电动汽车电机外特性实验自主创新实验

1、电动汽车电机外特性测试实验一、实验目的和要求1.了解交流异步电机的结构、特点及工作原理；2.熟悉交流异步电机温升测试流程；3.掌握交流异步电机的性能（额定，峰值）方法； 4.掌握交流异步电机效率测试方法。二、实验原理因为车用交流异步电机具备变频调速的功能，其功能相当于无级变速，因此，电动汽车可以取消变速箱，采用电机直驱的布置方式；因为车用交流异步电机可实现正、反向控制，因此，电动汽车可满足驱动、倒车的控制需求；因为车用交流异步电机四象限运行，可实现发电，因此，电动汽车可满足再生制动的功能需求。尽管车用交流异步电机具备电动汽车所要求的功能需求，但匹配设计时需综合考虑交流异步电机温升、性能和效率等

2、关键技术参数。因此，可靠的交流异步电机实验至关重要。电机设计完成后，其额定电压、额定电流、额定功率和额定转速均已确定。据此，本实验所涉及的关键知识点如下：1、交流异步电机为理想的外特性曲线：基速点以下为恒扭矩区，基速点以上为恒功率区。据此，交流异步电机的性能测试应以基速点为边界，针对不同区域采用不同的测试方法。2、交流异步电机额定工况特性测试。当电机转速小于基速点时，首先根据理论额定转速设计值，设定被测电机转速为额定转速，加载被测电机转矩，并观测输出功率，当输出功率达到额定值，且电机温度达到热平衡时，记录当前转矩，即为额定转矩。然后，分别以额定转矩为设计输入，依次设定一系列转速点（基速度点以下

3、），记录稳定状态下的功率输出，此功率即为额定工况下不同转速点对应的额定输出功率。最后，记录所有输入点处的电机效率值。当电机转速大于基速点时：以达到稳定时被测电机的额定功率稳定为判断依据，记录不同转速点下的扭矩和电机效率。3、交流异步电机峰值工况下性能测试。首先设定输入转速，然后手动加载被测电机转矩，当被测电机扭矩不再变化，且在不超过电机温度的前提下，可维持30s的条件下，记录下扭矩值，即为该转速点下的峰值扭矩。下一转速点下峰值扭矩的测试需电机等待电机温度降为室内温度后进行，方法同上。最后绘制电机峰值转矩测试曲线。试验完成。三、实验步骤与数据采集实验平台由电源柜、操作平台和测试电机组成。如图为交

4、流异步电机实验平台：（1）打开平台的电源开关。（2）进行试验前，应打开试验电源，采取先小后大的原则，即先打开小开关再打开总的大开关再打开分电路的大开关，以便保护电子仪器。（3）双击打开显示界面的LabVIEW图标，点击进入实验；（4）启动直流电源控制系统，打开一号AFE电源，二号AFE电源；（5）打开三号变频器，调到正转；（6）打开二号点火开关，挂前进挡，按下红色按钮；（7）在进行温升测试之前将设备调整为发电状态；（8）进行温升试验时，输入转矩和转速，如1000r/min,26N*m，然后点击 “开始试验”，试验数据每分钟记录一次，根据试验操作人员的需求，采取数据。数据采集完成后，可点击 “完

5、成实验”。（9）接下来进行电机的性能试验，首先进行额定功率试验，输入转速和转矩300r/min,26N*m，然后点击“开始试验”，待数据稳定后，进行采样，不需要点击“完成试验”，只需要调整转速，每次增加300r/min,待每次数据稳定后进行采样，直至增大到最大转速，然后点击“完成实验”。（10）点击“绘图”，查看额定功率的试验图形。（11）现在在进行电机性能测试的峰值功率试验，在点击“开始试验”前，输入转矩和转速130N*m，300r/min（被测样机如果最大扭矩达不到130N*m，也不需要担心。），然后点击“开始试验”，待数据稳定后，进行采样。然后只需要修改转速即可，以每次增加300r/mi

6、n的方式，直至增直最大转速。采样完成后，点击“完成试验”。（12）点击“绘图”，查看峰值功率的图形。（13）试验完成后，点击“数据存储”，输入相关信息，点击导出表格，得到试验结果。(14)关闭三号变频器，将二号被测电机控制器挂空挡，关闭点火开关。关闭一号AFE电源，关闭二号AFE电源。（15）关闭电源柜电源，采取先大后小原则，即先关闭大电源，在关闭小电源。(16)试验结束后，退出软件，关闭计算机。此外应当注意的是，为出现意外情况，除操作台旁，试验电机旁不要站立学生。还有电机不要长时间处于超速状态下。四、实验数据处理与分析表1展示了电机在不同转速下的峰值性能试验。表1 发电状态下的电机性能参数设定转速(rpm)电机转速(rpm)输出转矩（Nm）输出功率（kW）电机输入电压（V）电机输入电压（A）电机输入电压（kW）电机效率500.00498.0041.002.1330.345114.8082.302100.001000.001002.0083.008.5544.637214.0439.92688.311500.001503.00108.0017.0054.591290.21020.73882.132000.002001.00