电机及其控制器技术规范

1、电机及其控制器技术规范1总则 1.1电动汽车是一种道路车辆，工作条件恶劣，工作负荷与转速变化范围大，且变化剧烈，空间受到很大限制。对电机 及控制器的比功率和性能要求严格，对安全性和可靠性要求 高。同时，实现电机及其控制器的最佳匹配与整合，将两者 作为一个系统来考核、检验和评价是必要的。电机及其控制 器除了遵守和满足现有的相关标准和法规外，提出以下技术 规范，便于科学、准确、全面地对电动汽车电机及其控制器 进行评价和性能对比。本技术规范作为电机及其控制器的产 品型式试验和验收的依据。1.2本规范适用于蓄电池电动汽 车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的驱动电机及其 控制器。其它电动道路车辆的驱

2、动电机及其控制器也可参考 使用。1.3辅助电机在电动汽车上用于驱动空气压缩机、转向液压 泵、雨刷等辅助机械，本规范也可参照使用。2引用标准 GB/T 1 8 4 8 8. 1 - 2 0 0 1 GB/T 2 4 2 3. 1 7 -9 3 TB/T 3001-2000 GB/T 4 9 4 2. 1 - 1 9 85 GB/T 4 9 4 2. 2 - 1 9 9 3 GB/T 1 2 6 6 5 - 1 99 9 GB/T 12668 1990 GB/T 14023-200 0 GB/T 18387-2001 JT/T 325-2002电动汽车用电机及其控制器技术条件 电工电子产品基本环境

3、试验规程试验Ka ：盐雾试验方法铁路机车车辆用电子变流器供电的交流电动机 电机外壳防护分 级低压电器外壳防护等级 电机在一般环境下使用的湿热试验要求变流电动机半导体变 频调速装置总技术条件车辆、机动船和火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特 性的限制和测量电动汽车电磁场辐射强度的限值和测量方法 宽带9kHz30kHz 营运客车类型划分及等级评定轴中心高为56mm及以上电机机械振动一振动测量、评定与限 值 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法GB/T 1 8 4 8 8. 2 - 2 0 0 1电动汽车用电机及其控制器试验方法 GB 10068-2000 GB/T 17 6 19-1

4、GB/T 1 0 0 6 9. 1 - 1 9 8 8旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法GB/T 1 0 0 6 9. 2 - 1 9 8 8旋转电机噪声测定方法及限值噪声简易测定方法GB 1 0 0 6 9. 3 - 1 9 8 8 3 技术文件电机及其控制器研制产品应按照合同要求提供技术文件 及相应的图样制造，出厂时应出具研制产品合格证。旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值电机及其控制器研发单位应在检查验收试验一周前向车 辆总体组及验收试验单位提交电机、控制器的设计说明、技 术条件、电路原理图、安装位置尺寸图、接线线路图以及使 用说明书等完整的技术文件。根据合同与接口协议的规定，以书

5、面报告和图样提交样 机的外形尺寸、接口尺寸及安装尺寸、单机（含附件）总重 量，计算出体积比功率与重量比功率等指标，并符合合同的 要求。检查电机及其控制器冷却方式与冷却部件安装尺寸，必 须符合合同或技术协议的要求。4使用环境条件4.1温度在一 2 5 C+6 （PC条件下，在正常负荷下，电机及其控制 器按合同规定的定额可靠运行，温升符合表1中规定的限 值。4.2相对湿度在100%的相对湿度条件下，电机及其控制器能正常工作。4.3城市工况和市郊工况具体要求见GB/T 18488. 1-2001附录B。4.4盐雾电机及其控制器应具有一定的抗盐雾能力，并能满足GB/T2423. 17-93中的规定。4

6、. 5机械强度在控制器壳体的30X30cm 2面积上加100kg重力，不发生明 显的机械变形。4.6承受振动根据电机及其控制器的安装部位，按照GB/T18488. 2-2001中5. 1.2的规定，承受上下方向的定频振动和扫频振动检验，试 验后不会有机械损坏、变形和紧固部分的脱落现象，通电流 后能正常工作。4.7碰撞安全电动汽车发生碰撞后，电机及其控制器不致因损坏或短路引 起二次破坏，危及乘客及设备安全。5特性与特征值5. 1 特性5. 1.1连续额定特性电机及控制器连续额定特性是指在动力蓄电池组电源或者相 当于动力蓄电池组电 源时，在额定条件下，整个工作转速范围内（每200r/min- 个测

7、试点），测试控制器的输入电压、输入电流、电机输出 轴的转矩、效率、功率与转速的函数关系或特性曲线。5. 1. 2有制动工况的电机及其控制器对于有制动工况的电机，应表示出输入转矩、输出电压、输 出电流、输出功率与转速的函数关系及其曲线。5.1.3连续额定特性曲线在额定转速以下负载转矩为等转矩 运行，在额定转速以上，负载为等功率运行。特性曲线在实 际使用的冷却条件和环境条件下，电机及其控制器连续工作 2h ,温度不超过表1给出的限值。表1连续定额特性和其他定额的温度最高限值 电机部件定子绕组、转子绕组滑环、换向器 测量方法B电阻法电温度计法 1 3 0 1 2 0 F 1 5 5 1 2 0 绝缘

8、等级H 1 8 0 1 2 0 2 0 02 0 0 1 2 0 5.2特征值电机及其控制器特性的参数按照运行条件和性能要求的合同 规定值称为电机特性的特征值。下列特征值应满足厂商与委 托单位协商的合同规定。5. 2.1额定电压在额定运行条件下，电机运转时，在电机、控制器端子间电压。5. 2.2额定转速电机在额定运行条件下，输出轴的转速。5.2.3额定转矩和 额定功率在规定的运行条件下，电机在额定转速时输出额定功率的转 矩为额定转矩。额定转矩与额定转速的乘积为额定功率，由下式计算：M NP e =e e9549式中：P e 一电机额定功率kWM e 电机额定转矩N mN e 电机额定转速r/m

9、in5.2.4电机及控制器整体额定效率n在额定条件下，电机在额定转速工作时，电机转轴的输出功 率P e除以控制器的输入功率P CI ,或等于电机效率与控 制器效率乘积，称为电机及其控制器的整体效率。n =P e=ti m n c P CI式中：n m 电机效率；nc 控制器效率。5. 2.5超速试验额定电压下，电机空载运行的最高转速。应在约1.2倍最大 工作转速下运行2min ,再在额定情况下运行lh ,未出现异常。5. 2.6最大工作转速引用GB/T 18488. 1-2001中5. 22节要求，并持续运转时间不应小于3min。5. 3高效区特性在5.1相同条件下，电机及其控制器的整体效率大

10、于85%的 效率特性曲线范围内的连续额定特性列为高效区特性及其曲 线区（每200r/min一个测试点）。条件允许时，最好在转矩与转速坐标上绘制等效率曲线，含 效率n =0.75至0. 95在内的五条等效率曲线取代高效区特 性。5.4短时过载特性在做下列两项试验前，电机及其控制器为冷态。5.4.1最大 过载转矩电机及其控制器在最大过载电流条件下，电机转速小于等于 额定转速运行时，持续时间为5min ,电机的最大负载转 矩，称为最大过载转矩。绘制不同转速下的最大过载转矩特 性曲线，同时检查温升不超过表2给出的限值。5.4.2最大 过载功率电机及其控制器在最大过载电流条件下，电机转速大于等于 额定转

11、速运行，持续3min以上，电机的输出功率达到最大过 载功率，绘制不同转速下的最大过载功率特性曲线，同时检 查温升不超过表2给出的限值。表2短时过载特性的温度最高限值绝缘等级电机部件B试验初始值定子绕组、转子绕组试验最终值1 3 0 1 5 5 8 0 0 0 8 5 F 1 0 0 H 1 2 0 200 1 3 0 5 5堵转特性为保证电动汽车具有足够的起步转矩。电机及其控制器要达 到合同规定的堵转特性，堵转电流不应超过规定的最大电 流。堵转试验在电机及其控制器接近实际冷却状态下进行。试验时，将转子堵住，施加的堵转电流不超过规定的最大电 流，测试转子在各个不同的角位（沿转子周围均匀分布取5

12、个点）堵住时产生的转矩值，取其最小值，即为堵转转矩， 堵转转矩的持续时间为20s ,电机和控制器的温升不超过表 2规定的限值。6回馈制动特性 6.1电动汽车减速或下坡行驶时，电机处于惯性漩转或被拖 动，电动机转换为发电机工作状态。发电机通过控制器应能 给出125%的额定电源电压，给动力蓄电池组充电。6.2测试 回馈制动特性时，充电的最大电流幅值能达到电机及其控制 器驱动时电源提供的额定电流值的50%,回馈时间为Imin o 7绝缘电阻7.1安全接地电机及其控制器中能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻 不应大于0.1Q,接地导线必须用黄/绿相间的双色线，接地 点应有明显的接地标志。7.2冷态绝缘

13、电阻电机定子绕组对机壳的冷态绝缘电阻应大于20M Qo 7. 3热态绝缘电阻 电机在室温、热态和受潮后都应有足够的绝缘电阻值。额定 功率在200kW以下的电机，在湿热实验后，其热态绝缘电阻 应不低于0.5M Q o控制器中各带电电路与地(外壳)之间的绝缘电阻在环 境温度4(TC和相对湿度95%时，应大于等于IM Qo控制器中带电电路之间及带电零部件与导电零部件或接 地零部件之间的电气间隙与爬电距离应符合GB/T1 2 6 6 8 . 2 一2000中4.3 . 1 3的规定。电机绕组的匝间绝缘应达到GB/T1 4 7 1 1 - 1 9 9 3中9 . 2 . 1的要求。7.7接触电流电机及控

14、制器应具有良好的绝缘性能，在正常工作时，其热态接触电流W 2mA o 7.8绕组对地耐电压耐电压试验通常使用工频正弦交流电(也可采用近似正弦波 的交流电，频率为2 51 0 0Hz )。如果定货前经用户和制造厂双方同意,也可以使用直流电。应在被试绕组和机座之间轮流施加试验电压，而非被试绕组 均与机座相连，仅对所有部件安装到位的新造电动机才施加 满值电压。试验应在上述各项例行试验完成后，且电动机处 于热态时立即进行。根据所选用的试验方法，试验电压为表3所列出电压值的最 大值。试验电压应逐渐地施加上去。初始电压不应超过最终值的1 / 3,达到最终值后，应保持6 Os o如果直流环节和电动机绕组都没

15、有正规接地点，那么，U deUp和U e应取为：假如电路的任一点接地时，在各个电路上可能出现的最高对地电压。7.9匝间耐电压 可在该电动机的产品技术条件中要明确规定。其电压脉冲幅 值一般不低于2倍对地试验电压值，或者在半成品的检验中 规定。脉冲电压施加的时间一般不低于60s。8振动与噪 声 电动汽车的优点之一是噪声低，JT/T3 2 5 1 9 9 9规定 大客车车内最高噪声限值7 0-8 OdB (A )三个级别，交 通部2 0 0 2年新标准JT/T 325-2002将高三级大客 车车内噪声限值由7 OdB(A)减低到6 8dB(A)o欧洲大客车 车外噪声限值从目前的8 OdB(A)降低到

16、7 8 dB(A)。最近国 家正在修订新的机动车噪声标准，对噪声限值的要求越来越 高。电机及其控制器在启动、加速、最大工作转速和最大过载 转矩工况下，产生的噪声应在标准GB 1 0 0 6 9. 3 - 1 9 8 8所规定限值基础上再降低3 dB o电机及其控制器在启动、加速、最大工作转速和最大过载 转矩工况下运行时，产生的振动应符合GB 1 0 0 6 8. 2的 振动限值。9电磁场辐射与抗干扰9.1电机及其控制器在运行中产生的电磁辐射不超过GB 1 4 023 2000中第4章规定的辐射干扰的允许值。9. 2根据68 17619 1998第4章规定的测量方法 和该标准中表1规定的抗干扰电平进行试验，电机及其控制 器在正常使用条件下能正常工作。10防水防尘10. 1电机应符合GB 4 9 4 2. 1