CN110361649B - 一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统及标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统，包括：真实电机测功机系统，其用于测试被测真实电机的性能参数；模拟电机测功机系统，其用于测试被测模型电机的性能参数；一致性分析模块，其用于分析、比较所述真实电机测功系统和所述模拟电机测功系统的测试结果，并对所述模拟电机测功系统进行校正和优化。本发明建立电机物理模型并与测功机模型相连，模拟标定系统与真实测功机系统采用相同负载系统控制信号，用电机的原始被测参数与电机模拟负载标定参数相对比，进行二者之间参数一致性的检测。本发明还提供了一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，能够对模型电机是否需要进行标定。

Description

一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统及标定方法

技术领域

本发明涉及电机的标定领域，尤其涉及一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统及标定方法。

背景技术

近年来，随着电机的广泛应用，人们对于电机的要求也越来越高，人们需要一种具有多档转速的电机，可以方便操作人员根据不同的情况选择不同的档位，从而实现变速的功能。

在制造电机的过程中，就需要给电机的每一个档位进行标定转速，在现有技术中，很多电机厂家研发的电机转速标定都是每个档位手动标定一次电机转速，这样虽然能够得到准确的发动机转速，但是需要耗费大量的人力和物力去从事机械的重复劳动，不利于大规模使用。

因此，提供一种既能准确标定电机转速，又能节省人力提高工作效率的方法就显得尤为重要了。

电机在使用过程中，通常是根据预先进行的测试得到的电机标定数据参照使用，现在常用的电机标定包括：测试台架、被标定的电机、控制器以及大容量的测功机。在对电机进行标定时，通过控制被标定的电机保持在某一转速下，调节被标定电机的电流与电流角，测试得到与之对应的扭矩，然后以扭矩从小到大进行排序，找到每个扭矩对应的所有电流与电流角，选定电流较小的值进行保存；在当前转速下扫描完所有的扭矩之后，再进行下一个转速的扫描。

上述标定方法，需要对电机在多个转速下的电机的各个参数进行扫描才能完整的得到，标定所需时间非常长。

发明内容

本发明为解决目前的技术不足之处，提供了一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统，建立电机物理模型并与测功机模型相连，模拟标定系统与真实测功机系统采用相同负载系统控制信号，用电机的原始被测参数与电机模拟负载标定参数相对比，进行二者之间参数一致性的检测。

本发明还提供了一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，能够通过多次测量不同设定转速时的电机参数，并计算其一致性偏移值来判断模型电机是否需要进行标定。

本发明提供的技术方案为：一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统，包括：

真实电机测功机系统，其用于测试被测真实电机的性能参数；

模拟电机测功机系统，其用于测试被测模型电机的性能参数；

一致性分析模块，其用于分析、比较所述真实电机测功系统和所述模拟电机测功系统的测试结果，并对所述模拟电机测功系统进行校正和优化。

优选的是，所述真实电机测功机系统还包括：

电力测功机，其用于对被测真实电机施加负载；

负载控制系统，其用于控制所述电力测功机的负载输入，进行不同工况模式的切换；

转矩转速传感器，其用于检测所述电力测功机与电机之间连接轴的转矩与转速；

电池模拟器，其用于将公用电网转换成电池电源形式输出，给系统提供电源，并吸收被测真实电机产生的电能；

电机控制器，其用于将所述电池模拟器与被测真实电机相连，并对被测真实电机的运转模式进行控制；

功率分析仪，其用于对被测真实电机进行监测与分析。

优选的是，所述模拟电机测功机系统还包括：

电力测功机模型，其用于对被测模型电机施加负载；

负载控制模拟系统，其用于控制所述电力测功机机模型的负载输入，进行不同工况模式的切换；

电机控制器模型，其用于将公用电网转换成电池电源形式输出，给系统提供电源，并吸收被测真实电机产生的电能；

电池模型，其用于在所述被测模型电机测功机系统中提供电源、吸收电机产生的电能；

功率分析仪模型，其用于对被测模型电机进行监测与分析。

优选的是，

所述性能参数包括：电机的电压、电流、功率、转速、转矩。

优选的是，

所述被测真实电机为经过标定与校准的真实电机。

一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，包括以下步骤：

步骤一、依次设定多个预定转速，分别依次调节被测真实电机和被测模型电机的转速为预定转速，并分别测得所述被测真实电机和所述被测模型电机的电流、电压、扭矩、转速和功率；

步骤二、计算所述被测真实电机和所述被测模型电机的一致性偏移值λ；

步骤三、判断一致性偏移值的大小，当λ≥λ₀时，对所述被测模型电机进行标定校准得标准模型电机，其中，λ₀为临界一致性偏移值。

优选的是，所述一致性偏移值λ的计算方法为：

其中，N_i为设定的第i个预定转速，其中，i＝1,2,3...,n；I_i为第i个预定转速对应的真实电机的电流，I′为第i个预定转速对应的被测模型电机的电流，U_i为第i个预定转速对应的真实电机的电压，U_i′为第i个预定转速对应的被测模型电机的电压，P_i为第i个预定转速对应的真实电机的功率，P′为第i个预定转速对应的被测模型电机的功率，T_i为第i个预定转速对应的真实电机的扭矩，T_i′为第i个预定转速对应的被测模型电机的扭矩。

优选的是，所述临界一致性偏移值λ₀的计算方法为：

其中，N₀为真实电机的额定转速，I为设定为额定转速时真实电机对应的电流，U为设定为额定转速时真实电机对应的电压，T为设定为额定转速时真实电机对应的额定扭矩，I_o为真实电机的额定电流，U₀为真实电机的额定电压，P₀为真实电机的额定功率，T₀为真实电机的额定扭矩。

优选的是，还包括：

步骤四、当λ＜λ₀时，对被测模型电机进行周期性地测定，进行对比标定。

本发明所述的有益效果：

1)本发明提供了一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统，建立电机物理模型并与测功机模型相连，模拟标定系统与真实测功机系统采用相同负载系统控制信号，用电机的原始被测参数与电机模拟负载标定参数相对比，进行二者之间参数一致性的检测。

2)本发明还提供了一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，能够通过多次测量不同设定转速时的电机参数，并计算其一致性偏移值来判断模拟电机是否需要进行标定。

3)本发明提供对数据差值的检测分析方法，以及模型优化方法，标定方法简单、快速、准确；

4)本发明最后得到的标定后的标准模型电机可以用于使用电机模拟动力仿真的场景，或与长期使用后的真实电机对比，进行电机性能与使用时间的性能变化分析。

附图说明

图1为本发明所述的基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明的基于测功机与模拟标定的电机对比标定系统，主要包括：真实电机测功机系统、模拟电机测功机系统和一致性分析模块。

真实电机测功机系统用于测试真实电机的性能参数；模拟电机测功机系统用于测试被测模型电机的性能参数；一致性分析模块用于分析、比较所述真实电机测功系统和所述拟电机测功系统的测试结果，并对所述模拟电机测功系统进行校正和优化。

所述真实电机测功机系统还包括：电力测功机用于接收负载控制系统的信号，并对被测真实电机施加负载；负载控制系统用于控制所述电力测功机的负载输入，进行不同工况模式的切换，如转速/转矩模式、转矩/转速模式、转速/油门模式、转矩/油门模式。联轴器用于被测真实电机与电力测功机的同轴连接。转矩转速传感器用于检测所述电力测功机与电机之间连接轴的转矩与转速；电池模拟器用于将公用电网转换成电池电源形式输出，给系统提供电源，

并吸收被测真实电机产生的电能；电机控制器用于将所述电池模拟器与被测真实电机相连，并对被测真实电机的运转模式进行控制；功率分析仪用于对被测真实电机的电压、功率等进行监测与分析。

模拟电机测功机系统还包括：电力测功机模型用于将负载控制系统的信号转换为转矩/转速输出，传递给被测模型电机；负载控制模拟系统用于控制所述电力测功机机模型的负载输入，进行不同工况模式的切换；负载控制模拟系统与真实电机测功机系统采用相同的负载控制系统，控制模式也相同。电机控制器模型用于将公用电网转换成电池电源形式输出，给系统提供电源，并吸收被测真实电机产生的电能；电池模型用于在所述被测模型电机测功机系统中提供电源、吸收电机产生的电能；功率分析仪模型用于对被测模型电机进行监测与分析。

在另一实施例中，被测模型电机采用物理参数建模方式，建立真实电机的模型，此模型的准确性将结合其他信号输出，与真实测试对比进行验证。

在另一实施例中，所述被测真实电机为经过标定与校准的真实电机。

在另一实施例中，所述性能参数包括：电机的电压、电流、功率、转速、转矩。

一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，包括以下步骤：

步骤一、依次设定多个预定转速N_i，分别依次调节真实电机和被测模型电机的转速为预定转速N_i，并分别测得真实电机和被测模型电机的电流、电压、扭矩、转速和功率；其中，i＝1,2,3...,n；

步骤二、计算被测真实电机和被测模型电机的一致性偏移值λ；

步骤三、判断一致性偏移值的大小，当λ≥λ₀时，对被测模型电机进行标定校准得标准模型电机，其中，λ₀为临界一致性偏移值。

在另一实施例中，所述一致性偏移值λ的计算方法为：

其中，N_i为设定的第i个预定转速，其中，i＝1,2,3...,n；I_i为第i个预定转速对应的真实电机的电流，I′为第i个预定转速对应的被测模型电机的电流，U_i为第i个预定转速对应的真实电机的电压，U_i′为第i个预定转速对应的被测模型电机的电压，P_i为第i个预定转速对应的真实电机的功率，P′为第i个预定转速对应的被测模型电机的功率，T_i为第i个预定转速对应的真实电机的扭矩，T_i′为第i个预定转速对应的被测模型电机的扭矩。

在另一实施例中，所述临界一致性偏移值λ₀的计算方法为：

其中，N₀为真实电机的额定转速，I为设定为额定转速时真实电机对应的电流，U为设定为额定转速时真实电机对应的电压，T为设定为额定转速时真实电机对应的额定扭矩，I_o为真实电机的额定电流，U₀为真实电机的额定电压，P₀为真实电机的额定功率，T₀为真实电机的额定扭矩。

在另一实施例中，步骤四、当λ＜λ₀时，对被测模型电机进行周期性地测定，并进行对比标定。即使用一段时间(一个周期后)，对被测模型电机进行一次标定校正，以保持其准确性。

进行一致性验证后的标准模型电机，可以用于在软、硬件在环仿真中对车辆电机的模拟，并提供真实的测试数据；

在真实车辆使用一段时间后，用使用一定里程的电机与标准模型电机进行一致性对比，可以分析真实电机随使用时间的性能变化量。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、依次设定多个预定转速，分别依次调节被测真实电机和被测模型电机的转速为预定转速，并分别测得所述被测真实电机和所述被测模型电机的电流、电压、扭矩、转速和功率；

步骤二、计算所述被测真实电机和所述被测模型电机的一致性偏移值λ；

步骤三、判断一致性偏移值的大小，当λ≥λ₀时，对所述被测模型电机进行标定校准得标准模型电机，其中，λ₀为临界一致性偏移值；

所述一致性偏移值λ的计算方法为：

其中，N_i为设定的第i个预定转速，其中，i＝1,2,3...,n；I_i为第i个预定转速对应的真实电机的电流，I′_i为第i个预定转速对应的被测模型电机的电流，U_i为第i个预定转速对应的真实电机的电压，U′_i为第i个预定转速对应的被测模型电机的电压，P_i为第i个预定转速对应的真实电机的功率，P_i′为第i个预定转速对应的被测模型电机的功率，T_i为第i个预定转速对应的真实电机的扭矩，T_i′为第i个预定转速对应的被测模型电机的扭矩；

所述临界一致性偏移值λ₀的计算方法为：

其中，N₀为真实电机的额定转速，I为设定为额定转速时真实电机对应的电流，U为设定为额定转速时真实电机对应的电压，T为设定为额定转速时真实电机对应的额定扭矩，I_o为真实电机的额定电流，U₀为真实电机的额定电压，P₀为真实电机的额定功率，T₀为真实电机的额定扭矩。

2.根据权利要求1所述的基于测功机与模拟标定的电机对比标定方法，其特征在于，还包括：

步骤四、当λ<λ₀时，对被测模型电机进行周期性地测定，进行对比标定。

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