms？”
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HBK CLTC工況下動態(tài)功率的測量方法
<div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-link" data-title="點擊這里，即可報名" data-link="https://app.ma.scrmtech.com/m/A/N?n=3223-29237" data-regular="true"><a href="https://app.ma.scrmtech.com
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會議內(nèi)容
隨著電力電子技術(shù)及高速開關(guān)器件的進(jìn)步，電動汽車、機(jī)器人等高動態(tài)應(yīng)用對非穩(wěn)態(tài)功率分析的需求日益顯著。傳統(tǒng)功率測試方法基于基頻周期的固定時長平均，存在高延遲（需等待完整周期完成），無法捕捉瞬態(tài)過程（如電機(jī)啟動、負(fù)載突變），且效率MAP圖測試耗時過長。本次講演將介紹兩種動態(tài)功率測量方案：
基于基頻周期數(shù)（周期時長可變
基于matlab的交流電機(jī)動態(tài)方程，用于交流電機(jī)動態(tài)分析。輸入電機(jī)的額定功率(kW)、電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(r/min)、轉(zhuǎn)子外徑(m)、鐵心長(m)轉(zhuǎn)子槽數(shù)、電機(jī)極對數(shù) 等參數(shù)，輸出轉(zhuǎn)速變化、力矩變化等結(jié)果。程序已調(diào)通，可直接運行。
<h2><strong>電動機(jī)結(jié)構(gòu) - 扭矩波動來源</strong></h2><p>電機(jī)系統(tǒng)的特性會影響扭矩波動，其中包括電機(jī)的相數(shù)、電機(jī)的激勵頻率以及電機(jī)繞組的結(jié)構(gòu)。在這些特性的綜合作用下會形成切向力，繼而產(chǎn)生扭矩波動和徑向力，引發(fā)定子噪聲。</p><p><br></p><p>電機(jī)的基礎(chǔ)激勵頻率有多種定義（包括扭矩和徑向力）。以下是常用等式：</p><p class="ql-align-center
<p><a href="https://app.ma.scrmtech.com/meetings-api/sapIndex/SapSourceData?pf_uid=17793_1784&sid=74171&source=2&pf_type=3&channel_id=7571&channel_name=%E6%8A%80%E6%9C%AF%E9%82%BB&
電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：
使機(jī)械元件轉(zhuǎn)動的力矩稱為轉(zhuǎn)動力矩，簡稱轉(zhuǎn)矩。機(jī)械元件在轉(zhuǎn)矩作用下都會產(chǎn)生一定程度的扭轉(zhuǎn)變形，故轉(zhuǎn)矩有時又稱為扭矩。
轉(zhuǎn)矩與功率及轉(zhuǎn)速的關(guān)系：
轉(zhuǎn)矩(T)=9550*功率(P)/轉(zhuǎn)速(n)
即:T=9550P/n—公式【1】
由此可推導(dǎo)出：
轉(zhuǎn)矩=9550*功率/轉(zhuǎn)速
功率=轉(zhuǎn)速*轉(zhuǎn)矩/9550，即：
P=Tn/9550——公式【2
對380V、3相籠形電動機(jī)這是個老問題，似乎幾十年前就有答案，但幾乎又是新問題，現(xiàn)在的大多數(shù)答案都經(jīng)不起問個為什么？或者實際當(dāng)中沒有可操作性。
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