高速驱动电机台架标定、测试及满足标准
高速驱动电机台架标定、测试及满足标准
导读：随着电动汽车技术的快速发展，高速驱动电机的性能和可靠性成为决定电动汽车动力系统的关键因素。本文详细介绍了高速驱动电机台架标定的目的、方法以及相关测试标准，为从事电动汽车驱动电机研发和测试的专业人士提供参考。
为什么需要对电机标定?
电机标定的目的是为了电机控制器控制能够高效的对电机进行控制：
- 能够准确评估/控制目前电机的扭矩输出；
- 最小的电流获得最大的扭矩；
不同的电机自身的一些本体参数不同，如：极槽数、电感电阻磁链，如果不进行标定，可能电机和控制器也能运行起来，但应该达不到想要的要求。比如指令给100Nm，电机实际扭矩只出到70Nm，而且效率也不高。
想要整个电驱系统运行在最佳状态(提高效率，提高控制精度)，就要通过台架进行标定。
永磁电机的标定主要分两部分：
1. 电机零位的标定
方法有直流法、高频注入、反电势计算等。
旋转变压器（简称：旋变）
2. 电机性能的标定
MTPA（ maximum torque per ampere ）标定
- 恒转矩区：基速以下，只受电流极限圆限制，采用 MTPA控制，使电机输出最大转矩。
MTPV（ maximum torque per voltage ）标定
粗标：弱磁转速范围内，给定一个转速，以一定的电流间隔分别给定id、iq电流，扫整个电流极限圆内所有点，同时保证电压在电压极限椭圆内，记录每个电流矢量下的实测力矩。转速逐渐提高直至到最高转速。
高速驱动电机台架测试及满足标准
高速电机的测试需要高转速的电机台架。两年前据不完全调研，目前驱动电机用台架最高转速有25000rpm一台、23000rpm几台。如果有再高转速的电机，找台架资源来测试可能会是个头疼的问题。
根据最新GB/T18448 2024中超速要求，台架最高转速至少是被测电机最高转速的1.1倍。
5.1.6 超速
驱动电机系统应能承受不低于1.1倍最高工作转速试验，持续时间不少于2min。
台架测试需满足以下标准：
- GB/T 18488.1-2024 电动汽车用驱动电机系统
- GB/T 29307-2022 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法
- QC/T 1069-2017 电动汽车用永磁同步驱动电机系统
- QCT 1068-2017 电动汽车用异步驱动电机系统
《GB/T 18488-2024 电动汽车用驱动电机系统》
在2024.5.28发布了新的GB/T 18488-2024《电动汽车用驱动电机系统》国家标准，于2024.5.28正式实施。
《GB/T 29307-2012 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》
首先性能初试Initial Performance Test 性能初试按照GB/T18488.1和GB/T 18488.2的要求进行。测得的性能应符合被测驱动电机系统的技术条件要求。其次，可靠性试验Reliability Test 转矩负荷循环按照以下图（步骤S1-S4）和表进行。总机运行时间为402 h，按照顺序连续试验。
《GB/T 29307-2012 电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》
被测驱动电机系统实际运行时间应不低于402 h
S1-额定工作电压，1.1倍的额定转速nN，即ns=1.1nN，循环320 h
S2-最高工作电压，试验转速ns=1.1nN，循环40 h
S3-最低工作电压，试验转速ns=(最低工作电压/额定工作电压）*nN，循环40h
S4-额定工作电压、最高工作转速和额定功率状态，持续运行2h
计算平均首次故障时间、故障停车次数及故障平均间隔时间
最后，性能复试Second Performance Test ，按照GB/T18488.1和GB/T 18488.2的要求进行。
《QC/T 1069—2017 电动汽车用永磁同步驱动电机系统》
此主要体现了永磁电机的特殊性，增添了一些GB/T18488中没有但却很重要的一些项目，如：如齿槽转矩、反电势、初始位置角度、空载反电势容差、转矩脉动、驱动电机系统空载损耗、驱动电机空载损耗、稳态短路电流限值、稳态短路电流容差、永磁体老化退磁，系统安全性及一致性问题。
本标准针对车用永磁同步电机，有效完善了永磁同步电机的指标体系。