CN207817163U - 基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，测试系统包括待驱动单元，待测永磁电机，无刷直流电动机，联轴器，待测永磁电机和无刷直流电动机通过联轴器连接，驱动单元与直流电源、无刷直流电机和电压电流传感器分别连接，驱动单元通过通信单元与带Labview的计算机连接，待测永磁电机通过不可控整流模块与电池连接。本实用新型既可模拟不可控发电瞬态工作过程也可模拟稳态工作过程；测试系统采用对拖的方式，突破了待测永磁电机转速极限的限制，60V时待测永磁电机的最大弱磁转速为1800rpm，新系统测试转速可达到3000rpm，具有测试范围广、Labview软件使检测成本大大降低的特点。

Description

基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统

技术领域

本实用新型涉及电机的测试，具体是一种基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统。

背景技术

电动汽车永磁同步电机不可控发电的过程是：当永磁同步电机工作在恒功率区域时，电机运行转速远远高于基速，若此时发生过流、欠压等故障，将触发系统的保护功能，全桥逆变器中的晶体管被迅速关断，由直轴电流产生的弱磁磁场削弱或消失，此时电机高速产生的等效电动势高于电池电压，电流通过逆变器中的六个续流二极管所构成的不可控整流桥流入电池，直到电机降速至等效反电势与电池电压相等。

不可控发电过程的大电流对续流二极管和电池造成冲击，会降低系统的可靠性与使用寿命，因此，对永磁同步电机不可控发电的特性研究具有十分重要意义。

目前，传统的永磁同步电机不可控发电测试系统包括：永磁电机单元（1台），驱动单元，电池电压电流传感器，检测设备，其测试方法为：采用弱磁控制策略使永磁同步电机加速至基速以上，通过驱动单元关闭功率器件，电机开始自由降速，采用专用设备检测并记录系统电压与电流。

传统的测试系统存在以下问题：

（1）受电机性能限制，弱磁升速范围有限，所以无法测试更高转速点的不可控发电特性。

（2）只能测试不可控发电瞬态工作特性而不能测试稳态工作特性。

（3）检测设备费用昂贵，检测成本高；例如，为精确检测电压电流波形与数据，采用一台LeCroy WaveSurfe的价格约30万元。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，该系统不但提高了转速研究范围，且结构简单，大大减小了检测硬件投资成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，包括待驱动单元，测永磁电机，无刷直流电动机，联轴器，待测永磁电机和无刷直流电动机通过联轴器连接，所述的驱动单元与直流电源、无刷直流电机和电压电流传感器分别连接，驱动单元通过通信单元与带Labview的计算机连接，待测永磁电机通过不可控整流模块与电池连接。

驱动单元是基于微处理器的无刷直流电动机驱动系统，其中微处理器处理电压电流传感器采集到的数据，并将处理后的数据发送至带Labview的计算机。

所述的电压电流传感器检测待测永磁电机的相电流、流经电池的电流和电池的端电压。

所述的带Labview的计算机设有电机控制模块，状态显示模块。带Labview的计算机通过Labview软件实现对无刷直流电动机的转速控制，并显示和记录检测电压电流的值；电机控制模块具有选择运行方式、设定电机转速和控制起停的功能，状态显示模块具有电压电流曲线显示功能。

所述的通信单元是基于RS485通信协议的转换接口。

所述的直流电源能提供的电压要高于电池额定电压。

采用上述技术方案的本实用新型，与传统技术相比，有益效果是：

既可模拟不可控发电瞬态工作过程也可模拟稳态工作过程；采用对拖的方式，突破了待测永磁电机性能的限制，具有测试范围广的特点；Labview软件同时实现无刷直流电动机控制和待测电机、电池状态显示的功能，程序简单，操作方便，且不需要其它的检测设备，检测成本大大降低，其测试范围广，有助于研究提高汽车电动力系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的框架结构示意图；

图2是带Labview的计算机测试界面图；

附图标记说明：1－直流电源；2－驱动单元；3－带Labview的计算机；4－通信单元；5－电压电流传感器；6－电池；7－不可控整流模块；8－待测永磁电机；9－联轴器；10－无刷直流电动机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

参见图1、图2，一种基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，由待测永磁电机8（1台），无刷直流电动机10（1台），联轴器9，驱动单元2，直流电源1，电池6，不可控整流模块7，电压电流传感器5，通信单元4和带Labview的计算机3组成。

本实施例中，待测永磁电机8是一台额定电压310V的无刷直流电机，无刷直流电动机10与待测电机一样，直流电源1可提供最高360V的电压，电池6额定电压60V，待测永磁电机8在60V时的基速为1100rpm。

测试系统中，待测永磁电机8和无刷直流电动机10通过联轴器9连接，驱动单元2与直流电源1、无刷直流电机和电压电流传感器5连接，带Labview的计算机3通过通信单元4与驱动单元2连接，不可控整流模块7与待测永磁电机8和电池6连接。

测试过程中，电压电流传感器5检测待测永磁电机8的相电流、流经电池6的电流和电池6的端电压，经过硬件采集电路，电压和电流信号送至驱动单元2，驱动单元2是基于微处理器的无刷直流电动机10驱动系统，在本实施例中，微处理器采用TMS320F28335，利用该微处理器的模/数转换功能（AD）采集信号并计算实际电压电流的大小，并将处理后的数据通过TMS320F28335的通信接口模块以及RS232—RS485转换模块发送至带Labview的计算机3，Labview软件显示和记录电压电流的值。

如图2所示，Labview软件还具有控制无刷直流电动机10的功能，所以，带Labview的计算机3测试界面包括电机控制模块和状态显示模块，其中电机控制模块具有选择运行方式、设定电机转速和控制起停的功能，状态显示模块具有电压电流曲线显示功能。

测试方法，永磁电机不可控发电测试系统可模拟不可控发电稳态工作过程与瞬态工作过程，具体的工作原理如下：

（1）模拟不可控发电的稳态过程：首先，将直流电源1输出电压调置为高于电池6额定电压，本实施例中为180V；然后，在电机控制模块选择无刷直流电动机10的控制运行方式为矢量控制；设定测试转速大小，以3000rpm为例，在测试界面的“设定转速”中输入3000，将“停止/运行”拨置运行，实现对无刷直流电动机10的转速控制，此时，无刷直流电动机10拖动待测永磁电机8运行在3000rpm；此时，Labview软件接收、记录电压电流大小并显示曲线；测试完成后，将“停止/运行”拨置停止，电机降速至零。以上完成在固定转速时的不可控发电特性测试。

（2）模拟不可控发电的瞬态过程：首先，将直流电源1输出电压调置为180V；然后，在电机控制模块选择无刷直流电动机10的控制运行方式为矢量控制；设定测试转速大小，以3000rpm为例，在测试界面的“设定转速”中输入3000，将“停止/运行”拨置运行，当电机达到设定转速时，改变设定转速大小为待测永磁电机8基速以下的值，本实施例为1000，该过程中无刷直流电动机10拖动待测永磁电机8先加速至3000rpm再降速至1000rpm，降速过程便是不可控发电的瞬态过程。Labview软件接收、记录电压电流大小并显示曲线，测试完成后，将“停止/运行”拨置停止，电机降速至零。

本系统既可模拟不可控发电瞬态工作过程也可模拟稳态工作过程；采用对拖的方式，突破了待测永磁电机8转速极限的限制，本实施例中，60V时待测永磁电机8的最大弱磁转速为1800rpm，新系统测试转速可达到3000rpm，具有测试范围广的特点；Labview软件的开发与使用使得检测成本大大降低。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到的与本技术方案技术特征等同的变化或替代，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，包括驱动单元，待测永磁电机，无刷直流电动机，联轴器，待测永磁电机和无刷直流电动机通过联轴器连接，其特征在于：所述的驱动单元与直流电源、无刷直流电机和电压电流传感器分别连接，驱动单元通过通信单元与带Labview的计算机连接，待测永磁电机通过不可控整流模块与电池连接。

2.根据权利要求1所述的基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，其特征在于：所述的电压电流传感器检测待测永磁电机的相电流、流经电池的电流和电池的端电压。

3.根据权利要求1所述的基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，其特征在于：所述的带Labview的计算机设有电机控制模块，状态显示模块。

4.根据权利要求1所述的基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，其特征在于：所述的通信单元是基于RS485通信协议的转换接口。

5.根据权利要求1所述的基于Labview的永磁电机不可控发电测试系统，其特征在于：所述的直流电源能提供的电压高于电池额定电压。