動態電機功率的案例
立即在線訂閱 | 動態電機功率測量實現電動車的車載測試白皮書
動態電機功率測量實現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行比較、校準傳動系統以及驗證產品性能的方法。在新興的電動車市場中，電機和逆變器電力測量對于評估車輛的動力傳動系統越來越有必要。以往，由于速度在不斷變化，車輛狀態是動態、變化的，所以移動式電功率測量很難。但用于測試電機和驅動設備的HBM eDrive的獨特特性使移動式電力測量在真實環境中成為可能。這份資料將探討車載測試、電力測量方面的挑戰以及傳統功率分析儀的限制。
這份資料還將涵蓋eDrive如何實施動態功率測量，以及將基于周期的計算發布至CAN總線，以便與現有的DAQ系統相關聯。這份資料的結尾將提供一系列動態電力測量的示例，可使用eDrive在電動車中測試電機系統。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和驅動性能以及測試電機控制技巧。
主要內容：
為什么要在車上測量
測試移動功率和效率的獨特挑戰
是什么使得傳統解決方案變得不可能或不準確
實現更快的連續采樣
動態功率的重要性
信號相關性
動態功率測量示例
車輛加速、車輛動態情況
再生制動
動態控制示例
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展開 網絡課程 | 3月22日動態功率測量及快速效率Mapping分析
wx_fmt=png"></a></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">課程內容</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);">變頻驅動電機</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">的理想選擇，在傳統功率分析儀無法正常工作的動態負載變化期間，HBM功率分析儀可提供強大的功率計算和可靠結果。</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);">穩態</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">工況，也適用于</span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">動態</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">工況，適用于動態應用的</span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">開關頻率分析</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">正在申請專利。
展開 多大功率的電機需要降壓啟動？
先總結一下現有的答案：（沒說全的請大家補充）
1、電動機功率大于10kW；
2、電動機功率大于50kW；
3、電動機功率大于變壓器容量的20%；
4、經常啟動的電機，啟動時造成的電壓降大于10%；
5、偶爾啟動的電機，啟動時造成的電壓降大于15%。
還有好像是個經驗公式，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充一下。
對1、2兩項，似乎沒有根據，現實中上百、數百千瓦的電動機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備的正常工作。如果沒有其它設備，只有變壓器與電動機，那么電動機的功率可以接近變壓器的容量，考慮到功率因數、效率等因素，一般電動機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同時啟動。
現實中絕大多數的大電機啟動時，變壓器或多或少還有其它負荷，那么其它負荷的多少也是要考慮的因素之一。
電動機啟動時為什么會影響其它電氣設備工作呢？
因為籠形電動機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，電壓降達到一定值，其它電氣設備就有可能停止工作或引起故障。因此有規定頻繁啟動的電機，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%。
為什么會產生電壓降呢？
展開 高功率密度電機的熱仿真分析
作者：駱 苗，王洪武丨中國電子科技集團
摘 要：根據高功率密度電機裝置結構類型，結合高空環境特點，采用FloEFD軟件對某型號高空飛行器驅動電機的散熱情況進行仿真分析，確保電機組件在高空環境下的可靠運行。
高功率密度電機的熱量產生原因復雜，包括定子銅耗、定子鐵耗、轉子鐵耗、機械損耗等。發熱過度會導致磁鋼局部失磁、鐵心局部過熱等影響安全性的因素，因此必須進行熱仿真分析研究。通過FloEFD軟件對電機進行熱仿真分析，根據仿真結果優化電機結構，提高電機的散熱能力，避免局部過熱，這對延長電機壽命、提高電機可靠性、減輕冷卻系統壓力都有重要意義。
1 電機結構與熱仿真建模
永磁同步電機及其驅動組件系統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、氣壓及風力環境下均能保持良好的驅動控制能力。以某型號高空飛行器螺旋槳驅動電機為例，將電機與減速器實行一體化設計，以滿足電機高功率密度的要求，并且合理地設計電機的外形結構尺寸，確保電機在高空低溫低氣壓的條件下，具有良好的散熱能力。利用Inventor軟件進行電機3D建模，其結構如圖1所示，此結構為經FloEFD熱仿真軟件優化后的電機結構。
圖1 電機三維結構圖
本文采用三維熱仿真軟件FloEFD對電機散熱情況進行仿真分析，仿真參數按照電機處于高空環境中的額定運行狀態進行設定，通過分析比較仿真結果，對電機外殼散熱筋的結構尺寸進行調整，進而不斷優化電機組件的散熱能力。
展開 
網絡研討會答疑 | CLTC動態功率測量“避坑”指南
——“實時功率計算延遲能不能做到1ms？”
上個月我們舉辦的CLTC工況下動態功率的測量方法網絡研討會直播現場，提問區異常火爆。我們把最容易踩坑的幾個問題拎出來，請HBK技術大神逐一拆解。今天這份“課程筆記”直接公開，帶你復盤那些現場沒來得及抄下來的答案。
網絡研討會回顧
HBK CLTC工況下動態功率的測量方法
9月17日 14:00-15:00
點擊這里，即可查看-回放視頻&課程資料
Q：傳統測量方法和動態測量方法的差異
為了準確計算任何功率值，甚至只是準確的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先進的算法，它們可以被輕松檢測并顯示出來，實現動態功率得測量。
在所示的這個例子中，eDrive軟件已經檢測出了電流波形（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）。
傳統功率測量方法使用鎖相環（PLL），在信號動態變化時會遇到很多問題，比如動態時周期變化導致的基于平均的結果計算錯誤。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確的結果。
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更新一次數據。
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。我們推薦的十倍關系指的是采樣率至少為基頻的10倍，考慮到PWM脈寬調制信號，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/轉速和電壓電流沒有在一個時間軸上計算。
展開 高功率密度電機的熱仿真分析
作者：駱 苗，王洪武丨中國電子科技集團
摘 要：根據高功率密度電機裝置結構類型，結合高空環境特點，采用FloEFD軟件對某型號高空飛行器驅動電機的散熱情況進行仿真分析，確保電機組件在高空環境下的可靠運行。
高功率密度電機的熱量產生原因復雜，包括定子銅耗、定子鐵耗、轉子鐵耗、機械損耗等。發熱過度會導致磁鋼局部失磁、鐵心局部過熱等影響安全性的因素，因此必須進行熱仿真分析研究。通過FloEFD軟件對電機進行熱仿真分析，根據仿真結果優化電機結構，提高電機的散熱能力，避免局部過熱，這對延長電機壽命、提高電機可靠性、減輕冷卻系統壓力都有重要意義。
1 電機結構與熱仿真建模
永磁同步電機及其驅動組件系統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、氣壓及風力環境下均能保持良好的驅動控制能力。以某型號高空飛行器螺旋槳驅動電機為例，將電機與減速器實行一體化設計，以滿足電機高功率密度的要求，并且合理地設計電機的外形結構尺寸，確保電機在高空低溫低氣壓的條件下，具有良好的散熱能力。利用Inventor軟件進行電機3D建模，其結構如圖1所示，此結構為經FloEFD熱仿真軟件優化后的電機結構。
圖1 電機三維結構圖
本文采用三維熱仿真軟件FloEFD對電機散熱情況進行仿真分析，仿真參數按照電機處于高空環境中的額定運行狀態進行設定，通過分析比較仿真結果，對電機外殼散熱筋的結構尺寸進行調整，進而不斷優化電機組件的散熱能力。
展開 高功率密度電機的熱仿真分析
作者：駱 苗，王洪武丨中國電子科技集團
摘 要：根據高功率密度電機裝置結構類型，結合高空環境特點，采用FloEFD軟件對某型號高空飛行器驅動電機的散熱情況進行仿真分析，確保電機組件在高空環境下的可靠運行。
高功率密度電機的熱量產生原因復雜，包括定子銅耗、定子鐵耗、轉子鐵耗、機械損耗等。發熱過度會導致磁鋼局部失磁、鐵心局部過熱等影響安全性的因素，因此必須進行熱仿真分析研究。通過FloEFD軟件對電機進行熱仿真分析，根據仿真結果優化電機結構，提高電機的散熱能力，避免局部過熱，這對延長電機壽命、提高電機可靠性、減輕冷卻系統壓力都有重要意義。
1 電機結構與熱仿真建模
永磁同步電機及其驅動組件系統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、氣壓及風力環境下均能保持良好的驅動控制能力。以某型號高空飛行器螺旋槳驅動電機為例，將電機與減速器實行一體化設計，以滿足電機高功率密度的要求，并且合理地設計電機的外形結構尺寸，確保電機在高空低溫低氣壓的條件下，具有良好的散熱能力。利用Inventor軟件進行電機3D建模，其結構如圖1所示，此結構為經FloEFD熱仿真軟件優化后的電機結構。
圖1 電機三維結構圖
本文采用三維熱仿真軟件FloEFD對電機散熱情況進行仿真分析，仿真參數按照電機處于高空環境中的額定運行狀態進行設定，通過分析比較仿真結果，對電機外殼散熱筋的結構尺寸進行調整，進而不斷優化電機組件的散熱能力。
展開 網絡研討會 | 5月21日動態電功率測試技術
點擊這里，即可報名
會議內容
隨著電力電子技術及高速開關器件的進步，電動汽車、機器人等高動態應用對非穩態功率分析的需求日益顯著。傳統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），無法捕捉瞬態過程（如電機啟動、負載突變），且效率MAP圖測試耗時過長。本次講演將介紹兩種動態功率測量方案：
基于基頻周期數（周期時長可變）平均，利用DSP數字算法檢測信號周期，能精準捕捉頻率變化，實現高精度動態功率測量。
基于功率器件開關周期的動態電功率測試方法，實現瞬態功率實時追蹤，縮短測試時間，并支持非穩態能效分析。
這兩種方案在加速測試、效率MAP圖繪制及復雜工況測試中表現卓越，大幅縮短測試時間，提高效率。實際案例表明，HBK eDrive功率分析儀通過一體化測量鏈，同步采集電氣與機械信號，開放算法與實時計算能力，為汽車、航空、工業等領域提供高效、精準的測試解決方案，助力優化電驅動系統設計與研發。
會議時間
2025年5月21日（周三）14:00-15:00
會議對象
電驅動系統動力總成測試工程師， 新能源汽車系統測試工程師，電機電控標定工程師、電機電控測試工程師、電機電控研發及大專院校相關人員。
講師簡介
費用：免費
備注
會議將通過網絡進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
點擊這里，即可報名
https://app.ma.scrmtech.com/m/A/N?
展開 解析丨電機功率控制器
【免責聲明】文章為作者個人觀點
網絡研討會 | 9月17日HBK CLTC工況下動態功率的測量方法
n=3223-29237</div></div></a></figure></div><p><br></p><p class="ql-align-center"><br></p><p><strong>會議內容</strong></p><p>CLTC工況下進行功率測量要求真實還原車輛在中國道路中的能耗與性能表現。在CLTC循環中，工況切換頻繁，動態響應快，傳統儀器往往存在數據同步問題，動態測量不夠準確等問題。本次研討會將以CLTC工況下的功率效率測量為主題，從測量原理到測量方法，并且分享HBK在行業中的測量經驗。</p><ul><li>為什么CLTC工況下的功率效率包括能量的測量如此困難</li><li>如何實現準確的功率效率結果，即使在工況頻繁切換的情況下</li><li>HBK如何幫助客戶提供從測量到數據采集再到軟件分析的一整套測量方案</li></ul><p><br></p><p><strong>會議時間</strong></p><p>2025年9月17日（周三）14:00-15:00</p><p><br></p><p><strong>會議對象</strong></p><p>新能源汽車工程師、相關專業高校老師同學、設計咨詢服務商、汽車檢測認證機構，新能源汽車臺架供應商，電驅設計工程師，零部件測試工程師，下線檢測工程師等</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>講師簡介</strong></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddoj4gtTdyPBuKUiaTyhw9Ct4JltAsribibXUGayHCic5En7z6aY6CKr3hlJ2iaLf9v9ZGmxjAVW2VmyXJg/640?
展開 怎樣根據全廠電機總功率計算變壓器大小？
2、單臺電動機直接啟動場合降壓變壓器容量的選擇：
、四極或二極鼠籠電機拖動風機一般直接啟動，啟動電流為額定電流的六倍，當電網電壓下降15％時——注意已經超過了最大±10％的標準，則變壓器次級容量=√3*380* (1-15) ％Iq/1000*cosφ=1.732*323 Iq/850=0.66Iq,變壓器的平均功耗為7.5％，所以變壓器的容量=（1+0.075）*變壓器次級容量=1.075*0.66Iq=1.075*0.66*5～7電動機額定電流，當取近似值時，變壓器的容量≈8.5電動機額定功率。
3、數（N）臺相同電動機同時直接啟動場合降壓變壓器容量的選擇：
變壓器的容量=1.075*N*每臺電動機占用變壓器次級容量=N（1.075*0.66）Iq=0.71*N* Iq,通常可取Iq,=12電動機額定功率（KW數），于是變壓器的容量≈8.5*N*電動機額定功率。按此原理，數臺電動機功率不同時，可以分別計算，然后相加；不同時啟動時，按同時啟動電動機計算，再加上正常運行的電動機，求得兩類電動機所占用變壓器次級容量，再計算出變壓器的容量。
4、單臺電動機采用變頻器啟動場合降壓變壓器容量的選擇：
與2項相比只是啟動電流控制在額定電流的2倍，于是變壓器的容量=（1+0.075）*變壓器次級容量=1.075*0.66Iq=2.838電動機額定功率，即變壓器的容量≈2.8電動機額定功率。
5、數（N）臺相同電動機采用變頻器同時啟動場合降壓變壓器容量的選擇：
變壓器的容量≈2.8N單臺電動機額定功率。按此原理，數臺電動機功率不同時，可以分別計算，然后相加。
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大功率永磁同步電機溫升研究
近年來，國內外大力發展新能源汽車，永磁同步電機因具有功率密度高、體積小、重量輕、效率高等優點而得到廣泛運用。隨著整車對動力性能的要求越來越高，電機的功率需求也越來越高，高熱負荷下的溫升性能也成為挑戰，準確、快速計算大功率電機峰值工況下溫升（下文簡稱峰值溫升）對電機設計研發意義重大。
國內外學者對電機溫升進行了大量研究，主要方法有數值計算法、等效熱網絡法、有限元法等，以上研究大多聚焦于穩態工況，而對汽車用大功率電機峰值工況運行的溫升研究還相對較少。
本文以一臺200kW純電動汽車用驅動電機為例，選取整車四驅百公里加速需求3s內的峰值扭矩運行工況，考慮整車存在重復多次加減速需求，電機峰值扭矩運行需求20s，采用數值計算和仿真分析分別求解得到電機峰值運行溫升時間，并對數值計算模型進行修正，最后通過實驗驗證了求解模型的準確性。
1、電機基本參數
本文研究對象為一臺峰值功率為200kW的車用永磁同步電機，散熱方式采用液冷，在420V電壓、620Arms電流下，電機的基本參數如表1所示。
2、峰值溫升數值計算與分析
電機峰值大電流、大扭矩運行工況，特別是高功率密度電機，其主要發熱來自繞組銅耗和鐵芯損耗，且因繞組與鐵芯之間存在導熱系數低的絕緣紙、絕緣漆及空氣等導致繞組熱量短時無法散失而使繞組溫度快速上升，而鐵芯因與殼體接觸而熱量散失較快。假設電機繞組發出的熱量全部被自身吸收，即有：
式中：t為峰值運行時間，PCu為銅損，Cp為繞組比熱容，M為繞組質量，T為電機某時刻溫度，T0為電機繞組初始時刻溫度。
本文電機繞組形式為Y型連接，繞組銅損為：
式中：m為繞組相數，I為相電流，R為相電阻，R0為電機繞組初始相電阻，α為Cu的電阻溫度系數。
展開 電機測試 | 扭矩波動對效率功率結果的影響
究其原因在于，電機產生的扭矩波動會通過動力總成支架和懸架傳遞至車身。這些動態作用力輸入至車身后會引起噪聲、振動和抖動（低頻振動），這些問題都會被車內乘客所感知。為了將車輛與扭矩波動隔離，電機應在設計層面盡可能減少扭矩波動造成的影響，同時在設計電動機安裝策略和襯套速率時考慮扭矩波動問題。動態作用力演變為NVH問題的程度取決于車身的承載結構和空中靈敏度?分別對應為P/F和P/Q傳遞函數。</p><p><br></p><h2><strong>NVH 案例研究1</strong></h2><p><strong>模擬相同車輛使用不同電動機的情況</strong></p><p>利用先進的仿真工具可以量化扭矩波動對類似車體結構上接收器位置的影響。借助混合CAE-測試模型可以模擬扭矩波動引起的噪聲特性。該混合模型包含由此前在CAE中計算的安裝力和源強度以及測得的測試數據 - 用于在VI級NVH駕駛模擬器中創建可駕駛NVH模型。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddrwJJQTERO0DIDX8zEYMaic5a94iah8pruFF7kbMh4z9WgcbDPjHGtGJ9t9ITfibFnr5pp7uaLZ7oiaSg/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><em>圖7 通過將計算得出的聲源強度與測量車體靈敏度相結合生成NVH仿真模型</em></p><p><br></p><p>如圖7所示，通過計算開關磁阻電機和感應電機的強制函數（聲源強度Q和振動力F）并結合測量的車身靈敏度P/F和P/Q，可以對電機在車內乘員位置上產生的噪聲量進行建模。
展開 免費網絡課程 | 11月26日復雜電驅動系統動態實時功率測試
培訓內容
對于由各種不同組件組成的復雜混合動力系統，功率測量存在很多的挑戰，例如包括多電機、變速箱、逆變器、電池和內燃機等部件的復雜混合驅動系統。同時，還需要獲取并存儲溫度和振動其他重要信號。
所有功率測量不僅需要能夠在穩態工況點進行并從而完成電機效率Map圖，而且還需要能夠在高動態變化的負載條件下進行，例如按照WLTP工況標準進行測試。
本次培訓介紹了解決這些挑戰的解決方案：模塊化的動態功率分析儀。
培訓時長：
1小時
培訓時間
11月26日（周二）上午10:00-11:00AM
主講講師簡介
李勇，2010加入HBM公司。
現擔任HBK公司業務拓展經理。
展開 PPT下載+視頻回看 | 網絡課程：復雜電驅動系統動態實時功率測試
上周，HBM舉辦了網絡課程【復雜電驅動系統動態實時功率測試】，為大家詳細講解了各種不同組件組成的復雜混合動力系統進行功率測量面臨的挑戰，以及針這些挑戰的解決方案。
培訓視頻預覽
課程PPT & 參考論文
獲取方式：如果您需要上述 培訓視頻 & 課程PPT & 參考論文，請點擊填寫相關信息，我們會在收到回執后的3個工作日內，發送下載鏈接給您。
注：已報名該培訓課程直播的用戶，無須再填寫信息。
（活動截止至12月25日）
微信
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郵箱：hbmchina@hbm.com.cn
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