混合動力電動客車電機系統(tǒng)連續(xù)電動溫升及高效區(qū)研究
王再宙，張春香，呂鋒
（河北師范大學，石家莊050031）
摘要：介紹混合動力電動客車電機系統(tǒng)，并對其連續(xù)電動工作溫升及高效區(qū)進行了測試，得出混合動力客車電機系統(tǒng)其連續(xù)溫升及效率基本符合要求。
關鍵詞：混合動力；電機；連續(xù)工作特性；電動；高效區(qū)
中圈分類號：tm306 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848{2010)07-0047一03
0引 言
電動車輛主要分為純電動車輛( ev)、混合動力電動車輛(hev)和燃料電池電動車輛( fcev)，其動力驅(qū)動系統(tǒng)與內(nèi)燃機車輛本質(zhì)不同，它主要利用電能，通過驅(qū)動控制系統(tǒng)驅(qū)動電機，帶動車輛驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，推動車輛行駛。按照使用的牽引電機類型，電動汽車電機系統(tǒng)可以戈ⅱ分為宜流驅(qū)動系統(tǒng)和交流驅(qū)動系統(tǒng)，交流驅(qū)動系統(tǒng)一般采用感應電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。
一般混合動力電動汽車既能作電動機運行，也能作發(fā)電機運行，特點是在車輛減速制動時�；旌蟿恿﹄妱悠嚨念愋椭饕譃榇�(lián)式混合動力電動汽車、并聯(lián)式混合動力電動汽車、混聯(lián)式混合動力電動汽車和復合型電動車四種類型。
為考核混合動力客車電機系統(tǒng)性能，對其進行了主要技術指標測量、性能型式試驗等。本文僅就混合動力客車電機系統(tǒng)電動連續(xù)工作溫升及高效區(qū)進行研究。
1試驗設備
試驗在交流電力測功機電機驅(qū)動系統(tǒng)測試平臺上進行，平臺采用單路傳動設計，通過模塊配置可適應不同車型電動車輛電傳動的綜合測試。電動車輛動內(nèi)驅(qū)動系統(tǒng)測試平臺原理圖以及主要構成模塊如圖1所示。
被測試驅(qū)動電機3、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀5和電力測功機6之間采用彈性聯(lián)軸器順序連接以傳遞動力。臺架可逆電源l、驅(qū)動電機控制器2與驅(qū)動電機3之間采用電氣連接，測功機控制器7與測功機6之間也是電氣連接，用以實現(xiàn)對測功機的控制。中央計算機完成測試平臺各種信號的采集和測試平臺的控制。臺架可逆電源系統(tǒng)1作為車載電池的模擬器，為驅(qū)動電機3提供直流電，同時可將驅(qū)動電機的發(fā)電回收。由電力測功機6實現(xiàn)貞載的施加，采用電慣量實現(xiàn)車輛行駛慣性負載的模擬，同時由電力測功機模擬慣性負載。電力測功機也可以反拖被測試驅(qū)動電機，實現(xiàn)發(fā)電特性的測試。
測功機采用德國horiba ats公司生產(chǎn)的dy-nas3 ht460交流電力測功機，該系統(tǒng)由負載部分、測試部分、控制部分、操作及安全部分、計算機仿真部分、以及相關電纜及配件組成。交流電力測功機的****轉(zhuǎn)速為8 000 r/min，****轉(zhuǎn)矩1400 nm，****功率460 kw，轉(zhuǎn)矩測試精度0.1010級，轉(zhuǎn)矩響應3 ms。
混合動力客車電機系統(tǒng)其主要參數(shù)為：額定轉(zhuǎn)速為2 000 r/min，****轉(zhuǎn)速為4 000 r/min，額定功率為100 kw，****功率為157 kw。
2試驗過程及數(shù)據(jù)
試驗環(huán)境為環(huán)境溫度15℃，大氣壓力為正常大氣壓，相對濕度20 ℃。主要測試設備包括測功機、直流電源柜：500 v，500 a;電阻測量儀：ps -ω電阻速測計；電溫度計：jm222u型。
依據(jù)測試規(guī)范[6-7]，電機自然冷卻，控制器強制風冷，電機初始繞組電阻值24mω,15℃。測試過程中，電機及其控制器應帶有與竇際使用條件相同的冷卻設施。控制器輸入母線電壓為實際應用的額定電壓值。
2.1 電動連續(xù)溫升試驗
對于連續(xù)電動溫升，試驗時，為控制器施加額定電壓，并使電機系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩條件。下連續(xù)運行，達到熱平衡后從事連續(xù)工作特性趨線的測試。規(guī)定熱平衡狀態(tài)為電機系統(tǒng)在上述條件下連續(xù)運行th后的狀態(tài)。停機后，測量電機周圍空氣溫度36.5℃。測試電阻時，第一個測試點在電機停機后45 s內(nèi)完成，此后每15 s測試一次電阻數(shù)值。對于百分之70****轉(zhuǎn)速時的連續(xù)電動溫升，則重復以上測試工作。其數(shù)據(jù)分別見表1和表2。
2.2電動高效區(qū)測試
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