汽车测试台中的驱动器和电机

测试台广泛用于汽车和航空航天行业，用于测试各种车辆。 Andy Pye 着眼于如何在这些系统中使用驱动器和电机。

汽车行业中使用驱动系统的典型应用包括

• 适用于汽车和摩托车行业的滚动道路测试台
• 发动机试验台 - 用于生产电动和内燃机
• 为汽车和机械制造行业的供应商提供变速器/变速箱测试台
• 电动汽车测试台 - 使用直流电源为车辆逆变器供电

汽车制造商通常会从其生产线中随机选择发动机，并对其进行严格的测试，以确认它们符合所有关键设计要求和参数。

除了汽车制造商和一级供应商的内部测试外，专业测试机构也使用汽车测试台。例如，Horiba Mira 在为全球汽车行业提供测试工程服务、根据法规和标准进行测试、满足客户特定要求以及开发适当的测试程序和方法方面拥有丰富的经验。该组织拥有不少于 37 个主要测试设施，包括一整套安全实验室（碰撞、冲击模拟、行人）；车辆和零部件环境设施；一个全尺寸的空气动力学风洞；车辆和部件 EMC（电磁兼容性）；以及组件和结构测试实验室。

交流变速驱动器非常适合测试台应用，因为它们可用于以高度动态、准确、线性和可重复的方式模拟真实条件。它们反应灵敏，可以快速停止和启动以复制高速事件。

经常使用再生驱动器，使驱动器能够在电机吸收能量或提供负载时再生电能，将这些能量返回到电源，降低运营成本。

这些应用中使用的所有驱动器都应针对能效和高控制精度进行优化，并具有低纹波电压和电流。 出色的扭矩响应至关重要，因为驱动器通常用作扭矩放大器，因此需要最大限度地缩短从扭矩参考到电机轴上扭矩的时间 - 实际扭矩越接近扭矩参考，就越容易控制系统进行控制，因此整体试验台性能更好。

底盘测功机

最常见的汽车试验台类型是底盘测功机、发动机测功机和传动装置。底盘测功机测试通常使用一个驱动器和每个测试单元轴或车轮的电机，具体取决于所执行的测试类型。

CP Engineering 为汽车行业制造发动机和底盘测功机测试系统、变速箱测试系统和其他测试台。它已为该领域的许多领先公司提供系统，包括嘉实多、Cosworth Technology、德尔福和壳牌。

CP 的“Cadet”基于 Windows NT 的控制和数据记录系统的模拟接口与驱动器的闭环矢量控制同步。测试系统需要精确同步的实时控制和处理，以提供与真实车辆相同的负载/速度曲线。因此，控制回路的响应必须在给定的周期时间内保持一致——通常为 3.25 毫秒。驱动器还必须能够驱动以模拟超速条件。

曲柄软件为驱动轴提供保护。随着发动机点火和加速，驱动器切换到零扭矩以模拟发动机怠速。显然，这是传统测功机无法做到的，这让 CP 具有了竞争优势。

滚动道路和制动试验台

在这里，模拟和预编程不同的测试配置文件和轨道，以尽可能逼真地再现驾驶阻力，包括制动、启动或驾驶圆弯、越野和越野。还测试了内部和安全相关的车辆功能，例如防抱死制动系统 (ABS) 和电动助力转向 (EPS)。通过快速响应补偿，通过考虑整个动力系统的摩擦、电气和热相关性以及惯性矩，获得高度准确和可重复的测量结果。

发动机试验台

驱动系统用于发动机测试台，包括开发中心和电机制造。与任何测试台一样，关键是准确模拟日常操作条件。

内燃机和电动发动机的质量评估有特定的要求，例如不同的测试模式和速度、扭矩和反扭矩循环、耐久性测试或短期负载。

变频器可以准确地创建所需的扭矩曲线，同时还可以回收内燃机中产生的能量，从而将电源从正弦电源电流中解放出来。

测试工程师还可以使测试样品承受特定的速度和扭矩，从而暴露共振和技术限制。

变速箱/变速箱测试台

在这里，内燃机的扭矩脉冲和运行特性被应用于正在测试的变速器/变速箱。通过在实时以太网上联网所有驱动控制器，逆变器电流和速度控制电路的必要同步可确保测试结果反映真实情况。这避免了对控制系统进行不必要的平衡调整的需要。

电力电子设备用作各种变速器/齿轮箱类型的输入和输出驱动器。四个负载机器代替车轮/道路系统并代表驾驶曲线，而输入驱动模拟内燃机。

发动机扭矩脉动模拟 (ETPS) 在开发测试台上重建内燃机。为满足此类试验台的高要求，采用低质量惯量永磁同步电机和异步电机。

电动汽车测试设备

新的发展需要新的测试技术。混合动力和电动车辆上的动力传动系包括车辆逆变器、电机/发动机和变速器/变速箱，可以作为一个完整的系统进行测试，所有系统都连接在一个公共直流总线配置中，该配置允许再生电力（例如在制动期间）再循环。

对于给定的安装电机功率，这意味着并网逆变器的额定功率最小化，从而节省资金和能源成本。该系统的一个关键特点是所有控制回路都是同步的，这大大降低了系统共振的风险。