电机控制器可靠性测试流程.doc

电机控制器可靠性测试文件编号 _版 次 _受控编号 _编 制 _ _年_月_日审 核 _ _年_月_日审 定 _ _年_月_日批 准 _ _年_月_日年 月 日发布 年 月 日实施 电机控制器可靠性测试 目录目录.11 简介.22 系统组成.22.1 试验电源.22.2电力测功机系统.22.3机械台架系统.22.4电机参数测量采集系统.23 实验准备.23.1 仪器准确度.23.2 测量要求.23.3 试验电源.33.4 布线.33.5 冷却装置.34 试验项目.35 盐雾试验.35.1 试验目的.35.2 适用范围.35.3 操作设备.35.4 操作程序.45.4.1准备工作.45.4.2操作步骤.45.4.3注意事项 .45.5结果记录.45.6试验报告.56 温升试验.56.1 试验目的.56.2 适用范围.56.3 试验设备.56.4 操作程序.56.5 注意事项.66.6 试验报告.67 振动试验.67.1试验目的.67.2适用范围.67.3试验设备.67.4试验程序.67.5 试验报告.68 老化试验.78.1试验目的.78.2适用范围.78.3试验设备.78.4试验程序.78.5试验报告.71 简介 电动汽车电机及控制器电驱动试验系统适用于电动汽车用电机及控制器的性能研究和考核试验，提供可靠的试验依据。本文主要用于电动汽车用电机及其控制器的性能、可靠性测试。试验系统采用交流/直流电力测功机作为负载设备，具有显著的节能效果，良好的双向加载特性，优越的低速加载能力，高速的转矩响应速度，超强的反拖能力。试验系统基于CAN总线、SPI总线，LabVIEW上位机监测等可以更好的与汽车行业标准兼容。2 系统组成2.1试验电源试验电源可采用电池，也可采用静止直流电源模拟电池对电动汽车电机控制器进行多种功能试验。 2.2电力测功机系统电力测功机系统用于给被试电机增加负载而设计，主要由电力测功机控制和电力测功电机两部分组成，与直流电源系统构成共直流母线模式。2.3机械台架系统机械台架主要用来安装被试电机、负载电机、扭矩传感器等；针对被试电机高速等特点设计采用快速拆卸装置，高速轴承，膜片联轴器，安全可靠，快速灵活。2.4电机参数测量采集系统包括电机测试系统的所有参数、采集、计算等。配备高精度，高宽带电压、电流传感器，高性能功率分析仪用于对测功机和被测电机的电参数进行同步采集等，保证数据的精确性。3 实验准备3.1 仪器准确度测量电压、电流有效值可采用磁电式仪表或能读出有效值的其他仪表，包括数字式仪表。试验时，采用的电气测量仪表、仪表准确度不低于0.5级（兆欧表除外），直流分流器准确度不低于0.2级。数字式转速测量仪的准确度应不低于0.1%1个字；转矩测量仪及测功机的准确度应不低于1%(直测效率时应不低于0.5%)；温度计的误差在1以内。选择仪表时，应使测量值位于20%95%仪表范围内。3.2 测量要求a）在电流表量程允许范围内，应尽量不采用分流器。在用分流器测量电流时，测量线的电阻应按所用毫伏表选配。b）试验时，各仪表的读数应同时读取。3.3 试验电源所使用的直流电源应符合车辆用电池的电压和电流特性，电源输出阻抗要与规定的电池阻抗尽可能相同3.4 布线测试中的布线应与车辆中的布线相近，如果布线不可避免地与车辆中布线不同，应注意电源控制器的外线路阻抗与车辆中布线阻抗尽可能相等。3.5 冷却装置电机及其控制器的冷却条件应模拟车辆具体使用条件，电机及其控制器冷却装置的型号应记录于电动汽车电机功率参数测试报告上。4 试验项目本试验项目包含盐雾试验，温升试验，振动试验和老化试验四个项目。5 盐雾试验 盐雾试验应按GB/T 2423.17-1993的规定进行。保证试验箱内电机及其控制器处于正常安装状态。5.1 试验目的 规范使用盐雾试验箱，以正确检测电机及其控制器的耐腐蚀试验，保证公司产品质量符合客户需求。5.2 适用范围适用于公司内部电机及其控制器等所需的盐雾腐蚀试验箱。5.3操作设备（1）经过鉴定符合有关标准的盐雾腐蚀试验箱。（2）可拍照的数码相机。（3）PH试纸。（4）带刻度塑料桶。（5）高精度电子称。（6）大功率直流电源。5.4操作程序5.4.1准备工作 （1）首先调制氯化钠水溶液，在专用的桶中加入适量纯净水和氯化钠,氯化钠水溶液浓度为（51）%。使用的氯化钠，其中碘化钠含量不超过0.1%，杂质含量不超过0.3%。同时用PH试纸测试其PH是否在6.5-7.2之间；若PH值若小于6.5则加入少量的氢氧化钠，PH值若大于7.2则加入少量的盐酸。（2）在工作室内加入2cm左右高度的水，向空气饱和器内注入蒸馏水至水位标度上限刻度。工作室的封槽注水至槽深的二分之一处。（3）将5000ml带开关的下口玻璃瓶与盐水水位自动补给器用胶管连接好。（4）检查喷雾塔各配件连接情况，保证气路畅通，用胶管与排雾孔连接好并导出室外。（5）将空压机出口管与空气饱和器内进口相连。 5.4.2 操作步骤（1）接通电源，根据要求设定试验箱试验温度和饱和器温度，设定喷雾时间，开启加热按钮。（2）接通空压机电源，启动空压机开关，当空压机达到工作压力是喷雾塔开始喷雾。（3）试验结束后，先关闭空压机开关，在压缩空排尽后再关掉喷雾开关和电源开关。用水清洗试验槽、喷雾塔和放置装置等，排除全部工作室积水。5.4.3注意事项（1）空气饱和器内注入蒸馏水或去离子水，不得注入自来水。以免加热器内部部件产生水垢。（2）试验完毕后，应将空压机的储气桶下方的泄水阀打开，消除桶内积水。 5.5结果记录 (1)观察试验后电机及控制器表面腐蚀后外观。腐蚀缺陷是否有如点蚀、裂纹、气泡等的分布和数量和状态。并根据腐蚀缺陷所覆盖的面积据下列公式评定腐蚀等级。 R=3（2-logA） 式中：R保护等级 A缺陷总面积百分比 根据上式公式得出R值并修约为最接近的整数，如下表所示。 缺陷面积百分比 A (%)腐蚀评级 R无缺陷100 A 0.190.1 A 0.2580.25 A 0.570.5 A 1.061.0 A 2.552.5 A 5.045.0 A 10310 A 25225 A 50150 A0备注：（1）在某些情况下，可能难以计算出准确的面积，尤其是深度加工的试样，如螺纹、孔等，在这种情况下检查者要尽可能精确的估计此面积；在计算缺陷面积时涉及到的“总面积”是指试件在箱体内喷雾所能覆盖到的试验面积，其它所不能覆盖的面积不计在内。(2)在清理电机及其控制器表面后，在正常环境中放置12h，检查通电后是否正常工作。5.6试验报告将试件的实验结果记录归档保存，可据情况拍照记录图片。6 温升试验本试验标准基于GB/T 1029-2005中的第六章和GB/T 13422-2013中的5.1.9的温升试验进行。保证电机控制器处于产品规定的工作制和冷却条件下进行。6.1 试验目的本作业指导书描述了电机及其控制器在发热试验中的工作程序，用以确定产品各部件的温升是否符合标准规定的允许值。6.2 适用范围适用于本公司符合标准的电机控制器产品。6.3 试验设备（1）大型高低温试验箱。（2）电机温升测试仪。（3）胶水和催化剂。（4）交直流电参数测量仪。（5）大功率直流电源。6.4 操作程序准备工作：将电机控制装备按照客户规定正确安装，并尽量按电动汽车走线布线。根据标准对被测产品的被测位置，用胶水将热电偶牢固的粘接在产品各测试点。电机控制器测试点：（1）直流输入端子。（2）非晶带材。（3）输入电容。（4）控制板DSP芯片。（5）控制板各电源模块部分（若电源部分使用的是由开关电源电路设计，则测试电源变压器，MOS管，输出整流二极管等，具体要求实际规定）。（6）驱动板部分（驱动芯片等）。（7）IGBT部分（接线螺丝处等）（8）输出接线端子。（9）控制器机壳顶面和底面出。试验中若出现任何异常现象，需立即切断电源，防止发生意外情况。常温试验：（1）将电机控制器置于常规工作温度，记录环境温度，按规定要求接直流电源和负载。（2）给定输入电源和额定负载，按规定工作制运行，检查各部件温度，直至热平衡。温度变化不超过1K/h，即达到热平衡。（3）热平衡后，根据电机标准调整过载电流间隔时间，测量各部件温度。（4）记录两次试验结果。低温试验：（1）将电机及控制器放入低温箱内，检查闸刀，变压器电源是否插好，关上安全门。（2）选择正确参数，按制冷按钮调节试验箱温度降至-40，将试件放入至少保持30min后，在低温箱内通电运行，检查能否正常工作4h。（2）记录试验结果。（不需记录控制器各部件温度）高温试验：（1）仅将电机控制器放入高温箱内，按制热按钮，调整高温箱温度值50，空载运行，检查各部件温度，直至热平衡。 （2）记录试验结果，并记录各部件最终平衡温度。6.5注意事项（1）运行中请勿打开安全门。（2）禁止使用可燃易爆设备。（3）表面高温请勿触碰。（4）维修检查先切断电源。6.6试验报告记录试验结果，并详细记录控制器各部件在不同环境下温度变化情况。找出温度超出标准范围的器件部分。填写反馈记录并上报有关部门给予更改。7 振动试验本试验是为了检验电机控制器能否适应其恶劣的振动工作环境。7.1试验目的本试验是为了检验电机控制器振动过程，以便更好地检验产品质量。7.2适用范围本试验适用于本公司内部符合标准的电机控制器振动试验。7.3试验设备（1）电磁式扫频振动试验机。（2）大功率直流电源。7.4试验程序 准备工作：电机安装 （1）根据设备要求，将电机控制器固定在振动设备上，固定需牢固可靠。并保证固定面水平。 （2）根据电机控制器的工作环境等级设定其振动频率、振动幅值。 （3）振动30min后，取下控制器。（4）拆开控制器并检查是否有无掉落、断裂、松动的现象。 （5）若无上述结果，再将电机控制器连接额度电源和负载，检查其是否正常工作。 （6）记录振动试验结果。7.5 试验报告跟据试验结果分析控制器是否在安装固定、PCB器件焊接，线束分布和模块分布等方面存在结构设计上的缺陷和不足，填写反馈记录给予研发部门改定。8 老化试验本试验是电机在规定的工作制下，电机控制器可以长时间稳定工作。8.1试验目的老化试验是为了检验控制器在规定的工作制和负载下，长时间工作状况。8.2适用范围本试验适用于公司内部常规电机控制器产品的老化试验。8.3试验设备（1）大型高低温老化箱。（2）功率分析仪。（3）大功率直流电源柜。8.4试验程序