GB/T 18488.2-2015英文版
電動汽車用驅動電機系統 第2部分:試驗方法
(資料圖片)
Drive motor system for electric vehicles -- Part 2: Test methods
1 范圍
GB/T 18488的本部分規定了電動汽車用驅動電機系統試驗用的儀器儀表、試驗準備及各項試驗
方法。
本部分適用于電動汽車用驅動電機系統、驅動電機、驅動電機控制器。對僅具有發電功能的車用電
機及其控制器,可參照本部分執行。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB 755-2008 旋轉電機 定額和性能
GB/T 2423.1-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗A:低溫
GB/T 2423.2-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗B:高溫
GB/T 2423.10-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Fc:振動(正弦)
GB/T 2423.17-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ka:鹽霧
GB/T 2900.25 電工術語 旋轉電機
GB/T 2900.33 電工術語 電力電子技術
GB/T 3859.1-2013 半導體變流器 通用要求和電網換相變流器 第1-1部分:基本要求規范
GB/T 4208-2008 外殼防護等級(IP代碼)
GB/T 4942.1-2006 旋轉電機整體結構的防護等級(IP代碼) 分級
GB/T 13422-2013 半導體電力變流器 電氣試驗方法
GB/T 18488.1-2015 電動汽車用驅動電機系統 第1部分:技術條件
GB/T 19596 電動汽車術語
GB/T 22719.1-2008 交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣 第1部分:試驗方法
GB/T 28046.3-2011 道路車輛 電氣及電子設備的環境條件和試驗 第3部分:機械負荷
GB/T 29307-2012 電動汽車用驅動電機系統可靠性試驗方法
3 術語和定義
GB/T 2900.25、GB/T 2900.33、GB/T 19596和GB/T 18488.1界定的術語和定義適用于本文件。
4 試驗準備
4.1 試驗環境條件
如無特殊規定,所有試驗應在下列環境條件下進行:
a) 溫度:18℃~28℃;
b) 相對濕度:45%~75%;
c) 氣壓:86kPa~106kPa;
d) 海拔:不超過1000m,若超過1000m,應按GB 755-2008的有關規定。
4.2 試驗儀器選擇
4.2.1 儀器準確度
儀器的準確度或誤差應不低于表1的要求,并滿足實際測量參數的精度要求,尤其對于電氣參數測
量的儀器儀表,應能夠滿足相應的直流參數和交流參數測量的精度和波形要求。
4.2.2 測量要求
a) 若用分流器測量電流,測量線的電阻應按所用測量儀器選配。
b) 測量時,各儀器的讀數應同時讀取。
4.3 試驗電源
4.3.1 試驗過程中,試驗電源由動力直流電源提供,或者由動力直流電源和其他儲能(耗能)設備聯合
提供;試驗電源的工作直流電壓不大于250V時,其穩壓誤差應不超過±2.5V;試驗電源的工作直流電
壓大于250V時,其穩壓誤差應不超過被試驅動電機系統直流工作電壓的±1%。
4.3.2 試驗電源能夠滿足被試驅動電機系統的功率要求,并能夠工作于相應的工作電壓狀態。
4.4 布線
4.4.1 試驗中布線的規格應與車輛中的實際布線一致,布線長度宜與車輛中的實際布線相同。
4.4.2 如果試驗中的布線對測量結果產生實質性影響,則應調整相應的外線路阻抗,使之與車輛中布
線的阻抗盡可能相等。
4.5 冷卻裝置
驅動電機和驅動電機控制器的冷卻條件宜模擬其在車輛中的實際使用條件,驅動電機和驅動電機
控制器冷卻裝置的型號、冷卻液的種類、流量和溫度應記錄于試驗報告中。
4.6 信號屏蔽
為確保驅動電機系統能夠正常試驗,必要時,制造商應對關聯信號進行模擬或者通過其他方法進行
屏蔽。
5 一般性試驗項目
5.1 外觀
以目測為主,對于具有明確強度要求的技術參數,如緊固件的連接強度等,應輔之以力矩扳手等必
要的工具。
5.2 外形和安裝尺寸
根據被試電機系統的外形和安裝尺寸要求,以及尺寸范圍,選擇滿足測量精度要求的游標卡尺、螺
旋測微儀、米尺等量具進行測量。
5.3 質量
采用滿足測量精度要求的衡器量取驅動電機和驅動電機控制器的質量,衡器測量誤差應不超過被
試樣品標稱質量的±2%。
5.4 驅動電機控制器殼體機械強度
試驗時,分別在驅動電機控制器殼體的3個方向上按照GB/T 18488.1-2015中5.2.4的規定,緩
慢施加相應壓強的砝碼,其中砝碼與驅動電機控制器殼體的接觸面積最少不應低于5cm×5cm,檢查
殼體是否有明顯的塑性變形。
5.5 液冷系統冷卻回路密封性能
5.5.1 該項試驗宜將驅動電機和驅動電機控制器的冷卻回路分開后單獨測量。
5.5.2 試驗前,不允許對驅動電機或驅動電機控制器表面涂覆可以防止滲漏的涂層,但是允許進行無
密封作用的化學防腐處理。
5.5.3 試驗使用的介質可以是液體或氣體,液體介質可以是含防銹劑的水、煤油或黏度不高于水的非
腐蝕性液體,氣體介質可以是空氣、氮氣或惰性氣體。
5.5.4 用于測量試驗介質壓力的測量儀表的精度應不低于1.5級,量程應為試驗壓力的1.5~3倍。
5.5.5 試驗時,試驗介質的溫度應和試驗環境的溫度一致并保持穩定;將被試樣品冷卻回路的一端堵
住,但不能產生影響密封性能的變形,向回路中充入試驗介質,利用壓力儀表測量施加的介質壓力,使用
液體介質試驗時,需要將冷卻回路腔內的空氣排凈。然后,逐漸加壓至GB/T 18488.1-2015中5.2.5
規定的試驗壓力,并保持該壓力至少15min。
5.5.6 壓力保持過程中,壓力儀表顯示值不應下降,期間不允許有可見的滲漏通過被試品殼壁和任何
固定的連接處。如果試驗介質為液體,則不得有明顯可見的液滴或表面潮濕。
5.6 驅動電機定子繞組冷態直流電阻
驅動電機定子繞組冷態直流電阻宜在實際冷狀態下測量,并記錄測量時的環境溫度數值。
5.6.1 環境溫度的測量
將驅動電機在溫度均勻的空間中放置一段時間,使驅動電機內外和環境溫度一致,記錄溫度數值。
判斷溫度一致的標準滿足下列條件之一即可:
a) 用溫度計(或埋置檢溫計)測量電機繞組、鐵芯和環境溫度,所測溫度與環境溫度之差應不超過
2K,必要時,溫度計應有與外界隔熱的措施,且放置溫度計的時間不少于15min。測量繞組
溫度時應根據電機的大小,在不同部位測量繞組端部和繞組槽部的溫度(如有困難時,可測量
鐵芯齒和鐵芯軛部表面溫度),取其平均值作為繞組的實際冷狀態下的溫度。
b) 驅動電機處于不工作狀態且在環境溫度穩定的空間中放置時間超過12h。
5.6.2 繞組直流電阻的測量
5.6.2.1 使用微歐計測量繞組直流電阻,測量時,通過繞組的試驗電流應不超過其額定電流的10%,通
電時間不超過1min。
5.6.2.2 測量時,驅動電機轉子靜止不動。繞組各相各支路的始末端均引出時,應分別測量各相各支路
的直流電阻。
5.6.2.3 如果各相繞組在電機內部連接,那么應在每個出線端間測量電阻。對于三相電機,各相電阻值
按下式計算[見式(1)~式(6)]:
5.7 絕緣電阻
5.7.1 測量時被試樣品的狀態
5.7.1.1 絕緣電阻試驗應分別在被試樣品實際冷狀態或熱狀態(如溫升試驗或高低溫試驗或濕熱試驗
后)下進行。
5.7.1.2 常規測試時,如無其他規定,絕緣電阻僅在實際冷狀態下測量,并記錄被試樣品周圍介質的
溫度。
5.7.1.3 若需要在熱狀態下或者冷卻回路通有冷卻液的情況下測量絕緣電阻,則周圍介質溫度指試驗
時被試樣品所在空間的溫度或者冷卻液的溫度。
5.7.2 兆歐表的選用
5.7.2.1 應根據被測繞組(或測量點)的最高工作電壓選擇兆歐表。
5.7.2.2 當最高工作電壓不超過250V時,應選用500V兆歐表,當最高工作電壓超過250V,但是不
高于1000V時,應選用1000V兆歐表。
5.7.2.3 測量時,應在兆歐表指針或者顯示數值達到穩定后再讀取數值。
5.7.3 驅動電機定子繞組對機殼的絕緣電阻
5.7.3.1 如果各繞組的始末端單獨引出,則應分別測量各繞組對機殼的絕緣電阻,不參加試驗的其他繞
組和埋置的檢溫元件等應與鐵芯或機殼作電氣連接,機殼應接地。
5.7.3.2 當中性點連在一起而不易分開時,則測量所有連在一起的繞組對機殼的絕緣電阻。
5.7.3.3 測量結束后,每個回路應對接地的機殼作電氣連接使其放電。
5.7.4 驅動電機定子繞組對溫度傳感器的絕緣電阻
5.7.4.1 如果驅動電機埋置有溫度傳感器,則應分別測量定子繞組與溫度傳感器之間的絕緣電阻。
5.7.4.2 如果各繞組的始末端單獨引出,則應分別測量各繞組對溫度傳感器的絕緣電阻,不參加試驗的
其他繞組和埋置的其他檢溫元件等應與鐵芯或機殼作電氣連接,機殼應接地。
5.7.4.3 當繞組的中性點連在一起而不易分開時,則測量所有連在一起的繞組對溫度傳感器的絕緣
電阻。
5.7.4.4 測量結束后,每個回路應對接地的機殼作電氣連接使其放電。
5.7.5 驅動電機控制器絕緣電阻
5.7.5.1 試驗前,控制器與外部供電電源以及負載應分開,不能承受兆歐表高壓沖擊的電器元件(如半
導體整流器,半導體管及電容器等)宜在測量前將其從電路中拆除或短接。
5.7.5.2 試驗時,分別測量控制器動力端子與外殼、控制器信號端子與外殼、控制器動力端子與控制器
信號端子之間的絕緣電阻,不參加試驗的部分應連接接地。
5.7.5.3 測量結束后,每個回路應對接地的部分作電氣連接使其放電。
5.8 耐電壓
5.8.1 驅動電機繞組的匝間沖擊耐電壓
5.8.1.1 驅動電機電樞繞組的匝間沖擊耐電壓(有刷直流驅動電機電樞繞組除外)
按照GB/T 18488.1-2015中5.2.8.1的規定設置試驗參數,并按照GB/T 22719.1-2008中5.2.1、
5.2.2或5.2.3規定的連接方式及其相應的試驗方法進行試驗。
5.8.1.2 驅動電機勵磁繞組的匝間沖擊耐電壓
按照GB/T 18488.1-2015中5.2.8.1的規定設置試驗參數,將沖擊試驗電壓直接施加于勵磁繞組
的引出線間,與被試繞組相關的未試線圈或繞組的引出線端應短接,并連同鐵芯接地。
5.8.1.3 有刷直流驅動電機電樞繞組的匝間沖擊耐電壓
按照GB/T 18488.1-2015中5.2.8.1的規定設置試驗參數,并采用跨距法或片間法進行試驗。試
驗時,將沖擊試驗電壓直接施加于換向器片間,電樞軸應接地。
a) 跨距法:
選取跨距內換向片的數目應根據繞組類型和試驗設備具體確定,一般推薦5~7片。為了使每
一片間都經受一個相同條件的電壓試驗,推薦逐片進行實驗(可根據均壓線的連接方式減少試
驗次數)。
b) 片間法:
依次對換向器上一對相鄰換向片進行試驗。試驗時,若未試線圈中產生高的感應電壓,則應在
被試換向片兩側的換向片上設置接地裝置,并良好接觸。
5.8.2 驅動電機繞組對機殼的工頻耐電壓
5.8.2.1 試驗準備
5.8.2.1.1 試驗應在工頻耐壓儀上進行,試驗前應做好必要的安全防護措施,并測量繞組的絕緣電阻。
除非另有規定,試驗應在驅動電機靜止狀態下進行。
5.8.2.1.2 試驗用工頻耐壓儀的變壓器應有足夠的容量,如果被試驅動電機繞組的電容較大時,則其額
定容量SN(kVA)應大于式(7)的計算值:
5.8.2.2 試驗方法
5.8.2.2.1 試驗時,電壓應施加于繞組和機殼之間,試驗電壓的頻率為工頻,電壓波形應盡可能接近正
弦波形。此時,不參加試驗的其他繞組和埋置的檢溫元件等均應與鐵芯或機殼連接,機殼應接地。當電
樞繞組各相或各支路始末端單獨引出時,應分別進行試驗。如果三相繞組的中性點不易分開,三相繞組
應同時施加電壓。
5.8.2.2.2 按照GB/T 18488.1-2015中5.2.8.2.1表1規定的全值試驗電壓加載于驅動電機繞組和機
殼之間。加載過程中,施加的電壓應從不超過試驗電壓全值的一半開始,然后以不超過全值5%的速度
均勻地或分段地增加至全值,電壓自半值增加至全值的時間應不少于10s,全值試驗電壓應持續
1min。
5.8.2.2.3 當對批量生產的5kW(或kVA)及以下電機進行常規試驗時,1min試驗可用約5s的試驗
代替,試驗電壓值應符合GB/T 18488.1-2015中5.2.8.2.1表1的要求。也可用1s試驗來代替,但試
驗電壓值應為GB/T 18488.1-2015中5.2.8.2.1表1要求的120%。試驗完畢,待電壓下降到全值的
1/3以下時,方可斷開電源,并對被試繞組進行放電。
5.8.2.2.4 試驗過程中,如果發現電壓或漏電流急劇增加、絕緣冒煙或發生響聲等異常現象時,應立即
降低電壓,斷開電源,將被試繞組放電后再對繞組進行檢查。
5.8.2.2.5 記錄試驗過程中漏電流的大小。
5.8.3 驅動電機繞組對溫度傳感器的工頻耐電壓
5.8.3.1 若驅動電機的溫度傳感器埋置于定子繞組中,則應進行驅動電機繞組對溫度傳感器的工頻耐
電壓試驗。
5.8.3.2 試驗時,將1500V耐電壓全值按照5.8.2.2的方法施加于驅動電機繞組與溫度傳感器之間,
驅動電機繞組和其他元件等均應與鐵芯或機殼連接,機殼應接地。
5.8.3.3 對于驅動電機繞組中埋置多個溫度傳感器的情況,則應對每個溫度傳感器從事耐電壓試驗。
5.8.3.4 記錄試驗過程中漏電流的大小。
5.8.4 驅動電機控制器的工頻耐電壓
5.8.4.1 試驗過程中,驅動電機控制器的各個動力端子應短接,各個信號端子應短接。根據
GB/T 18488.1-2015中表2的試驗電壓要求設置試驗電壓,按照5.8.2.2的試驗方法,在驅動電機控制
器動力端子與外殼、控制器信號端子與外殼、控制器動力端子與控制器信號端子之間進行試驗。對于控制器信號地與外殼短接的情況,不進行控制器信號端子與外殼的耐電壓測試。
5.8.4.2 在驅動電機控制器動力端子與外殼,以及控制器信號端子與外殼的耐電壓試驗過程中,不參加
試驗的其他端子或部件應與外殼連接,外殼接地。
5.8.4.3 在驅動電機控制器動力端子與控制器信號端子之間的耐電壓試驗過程中,動力端子和不參加
試驗的其他元件應與外殼連接,外殼接地。
5.8.4.4 對有些因電磁場感應等情況而導致高電壓進入低壓電路的部件(如脈沖變壓器、互感器等),可
在試驗前予以隔離或者拔除。
5.8.4.5 記錄試驗過程中漏電流的大小。
5.9 超速
5.9.1 宜在驅動電機運轉一段時間,驅動電機軸承潤滑均勻后開始超速試驗。
5.9.2 超速試驗前應仔細檢查驅動電機的裝配質量,特別是轉動部分的裝配質量,應采取相應的防護
措施,防止轉速升高時有雜物或零件飛出。
5.9.3 超速試驗時,對被試驅動電機的控制及對振動、轉速和軸承溫度等參數的測量應采用遠距離測
量方法。
5.9.4 超速試驗可根據具體情況選用被試驅動電機空載自轉或原動機(測功機)拖動法。
a) 采用被試驅動電機空載自轉的方法:
試驗時,被試驅動電機在驅動電機控制器的控制下,平穩旋轉至1.2倍最高工作轉速,并在此
轉速點空載運行不低于2min。
b) 采用原動機(測功機)拖動法:
被試驅動電機不通電,在原動機(測功機)拖動下平穩旋轉至1.2倍最高工作轉速,并在此轉速
點空載運行不低于2min。
5.9.5 升速過程中,當驅動電機達到額定轉速時,應觀察電機運轉情況,確認無異常現象后,再以適當
的速度提高轉速,直至規定的轉速。
5.9.6 超速試驗后應仔細檢查驅動電機的轉動部分是否有損壞或產生有害的變形,是否出現緊固件松
動以及其他不允許的現象。
6 溫升試驗
6.1 驅動電機繞組電阻的測量
6.1.1 電機繞組的溫升宜用電阻法測量。此方法依據試驗期間驅動電機繞組的直流電阻隨著溫度的
變化而相應變化的增量來確定繞組的溫升。
6.1.2 試驗前,按照5.6的方法測量驅動電機某一繞組的實際冷態直流電阻(或者試驗開始時的繞組直
流電阻),如果各相繞組在電機內部連接,那么可以測量某兩個出線端之間的直流電阻,并記錄繞組
溫度。
6.1.3 試驗時,使驅動電機系統在一定的工作狀態下運行,電機斷能后立即停機,盡量降低停機過程對
驅動電機繞組溫度變化的影響。在斷能時刻開始記錄時間,并記錄冷卻介質溫度。盡快測量驅動電機
繞組的電阻隨時間的變化情況,繞組電阻的測量點與試驗前的繞組電阻測量點相同。第一個記錄時間
點應不超過斷能時刻30s,從第一個記錄點開始,最長每隔30s記錄一次數據,直至繞組電阻變化平緩
為止,記錄時間總長度宜不低于5min。
6.2 驅動電機繞組溫升計算
6.2.1 對于驅動電機繞組是銅繞組的情況,電機斷能瞬間的溫升由式(8)計算獲得:
6.2.2 對于驅動電機繞組是銅以外的其他材料,應采用該材料在0℃時的電阻溫度系數的倒數來代替
式(8)中的數值235,對于鋁質繞組,除另有規定外,應采用225。
6.3 冷卻介質溫度的測定
6.3.1 對采用周圍環境空氣或氣體冷卻的驅動電機(開啟式電機或無冷卻器的封閉式電機),環境空氣
或氣體的溫度應采用不少于4個測溫計測量,測溫計應分布在驅動電機周圍不同的地點,測點距離驅動
電機1m~2m,測點高度位于驅動電機高度1/2位置,并防止一切輻射和氣流的影響。多個測溫計讀
數的平均值作為當前溫度。
6.3.2 采用強迫通風或具有閉路循環風冷系統的驅動電機,應在驅動電機進風口處測量冷卻介質
溫度。
6.3.3 采用液體冷卻的驅動電機,應取冷卻液進口處作為繞組冷卻介質的溫度。
6.3.4 試驗結束時的冷卻介質溫度,應取斷能時刻的冷卻介質溫度。
6.4 驅動電機斷能時刻繞組電阻的外推計算方法
6.4.1 利用6.1測量得到的驅動電機斷能后繞組電阻隨時間的變化數據,繪制電阻與時間關系曲線,繪
制曲線時,推薦采用半對數坐標,電阻標在對數坐標上,并在坐標圖中將此曲線外推至驅動電機斷能時
刻,所獲得的電阻即為驅動電機斷能時刻的電阻。
6.4.2 如果驅動電機停止轉動后測得的電阻連續上升,則應以測得電阻的最高值作為斷能時刻的
電阻。
6.4.3 通過外推法獲得驅動電機斷能時刻的電阻值,利用式(8)獲得驅動電機斷能時刻的繞組溫升。
6.4.4 如果驅動電機斷能后第一次測量得到繞組電阻讀數的時間超過斷能時刻30s,則本部分規定的
方法只有在制造商與用戶取得協議后才能采用。
7 輸入輸出特性試驗
7.1 工作電壓范圍
7.1.1 臺架試驗時,將驅動電機系統的直流母線電壓分別設定在最高工作電壓處和最低工作電壓處,
在不同工作電壓下,測試在不同工作轉速下的最大工作轉矩,記錄穩定的轉速和轉矩數值。
7.1.2 在驅動電機系統轉速范圍內的測量點數不少于10個,繪制轉速-轉矩特性曲線,檢查轉矩輸出是
否能符合產品技術文件的規定。
7.2 轉矩-轉速特性及效率
7.2.1 測試點的選取
7.2.1.1 轉速測試點的選取
試驗時,在驅動電機系統工作轉速范圍內一般取不少于10個轉速點,最低轉速點宜不大于最高工
作轉速的10%,相鄰轉速點之間的間隔不大于最高工作轉速的10%。測試點選擇時應包含必要的特征
點,如:
---額定工作轉速點;
---最高工作轉速點;
---持續功率對應的最低工作轉速點;
---其他特殊定義的工作點等。
7.2.1.2 轉矩測試點的選取
在驅動電機系統電動或饋電狀態下,在每個轉速點上一般取不少于10個轉矩點,對于高速工作狀
態,在每個轉速點上選取的轉矩點數可以適當減少,但不宜低于5個。測試點選擇時應包含必要的特征
點,如:
a) 持續轉矩數值處的點;
b) 峰值轉矩(或最大轉矩)數值處的點;
c) 持續功率曲線上的點;
d) 峰值功率(或最大功率)曲線上的點:
e) 其他特殊定義的工作點等。
7.2.2 測量參數的選擇
試驗時,根據試驗目的,在相關的測試點處可以全部或者部分選擇測量下列數據:
a) 驅動電機控制器直流母線電壓和電流;
b) 驅動電機的電壓、電流、頻率及電功率;
c) 驅動電機的轉矩、轉速及機械功率;
d) 驅動電機、驅動電機控制器或驅動電機系統的效率;
e) 驅動電機電樞繞組的電阻和溫度;
f) 冷卻介質的流量和溫度;
g) 其他特殊定義的測量參數等。
7.2.3 試驗方法
7.2.3.1 測量儀表應具有足夠準確度,但不能低于4.2.1的要求。
7.2.3.2 非特殊說明,宜使用測功機或具備測功機功能的設備作為負載,被試驅動電機系統應處于熱工
作狀態,驅動電機控制器的直流母線工作電壓為額定電壓。
7.2.3.3 試驗時,可以根據試驗目的設置試驗條件,驅動電機系統可以在實際冷狀態或者熱狀態條件下
試驗,驅動電機控制器的直流母線電壓可以設置在最高工作電壓、最低工作電壓、額定工作電壓或其他工作電壓處,試驗的轉速和轉矩可以是一個工作點,也可以是一條特性曲線或者全部工作區,必要時,需要在試驗報告中記錄相應的試驗條件。
7.2.3.4 試驗時,驅動電機控制器輸入輸出功率可以通過測量驅動電機控制器輸入或輸出的電壓和電
流計算獲得,測量時,電壓和電流的測量點應在驅動電機控制器靠近接線端子處。控制器輸入功率和輸
出功率也可以使用功率表直接測量獲得。
7.2.3.5 一般情況下,驅動電機控制器和驅動電機之間的電力傳輸線纜不會對測量結果產生明顯影響,
如果線纜的長度或阻抗嚴重影響到了被試系統的工作特性,則需要調整線纜,或者對測量結果予以修
正,以避開或減少影響。
7.2.3.6 試驗過程中,為保證測量的精度,驅動電機的工作轉矩和轉速宜直接在驅動電機軸端測量,此
時,驅動電機軸端和轉矩轉速測量設備之間應是剛性連接;如果可以忽略聯軸裝置的傳動效率和中間的
風磨損耗,也可以在驅動電機軸端與轉矩轉速測量設備之間放置聯軸環節,此時,轉速轉矩測量設備的
讀數即為驅動電機軸端的輸出值。
7.2.3.7 對于需要考慮到聯軸裝置的傳動效率和試驗過程中的風摩損耗的情況,參照附錄A的方法對
試驗結果進行修正。
7.2.3.8 試驗過程中,應防止被試驅動電機系統過熱而影響測量的準確性,必要時,轉矩-轉速特性曲線
可以分段測量。
7.2.4 效率的測量
7.2.4.1 驅動電機控制器效率
7.2.4.1.1 驅動電機控制器效率分為驅動電機系統電動狀態時控制器的效率和驅動電機系統饋電狀態
時控制器的效率,其值應根據驅動電機控制器輸入功率和輸出功率的比值計算確定。
7.2.4.1.2 驅動電機控制器效率按式(9)計算:
7.2.4.2 驅動電機效率
7.2.4.2.1 驅動電機效率分為驅動電機系統電動狀態時的效率和驅動電機系統饋電狀態時的效率,其
值應根據驅動電機輸入功率和輸出功率的比值確定。
7.2.4.2.2 驅動電機效率按式(10)計算:
7.2.4.3 驅動電機系統效率
7.2.4.3.1 將驅動電機系統一并在試驗臺架上進行試驗,根據驅動電機系統輸入輸出參數的測量和計
算獲得驅動電機系統的效率。
7.2.4.3.2 驅動電機系統處于電動工作狀態時,輸入功率為驅動電機控制器直流母線輸入的電功率,輸
出功率為驅動電機軸端的機械功率,驅動電機系統電動工作狀態下的效率按式(11)求取:
7.2.4.3.3 驅動電機系統處于饋電工作狀態時,輸入功率為驅動電機軸端的機械功率,輸出功率為驅動
電機控制器直流母線輸出的電功率,驅動電機系統饋電工作狀態下的效率按式(12)求取:
7.2.5 關鍵特征參數的測量
7.2.5.1 持續轉矩
7.2.5.1.1 除非特殊說明,試驗過程中,驅動電機控制器直流母線電壓設定為額定電壓,驅動電機系統
可以工作于電動或饋電狀態。
7.2.5.1.2 試驗時,使驅動電機系統工作于GB/T 18488.1-2015中5.4.3規定的轉矩和轉速條件下,利
用7.2.3的方法從事試驗和測量,驅動電機系統應能夠長時間正常工作,并且不超過驅動電機的絕緣等
級和規定的溫升限值。
7.2.5.2 持續功率
按照7.2.5.1獲得的持續轉矩和相應的工作轉速,利用式(13)即可計算獲得驅動電機在相應工作點
的持續功率。
7.2.5.3 峰值轉矩
7.2.5.3.1 可以在驅動電機系統實際冷態下進行峰值轉矩試驗。除非特殊說明,試驗過程中,驅動電機
控制器直流母線電壓設定為額定電壓,驅動電機系統可以工作于電動或饋電狀態。
7.2.5.3.2 試驗時,使驅動電機系統工作于GB/T 18488.1-2015 GB-GBT.cn 中5.4.5規定數值的峰值轉矩、轉速和
持續時間等條件下,利用7.2.3的方法從事試驗和測量,同時記錄試驗持續時間。驅動電機系統應能夠
正常工作,并且不超過驅動電機的絕緣等級和規定的溫升限值。
7.2.5.3.3 如果需要多次從事峰值轉矩的測量,宜將驅動電機恢復到實際冷態時,再進行第二次試驗
測量。
7.2.5.3.4 如果用戶或制造商同意,可以在不降低試驗強度的情況下,允許驅動電機沒有恢復到冷態時
開始第二次試驗測量。如果這樣調整后,試驗測量得到的溫升值和溫度值較大,或者超過了相關的限值
要求,則不應做這樣的調整,以確保試驗結果的準確性。
7.2.5.3.5 峰值轉矩試驗持續時間可以按照用戶或制造商的要求進行,建議制造商提供驅動電機系統
能夠持續1min或30s工作時的峰值轉矩作為參考,并進行試驗測量。
7.2.5.3.6 作為峰值轉矩的一種特殊情況,可以試驗驅動電機系統在每個轉速工作點的最大轉矩,試驗
過程中,在最大轉矩處的試驗持續時間可以很短,一般情況下遠低于30s。根據試驗數據,繪制驅動電
機系統轉速-最大轉矩曲線。
7.2.5.4 峰值功率
按照7.2.5.3獲得的峰值轉矩和相應的工作轉速,利用式(13)即可計算獲得驅動電機系統在相應工
作點的峰值功率,峰值功率應與試驗持續時間相對應。
7.2.5.5 堵轉轉矩
7.2.5.5.1 除非特殊說明,試驗過程中,驅動電機控制器直流母線電壓設定為額定電壓。
7.2.5.5.2 試驗時,應將驅動電機轉子堵住,驅動電機系統工作于實際冷狀態下,通過驅動電機控制器
為驅動電機施加所需的堵轉轉矩,記錄堵轉轉矩和堵轉時間。
7.2.5.5.3 改變驅動電機定子和轉子的相對位置,沿圓周方向等分取5個堵轉點,分別重復以上試驗,
每次重復試驗前,宜將驅動電機恢復到實際冷狀態。每次堵轉試驗的堵轉時間應相同。
7.2.5.5.4 取5次測量結果中堵轉轉矩的最小值作為該驅動電機系統的堵轉轉矩。
7.2.5.6 最高工作轉速
7.2.5.6.1 試驗過程中,驅動電機控制器直流母線電壓設定為額定電壓,驅動電機系統宜處于熱工作
狀態。
7.2.5.6.2 試驗時,勻速調節試驗臺架,使驅動電機的轉速升至最高工作轉速,并施加不低于產品技術
文件規定的負載,驅動電機系統工作穩定后,在此狀態下的持續工作時間應不少于3min。
7.2.5.6.3 按照7.2.3的方法進行試驗測量,每30s記錄一次驅動電機的輸出轉速和轉矩。必要時,可
以參照附錄A的方法對轉矩試驗結果予以修正。
7.2.5.7 高效工作區
7.2.5.7.1 在驅動電機系統轉速轉矩的工作范圍內,按照7.2.1選擇試驗測試點,測試點應分布均勻,并
且數量不宜低于100個。
7.2.5.7.2 按照7.2.3的方法,被試驅動電機系統應達到熱工作狀態,驅動電機控制器的直流母線工作
電壓為額定電壓,驅動電機系統可以工作于電動或饋電狀態。
7.2.5.7.3 在不同的轉速和不同的轉矩點進行試驗,根據需要記錄驅動電機軸端的轉速、轉矩,以及驅
動電機控制器直流母線電壓和電流、交流電壓和電流等參數,必要時,可以參照附錄A的方法對轉矩予
以修正。
7.2.5.7.4 按照7.2.4的方法計算各個試驗點的效率。
7.2.5.7.5 按照GB/T 18488.1-2015 GB-GBT.cn 中5.4.9.2對高效工作區的要求,統計符合條件的測試點數量,其
值和總的試驗測試點數量的比值,即為高效工作區的比例。
7.2.5.7.6 鼓勵通過對試驗和計算數據擬合等方式獲得驅動電機、驅動電機控制器或驅動電機系統的
高效工作區。
7.2.5.8 最高效率
7.2.5.8.1 可以按照以下兩種方式之一選擇測試點:
a) 按照制造商或產品技術文件提供的最高效率工作點進行測試;
b) 結合7.2.5.7高效工作區試驗進行,選擇所有測試點中效率最高值即視為最高效率。
7.2.5.8.2 按照7.2.3的試驗方法,被試驅動電機系統應達到熱工作狀態,驅動電機控制器的直流母線
工作電壓為額定電壓,驅動電機系統可以工作于電動或饋電狀態。
7.2.5.8.3 驅動電機系統工作于試驗測試點,記錄轉速、轉矩和電壓、電流,以及冷卻條件等參數,必要
時,可以參照附錄A的方法對相關數據進行修正。
7.2.5.8.4 按照7.2.4的方法計算試驗點的效率。
7.3 控制精度
7.3.1 轉速控制精度
7.3.1.1 試驗時,驅動電機控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓,驅動電機系統宜處于空載、熱態、電動工作狀態。
7.3.1.2 對具有轉速控制功能的驅動電機系統,在10%~90%最高工作轉速范圍內,均勻取10個不同
的轉速點作為目標值。按照某一轉速目標值設定驅動電機控制器或上位機軟件,驅動電機由靜止狀態
直接旋轉加速,并至轉速穩定狀態,此過程中不應對驅動電機控制器或上位機軟件做任何調整,記錄驅
動電機穩定后的實際轉速,并計算實際轉速與目標轉速的差值,或者實際轉速與目標轉速的偏差占目標
轉速值的百分數,此值即為這一轉速目標值對應的轉速控制精度。
7.3.1.3 對每一個轉速目標值均進行以上試驗,選取轉速控制精度中的誤差最大值,作為驅動電機系統
的轉速控制精度。
7.3.1.4 對于無轉速控制功能的驅動電機系統,不進行該項試驗。
7.3.2 轉矩控制精度
7.3.2.1 試驗時,驅動電機控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓,驅動電機系統宜處于熱態、電動工
作狀態。
7.3.2.2 對具有轉矩控制功能的驅動電機系統,在設定轉速條件下的10% ~90%峰值轉矩范圍內,均
勻取10個不同的轉矩點作為目標值。按照某一轉矩目標值設定驅動電機控制器或上位機軟件,驅動電
機輸出由零轉矩直接工作至轉矩和轉速穩定狀態,此過程中不應對驅動電機控制器或上位機軟件做任
何調整,記錄驅動電機系統的實際轉矩值,并計算實際轉矩值與目標轉矩的差值,或者實際轉矩與目標
轉矩的偏差占目標轉矩值的百分數,此值即為在特定轉速條件下,這一轉矩目標值對應的轉矩控制
精度。
7.3.2.3 對每一個轉矩目標值均進行以上試驗,選取轉矩控制精度中的誤差最大值,即為特定轉速條件
下驅動電機系統的轉矩控制精度。
7.3.2.4 加載過程中,驅動電機的工作轉速會發生變化,其設定轉速可以由測功機設定并控制。
7.3.2.5 對于無轉矩控制功能的驅動電機系統,不進行該項試驗。
7.4 響應時間
7.4.1 轉速響應時間
7.4.1.1 試驗時,驅動電機控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓,驅動電機系統宜處于空載、熱態、電動工作狀態。
7.4.1.2 對具有轉速控制功能的驅動電機系統,按照轉速期望值設定驅動電機控制器或上位機軟件,驅
動電機由靜止狀態直接旋轉加速,此過程中不應對驅動電機控制器或上位機軟件做任何調整,記錄驅動
電機控制器從接受到轉速期望指令信息開始至第一次達到規定容差范圍的期望值所經過的時間。
7.4.1.3 試驗時,應改變驅動電機定子和轉子的相對起始位置,沿圓周方向等分取5個點,在同一轉速
期望值條件下分別重復以上試驗,取5次測量結果中記錄時間的最大值作為驅動電機系統對該轉速期
望值的轉速響應時間。
7.4.1.4 對于無轉速控制功能的驅動電機系統,不進行該項試驗。
7.4.2 轉矩響應時間
7.4.2.1 試驗時,驅動電機控制器直流母線電壓宜設定為額定電壓,驅動電機系統宜處于堵轉、熱態、電動工作狀態。
7.4.2.2 對具有轉矩控制功能的驅動電機系統,在堵轉狀態下,按照轉矩期望值設定驅動電機控制器或
上位機軟件,對電機進行轉矩控制,使驅動電機輸出轉矩從零快速增大,此過程中不應對驅動電機控制
器或上位機軟件做任何調整,記錄驅動電機控制器從接受到轉矩期望指令信息開始至第一次達到規定
容差范圍的期望值所經過的時間。
7.4.2.3 試驗時,應改變驅動電機定子和轉子的相對起始位置,沿圓周方向等分取5個點,在同一轉矩
期望值條件下分別重復以上試驗,取5次測量結果中記錄時間的最大值作為該驅動電機系統對該轉矩
期望值的轉矩響應時間。
7.4.2.4 對于無轉矩控制功能的驅動電機系統,不進行該項試驗。
7.5 驅動電機控制器工作電流
7.5.1 試驗方法
7.5.1.1 驅動電機控制器與對應的驅動電機連接后一并進行臺架試驗,組成的驅動電機系統可以工作
于電動或饋電狀態。
7.5.1.2 試驗時,按照制造商或者產品技術文件的規定設置臺架試驗條件,如驅動電機控制器直流母線
電壓、驅動電機工作轉速和轉矩、試驗持續時間等,驅動電機系統應能夠在規定的試驗時間內正常穩定的工作,并且不超過驅動電機的絕緣等級和規定的溫升限值。
7.5.1.3 按照7.2.3的方法測量驅動電機控制器工作電流的均方根值。
7.5.2 驅動電機控制器持續工作電流
在一定的臺架試驗條件下,驅動電機系統如果能夠長時間持續穩定工作,此時測量得到的電流為驅
動電機控制器持續工作電流。
7.5.3 驅動電機控制器短時工作電流
按照制造商或者產品技術文件的規定,通過改變臺架試驗條件增大驅動電機控制器的工作電流,使
得驅動電機系統能夠在較短的時間內正常穩定工作,此時測量得到的電流為驅動電機控制器在對應工
作時間內的短時工作電流,驅動電機控制器短時工作電流的持續時間宜不低于30s。
7.5.4 驅動電機控制器最大工作電流
按照制造商或者產品技術文件的規定,改變臺架試驗條件進一步增大驅動電機控制器的工作電流,
試驗持續時間可以很短,一般情況下遠低于30s,此時測量得到的電流為驅動電機控制器最大工作
電流。
7.6 饋電特性
7.6.1 第6章、7.2.1、7.2.2、7.2.3中的溫升計算方法、測量點的選擇、測量參數和試驗方法等,同樣適用于饋電特性試驗過程。
7.6.2 試驗時,被試驅動電機系統由原動機(測功機)拖動,處于饋電狀態,根據試驗目的和測量參數的
不同,驅動電機控制器工作于設定的直流母線電壓條件下,驅動電機在相應的工作轉速和轉矩負載下進
行饋電試驗。
7.6.3 記錄饋電狀態時驅動電機控制器的直流母線電壓、直流母線電流、驅動電機各相的交流電壓、交流電流,以及驅動電機軸端的轉速和轉矩等參數,同時計算獲得功率、饋電效率等數值,繪制相關曲線。
7.6.4 必要時,應參照附錄A對試驗結果進行修正。
8 安全性試驗
8.1 安全接地檢查
接地檢查方法和量具要求按照GB/T 13422-2013中5.1.3進行,測量被試驅動電機系統相應的接
地電阻。量具推薦采用毫歐表。
8.2 控制器保護功能
按照GB/T 3859.1-2013中7.5.3的要求進行。
8.3 驅動電機控制器支撐電容放電時間
8.3.1 被動放電時間
試驗時,直流母線電壓應設定為最高工作電壓,電壓穩定后,立即切斷直流供電電源,同時利用電氣
測量儀表測取驅動電機控制器支撐電容兩端的開路電壓。試驗期間,驅動電機控制器不參與任何工作。
記錄支撐電容開路電壓從切斷時刻直至下降到60V經過的時間,此數值即為驅動電機控制器支撐電容
的被動放電時間。
8.3.2 主動放電時間
對于具有主動放電功能的驅動電機控制器,試驗時,直流母線電壓應設定為最高工作電壓,電壓穩
定后,立即切斷直流電源,并且驅動電機控制器參與放電過程,利用電氣測量儀表測取驅動電機控制器
支撐電容兩端的開路電壓,記錄支撐電容開路電壓從切斷時刻直至下降到60V經過的時間,此數值即
作為驅動電機控制器支撐電容的主動放電時間。
9 環境適應性試驗
9.1 低溫試驗
9.1.1 進行低溫貯存試驗時,將驅動電機和驅動電機控制器正確連接,按照GB/T 2423.1-2008的規
定,放入低溫箱內,使箱內溫度降至-40℃,并保持2h,試驗過程中,驅動電機系統處于非通電狀態,對
于液冷式驅動電機及驅動電機控制器,不通入冷卻液。低溫貯存2h后,按照5.7的方法在低溫箱內復
測絕緣電阻,復測絕緣電阻期間,低溫箱內的溫度應保持在-40℃。
9.1.2 低溫貯存2h后,低溫箱內的溫度繼續保持在-40℃,在低溫箱內為驅動電機系統通電,檢查能
否正常空載啟動。對于液冷式驅動電機及驅動電機控制器,若要求在啟動過程中通入冷卻液,冷卻液的
成分、溫度及流量按照產品技術文件規定。
9.1.3 試驗結束,按照GB/T 2423.1-2008的規定恢復常態后,將驅動電機控制器直流母線工作電壓
設定為額定電壓,驅動電機工作于持續轉矩、持續功率條件下,檢查系統能否正常工作。
9.2 高溫試驗
9.2.1 進行高溫貯存試驗時,將驅動電機和驅動電機控制器放入高溫箱內,按照GB/T 2423.2-2008
的規定,使箱內溫度升至85℃,并保持2h,試驗過程中,驅動電機系統處于非通電狀態,對于液冷式驅
動電機及驅動電機控制器,不通入冷卻液。高溫貯存2h后,檢查驅動電機軸承內的油脂是否有外溢,
同時按照5.7的方法在高溫箱內復測絕緣電阻,復測絕緣電阻期間,高溫箱內的溫度應保持在85℃。
9.2.2 高溫貯存2h,按照GB/T 2423.2-2008的規定恢復常態后,將驅動電機控制器直流母線工作電
壓設定為額定電壓,驅動電機工作于持續轉矩、持續功率條件下,檢查系統能否正常工作。
9.2.3 進行高溫工作試驗時,將驅動電機和驅動電機控制器正確連接,按照GB/T 2423.2-2008的規
定,放入高溫箱內,按照GB/T 18488.1-2015中5.6.2.2的要求設置高溫箱內的試驗環境溫度,驅動電
機控制器直流母線工作電壓設定為額定電壓,驅動電機工作于持續轉矩、持續功率條件下,檢查驅動
電機系統能否正常工作2h。對于液冷式驅動電機及驅動電機控制器,應在試驗過程中通入冷卻液,冷卻
液的成分、溫度及流量按照產品技術文件規定。高溫工作2h后,按照5.7的方法在高溫箱內復測絕緣
電阻,復測絕緣電阻期間,高溫箱內的溫度應繼續保持不變。
9.2.4 高溫工作試驗完成后,被試樣品應按照GB/T 2423.2-2008的規定恢復常態。
9.3 濕熱試驗
9.3.1 將驅動電機和驅動電機控制器放入溫度為(40±2)℃、相對濕度為90%~95%的試驗環境條件
下,保持48h,試驗過程中,驅動電機系統處于非通電狀態,對于液冷式驅動電機及驅動電機控制器,不
通入冷卻液。48h后,按照5.7的方法復測絕緣電阻,復測絕緣電阻期間,試驗環境條件應繼續保持
不變。
9.3.2 試驗結束恢復常態后,將驅動電機控制器直流母線工作電壓設定為額定電壓,驅動電機工作于
持續轉矩、持續功率條件下,檢查系統能否正常工作。
9.4 耐振動
9.4.1 試驗時,將被試樣品固定在振動試驗臺上并處于正常安裝位置,在不工作狀態下進行試驗,同時
應將與產品連接的軟管、插接器或其他附件安裝并固定好。
9.4.2 進行掃頻振動試驗時,按照GB/T 18488.1-2015中5.6.4.1.1的要求設置嚴酷度等級,并按照
GB/T 2423.10-2008的規定進行試驗。
9.4.3 進行隨機振動試驗時,按照GB/T 18488.1-2015中5.6.4.2.1的要求設置嚴酷度等級,并按照
GB/T 28046.3-2011的規定進行試驗。
9.4.4 振動試驗完成后,檢查零部件是否損壞,緊固件是否松脫。恢復常態后,將驅動電機控制器直流
母線工作電壓設定為額定電壓,驅動電機工作于持續轉矩、持續功率條件下,檢查系統能否正常工作。
9.5 防水、防塵
按照GB/T 4942.1-2006和GB 4208-2008中所規定的方法進行試驗。
9.6 鹽霧
9.6.1 按照GB/T 2423.17-2008的規定進行鹽霧試驗。驅動電機及驅動電機控制器在鹽霧箱內應處
于正常安裝狀態,試驗周期應滿足GB/T 18488.1-2015中5.6.6的要求。
9.6.2 試驗結束后,驅動電機及驅動電機控制器恢復1h~2h后,將驅動電機控制器直流母線工作電
壓設定為額定電壓,驅動電機工作于持續轉矩、持續功率條件下,檢查系統能否正常工作,但不考核驅動電機及驅動電機控制器的外觀。
9.7 電磁兼容性
電磁輻射騷擾試驗和電磁輻射抗擾性試驗應按照制造商或者用戶提供的試驗方法從事試驗。
10 可靠性試驗
按照 GB/T 29307-2012的規定進行試驗。
附 錄 A
(資料性附錄)
驅動電機系統工作轉矩測量結果的修正方法
A.1 風摩耗轉矩
試驗過程中,由于轉矩轉速測量設備與驅動電機主軸的連接位置和精度關系以及機械傳動效率等
原因,會產生風摩損耗,在驅動電機系統電動試驗過程中,風摩耗轉矩Tfw按式(A.1)計算:
A.2 工作轉矩的修正
在驅動電機系統電動試驗過程中,被試驅動電機修正后的輸出轉矩Tc(N·m)按式(A.2)計算:
在驅動電機系統饋電試驗過程中,被試驅動電機修正后的輸入轉矩Tr(N·m)按式(A.3)計算:
需要注意的是,式(A.1)、式(A.2)和式(A.3)的獲得具有一定的前提條件。假設驅動電機系統在風
摩耗試驗時,不論是電動狀態還是饋電狀態,其系統的損耗保持不變,從而獲得式(A.1)的結果;同時,
假定驅動電機系統在不同的工作轉速和工作轉矩條件下,風摩損耗保持不變,從而可以獲得式(A.2)和
式(A.3)的結果。
鼓勵用戶或制造商根據實際需要制定更加科學合理的修正方法。
