CN105911397A - 一种用于电磁兼容测试的电机加载系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，包括加载装置、被测电机、传动装置、第一光电转换模块、第二光电转换模块以及控制装置；采用本发明所提供的加载系统进行电磁兼容测试时，所述加载装置可置于电波暗室内，无需对电波暗室进行改造，加载装置与被测电机距离近，轴心对准难度低，系统采用光电隔离的方式传输电波暗室内外的控制信号，有效的减少了干扰信号的引入；因此，使用本发明所提供电机加载系统进行电磁兼容测试，能够极大的降低实验成本，提高实验效率，减少系统的构建难度。

Description

一种用于电磁兼容测试的电机加载系统

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试领域，特别涉及用于电磁兼容测试的电机加载系统。

背景技术

对新能源汽车开展电磁兼容性(EMC)试验是确保车辆安全、可靠运行的基本保障，也是新能源汽车产品研发、检测认证和产业化发展的关键所在。汽车中广泛采用的计算机管理和电子控制系统必须符合汽车电子电磁兼容包括干扰测试(EMI)和抗扰度测试(EMS)的辐射及传导的测量要求。目前我国对传统汽车整车有相关的EMC检测试验技术方法标准，相应的检测试验能力也在逐步完善，但对新能源汽车，特别对其电机、电控等关键部件的EMC试验，还处于起步研发阶段。

根据电机产品的设计原理可知，其输出端有无负载对其电磁兼容的性能影响较大，通常情况下，电机在带载状态时产生的干扰要比不带载状态时产生的干扰要大。在电磁兼容测试中，当被测样品是电机时，考虑到体积、机械安装等问题，通常很难将样品的实际负载放置于测试环境当中，而对样品加载时，需要施加一个稳定的扭矩，这时需要有一种装置对其进行实现。由于电磁兼容测试中的被测样品都是电子电气产品或部件，因此测试中使用到的辅助装置如果也是需要电力驱动的，那么就要求该辅助装置产生的骚扰要比被测样品的骚扰低，而且抵抗骚扰的能力要比被测样品的强，否则一旦出现不满足标准的情况，很难区分是由于样品的品质不合格造成的，还是辅助装置的品质不良造成的。

目前在电磁兼容测试中采用的一种电机加载方案是，在电波暗室其中一侧壁上打一孔，传动轴穿过壁孔，传动轴的两端分别与置于电波暗室内的被测电机以及置于电波暗室外的加载电机相连，实验人员通过控制暗室外的加载电机为被测电机提供不同的扭矩。这种方案存在以下问题，其一需要对暗室进行改造，要对暗室一个侧壁进行打孔，这大大增加了暗室的建造成本；其二，由于电磁屏蔽测试的要求，传动轴一般采用的是非金属软轴，考虑到被测电机在实验时回高速运转，因此要求被测电机与加载电机的轴心必须精确对准，由于被测电机与加载装置分别位于电波暗室内外，两者之间距离较长，这就导致了轴心对准的操作难度高。因此，此种方式虽然能够满足电磁兼容测试时对被测电机提供扭矩的要求，但存在建造成本高，操作难 度高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，无需对暗室进行破壁改造，加载装置与被测电机之间的距离短，可采用多种传动方式，且轴心对准难度低。

本发明为实现上述目的采用以下的技术方案：

一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，包括加载装置、传动装置、被测电机、第一光电转换模块、第二光电转换模块以及控制装置；

其中，所述传动装置的两端分别与所述加载装置、所述被测电机相连，所述加载装置还与所述第一光电转换模块的一端相连，所述第一光电转换模块的另一端与所述第二光电转换模块的一端相连，所述第二光电转换模块的另一端与所述控制装置相连；

所述加载装置用于向所述被测电机提供扭矩负载。

在使用本发明所提供的加载系统进行电磁兼容测试时，所述加载装置、所述传动装置、所述被测电机以及所述第一光电转换模块均置于电波暗室中，所述第二光电转换模块、所述控制装置位于电波暗室外。

在本发明一实施例中，所述控制装置用于提供控制指令输入接口。

在本发明一实施方式中，所述加载装置包括磁滞电机组、输出轴、电源模块；

其中，所述磁滞电机组至少包含一支磁滞电机，所述磁滞电机组中的所有磁滞电机的转子轴相互平行，所述磁滞电机组中的所有磁滞电机的转子轴均装有链轮，并通过传动链相互连接；

所述输出轴的一端与所述传动装置连接，所述输出轴与所述磁滞电机组中的所有转子轴平行，所述输出轴的另一端装有链轮，并通过传动链与所述磁滞电机组的所有转子轴连接；

所述电源模块的一端与所述磁滞电机组相连，为所述磁滞电机组供能，所述电源模块的另一端与所述第一光电转换模块相连，所述电源模块用于向所述磁滞电机组提供稳定的输出电流；

所述控制装置输出的控制指令通过所述第二光电转换模块发送到所述第一光电转换模块，并由所述第一光电转换模块发送到所述电源模块，用于控制所述电源模块的输出电流大小，从而控制所述磁滞电机组的扭矩输出大小。

在本发明一实施例中，所述电源模块为恒流源。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括冷却设备，所述冷却设备包括风冷设备、水冷设备以及油冷设备中的一种或几种，所述冷却设备用于给所述磁滞电机组降温。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括屏蔽壳，所述磁滞电机组、所述输出轴、所述电源模块均置于所述屏蔽壳内，所述输出轴穿过所述屏蔽壳与所述传动装置连接，所述输出轴位于所述屏蔽壳内的一端装有链轮，并通过传动链与所述磁滞电机组的转子轴连接。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置置于所述输出轴与所述屏蔽壳的连接处，所述屏蔽装置、所述输出轴及所述屏蔽壳组成连续导体。

在本发明另一实施方式中，所述加载装置包括发电机、发电机负载；

其中，所述发电机的转子轴与所述传动装置连接，所述发电机负载与所述发电机相连，所述发电机负载的大小决定所述发电机输出扭矩的大小；

所述被测电机通过所述传动装置拖动所述发电机转动，从而模拟被测电机在带载状态下的工作情况。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括负载控制器，所述负载控制器的一端与所述发电机负载相连，所述负载控制器的另一端与所述光电转换模块控制装置相连，所述负载控制器根据所述控制装置发送的控制指令来控制所述发电机负载的大小。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括电能回馈电路，所述电能回馈电路的输入端与所述发电机负载相连，所述电能回馈电路的输出端与电网相连，所述电能回馈电路用于将发电机产生的电能反馈回电网。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括屏蔽壳，所述发电机置于所述屏蔽壳内，所述发电机的转子轴穿过所述屏蔽壳与所述传动装置连接。

在本发明一实施例中，所述加载装置还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置置于所述发电机的转子轴与所述屏蔽壳的连接处，所述屏蔽装置、所述发电机的转子轴及所述屏蔽壳组成连续导体。

在本发明一实施例中，所述传动装置包括同轴传动装置、带传动装置或齿轮传动装置。

本发明的有益效果：

其一，本发明提供的加载方案不会引入加载设备的电磁骚扰，可以置于电波暗室内使用，从而避免了对电波暗室进行破壁改造，极大的减少了实验成本。

其二，本发明的加载装置与被测电机之间的距离短，可采用多种传动方式，轴心对准难度低，极大的减少了实验人员的操作难度。

其三，本发明提供的以发电机作为加载装置的方案，不止能够为被测电机提供扭矩负载，还能够把测试时发电机所产生的电能回馈给电网，有效的减少了实验能耗，进一步降低实验成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明一实施例的加载装置结构侧视图；

图3是本发明一实施例的加载装置结构正视图；

图4是本发明另一实施例的加载装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明的结构示意图，一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，包括加载装置10，传动装置20，被测电机30，第一光电转换模块40，第二光电转换模块50以及控制装置60；其中，传动装置20的两端分别与加载装置10以及被测电机30相连，加载装置10的控制端与第一光电转换模块40的一端相连，第一光电转换模块40的另一端与第二光电转换模块50的一端通过光纤相连，第二光电转换模块50的另一端与控制装置60相连；加载装置10用于向被测电机30提供稳定的扭矩负载，控制装置60用于向实验人员提供控制指令输入接口，使实验人员能够在电波暗室外对电波暗室内的设备进行控制，第一光电转换模块40及第二光电转换模块50组成光电隔离系统，用于传输控制装置60与加载装置之间的通信信号，避免将电波暗室外的电磁干扰引入电波暗室内，传动装置20既可使用联轴器等同轴传动装置，也可使用传动带、传动链等带传动装置，还可使用齿轮组等齿轮传动装置。

如图2、图3所示，为发明其中一种加载装置的结构示意图，加载装置10包括磁滞电机组，输出轴12，电源模块13，冷却设备14、屏蔽装置19以及屏蔽壳；其中，磁滞电机组、输出轴12、电源模块13均置于屏蔽壳内；磁滞电机组包括至少一支磁滞电机11，所有磁滞电机11的转子轴相互平行，且均装有链轮，并通过传动链相互连接；屏蔽壳的一侧面板上开有一圆孔，输出轴12穿过该圆孔与传动装置20相连，该圆孔四周设有所述屏蔽装置19，屏蔽装置19与输出轴12以及屏蔽壳接触，三者组成连续导体，以保持屏蔽壳的导电连续性，输出轴12与所有磁滞电机11的转子轴互相平行，且输出轴12位于屏蔽壳内的一端装有一链轮， 并通过传动链与所有磁滞电机11连接，电源模块13为所有磁滞电机11供电，电源模块13的控制端与第一光电转换模块40相连。控制装置60输出的控制指令通过第二光电转换模块50发送到第一光电转换模块40，并由所述第一光电转换模块40发送到电源模块13，用于控制电源模块13的输出电流大小，从而控制磁滞电机组的扭矩输出的大小；由于磁滞电机11在运行时会产生热能，为了避免干扰，使用冷却设备14为磁滞电机组降温，冷却设备14可根据需求选用风冷设备、水冷设备以及油冷设备中的一种或几种。

在本发明的一个实施例中，采用上述加载装置10，其中，电源模块13为恒流源，屏蔽装置19为卷成环形的铍铜簧片，且该环形直径略小于输出轴12的直径。在进行电磁兼容实验时，加载装置10、传动装置20、被测电机30、第一光电转换模块40均置于电波暗室内，第二光电转换模块50以及控制装置60位于电波暗室外，被测电机30通过传动装置带动输出轴12转动，此时被测电机30的负载为磁滞电机组中所有磁滞电机11所提供的扭矩负载之和。当需要改变被测电机30的负载时，实验人员在控制装置60中输入电流调整指令，控制装置60根据输入的电流调整指令生成控制电信号，并发送到第二光电转换模块50中，第二光电转换模块50将接收到的控制电信号转换成光信号，并通过光纤发送到第一光电转换模块40，第一光电转换模块40将接收到的光信号重新转换成电信号，并发送给恒流源，恒流源根据接收到的控制指令改变输出电流的大小，从而改变磁滞电机11所提供的负载大小。

如图4所示，为本发明另一种加载装置的结构示意图，加载装置10包括发电机15，发电机负载16，负载控制器17，电能回馈电路18、屏蔽装置19以及屏蔽壳，其中，发电机15置于所述屏蔽壳内；屏蔽壳的一侧面板上开有一圆孔，发电机15的转子轴通过该圆孔与传动装置20连接，该圆孔四周设有所述屏蔽装置19，屏蔽装置19与发电机15的转子轴以及屏蔽壳接触，三者组成连续导体，以保持屏蔽壳的导电连续性，发电机15的电压输出端与发电机负载16的一端相连，发电机负载16的另一端与电能回馈电路18的输入端相连，发电机负载的控制端与负载控制器17的输出端相连，负载控制器17的输入端与控制装置60相连。

在本发明的一个实施例中，采用上述加载装置，其中，屏蔽装置19为卷成环形的铍铜簧片，且该环形直径略小于发电机15的转子轴的直径。在进行电磁兼容实验时，发电机15、加载装置10的屏蔽壳、传动装置20、被测电机30、第一光电转换模块40均置于电波暗室内，发电机负载16、负载控制器17、电能回馈电路18、第二光电转换模块50以及控制装置60位于电波暗室外，被测电机30通过传动装置20拖动发电机15发电来模拟带载状态下的工作情况，发电机15的电能输出端通过电波暗室自带的连接器与电波暗室外的发电机负载16连接； 其中，发电机15的输出扭矩大小由发电机负载16的大小来决定，当需要改变被测电机30的负载时，实验人员在控制装置60输出的负载控制指令，控制装置60将控制指令发送到负载控制器17，负载控制器17根据控制指令来调整发电机负载16的大小，从而改变发电机输出的扭矩大小；在实验时，发电机15产生的电能通过发电机负载16传送到电能回馈电路18中，再由电能回馈电路18反馈回市电电网，实现了电能的回收利用。

显然，上述实施例仅仅是为了更清楚的表达本发明技术方案所作的举例，而非对本发明实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，在不脱离本发明构思的前提下，这些都属于本发明的保护范围。因此本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，包括加载装置、被测电机、传动装置、第一光电转换模块、第二光电转换模块以及控制装置；

其中，所述传动装置的两端分别与所述加载装置、所述被测电机相连，所述加载装置还与所述第一光电转换模块的一端相连，所述第一光电转换模块的另一端与所述第二光电转换模块的一端相连，所述第二光电转换模块的另一端与所述控制装置相连；

所述加载装置用于向所述被测电机提供扭矩负载。

2.如权利要求1所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置包括磁滞电机组、输出轴以及电源模块；

其中，所述磁滞电机组至少包含一支磁滞电机，所述磁滞电机组中的所有磁滞电机的转子轴相互平行，所述磁滞电机组中的所有磁滞电机的转子轴均装有链轮，并通过传动链相互连接；

所述输出轴的一端与所述传动装置连接，所述输出轴的另一端装有链轮，并通过传动链与所述磁滞电机组的转子轴连接，所述输出轴与所述磁滞电机组中的所有磁滞电机的转子轴平行；

所述电源模块的一端与所述磁滞电机组相连，为所述磁滞电机组供能，所述电源模块的另一端与所述第一光电转换模块相连，所述电源模块用于向所述磁滞电机组提供稳定的电流。

3.如权利要求2所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括冷却设备，所述冷却设备包括风冷设备、水冷设备以及油冷设备中的一种或几种，所述冷却设备用于给所述磁滞电机组降温。

4.如权利要求2或3所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括屏蔽壳，所述磁滞电机组、所述输出轴、所述电源模块均置于所述屏蔽壳内，所述输出轴穿过所述屏蔽壳与所述传动装置连接，所述输出轴位于所述屏蔽壳内的一端装有链轮，并通过传动链与所述磁滞电机组的转子轴连接。

5.如权利要求4所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置置于所述输出轴与所述屏蔽壳的连接处，所述屏蔽装置、所述输出轴及所述屏蔽壳组成连续导体。

6.如权利要求1所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置包括发电机、发电机负载；

所述发电机的转子轴与所述传动装置连接，所述发电机负载与所述发电机相连。

7.如权利要求6所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括负载控制器，所述负载控制器的一端与所述发电机负载相连，所述负载控制器的另一端与所述控制装置相连，所述负载控制器用于根据所述控制装置发送的控制指令控制所述发电机负载的大小。

8.如权利要求6所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括电能回馈电路，所述电能回馈电路的输入端与所述发电机负载相连，所述电能回馈电路的输出端与电网相连，所述电能回馈电路用于将发电机产生的电能反馈回电网。

9.如权利要求6-8中任一所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括屏蔽壳，所述发电机置于所述屏蔽壳内，所述发电机的转子轴穿过所述屏蔽壳与所述传动装置连接。

10.如权利要求9所述的所述的一种用于电磁兼容测试的电机加载系统，其特征在于，所述加载装置还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置置于所述发电机的转子轴与所述屏蔽壳的连接处，所述屏蔽装置、所述发电机的转子轴及所述屏蔽壳组成连续导体。