車用驅動電機由于需要能夠頻繁地起動/停車、加速/減速,其負載要求和技術性能等方面都有著特殊要求,其性能也是普通工業電機無法比擬的。主要要求有:
(1)為了滿足電動汽車的加速和爬坡,要求電機在低速時能夠輸出大扭矩,高速時則需要具有恒功率,因此要求電機具有很寬的調速范圍。
(2)電動汽車在減速或制動時能夠將部分能量回收,此時驅動電機處于發電狀態,而能量回饋性能的好壞直接決定了車輛的續駛里程。
(3)電動汽車要求驅動電機具有可控性強、穩態精度高、動態性能好、能夠適應復雜的路況的特點。工業電機往往只有某一特性的要求。
目前,普通的工業電機測試臺架和內燃機測試臺架都不太能完成車用電機及控制器的測試需求。因此,結合現代的電力電子技術及計算機控制技術,設計車用電機及控制器測試系統臺,根據電動汽車(含混合動力汽車)對驅動電機系統的要求設計特定的測試功能,才能充分全面地測試和評價車用電機及控制器。試驗系統主要由以下幾部分構成:負載模擬系統(交流電力測功機)、機械臺架、電氣連接系統、通信控制及數據系統。
電動汽車在實際行駛過程中必須克服輪胎的滾動阻力、空氣阻力、爬坡阻力和加速阻力等才能夠向前行駛,相應的驅動電機的驅動力就必須與這些阻力相平衡,而電動汽車行駛時速度經常處于變化之中,各種阻力也在動態地變化,這就要求電機測試系統的負載系統能夠實現電動汽車行駛時的各種阻力的模擬,具有高動態特性的加載功能。交流電力測功機能夠在試驗范圍內平穩、精確地調節負載和轉速的大小因此本測試系統的負載模擬選用交流測功機作為負載裝置,根據電動汽車的實際行駛工況,調節測功機的吸收功率,來實現行駛阻力的實時模擬。
在進行測功機的選擇時,應該根據被試的特性曲線來選用測功機,也即被試電機的特性曲線必須包含在測功機的特性曲線的恒扭矩、恒功率區內,這樣才能真實地檢測出被試電機全部運行工況下的功率、轉矩與轉速。現代交流電力測功機控制方式都是基于弱磁控制理論的:即電機超過額定轉速以上運行時,假如電機轉子的勵磁磁鏈為常數,則電機的感應電動勢隨轉速增加而增加,電機端電壓也隨之增加但是端電壓要受逆變器的最高輸出電壓限制,通過削弱磁場的方法可以在保持端電壓不變的情況下提高電機轉速,即稱為弱磁控制。