CN205317907U - 用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置 - Google Patents

Abstract

用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，属于电动汽车驱动测试技术领域。本实用新型为了解决现有回馈装置，能源回馈效率低，安全隐患大，对电网供电品质也有影响的问题。本实用新型的DSP主控制器连接PWM输出控制信号，PWM输出控制信号连接隔离驱动与保护电路，隔离驱动与保护电路连接直-交变流单元，直-交变流单元连接联轴器，联轴器连接被测电机驱动控制***；***三相交流电源连接交-直变流单元，交-直变流单元连接直-交变流单元；DSP主控制器连接串口通信模块，串口通信模块连接控制***上位机，DSP主控制器连接显示器。本实用新型使电机回馈的电能平滑稳定、无谐波，对电网也无干扰。

Description

用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置

技术领域

本实用新型涉及一种测功机加载回馈装置，具体涉及一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，属于电动汽车驱动测试技术领域。

背景技术

随着电机种类增多与变频技术发展，模拟机械加载的测功机***也得到了很大发展，交流电力测功机因具有调速范围广、加载响应速度快、结构简单、能量可回馈等优点，使得其应用越来越广，最重要还是其在控制器控制下可以四象限运行，处于发电状态下实现能量的回馈利用；现大多数回馈装置都是使用简单的双向能量流通变流电路或者是电能回馈到母线供给被测电机使用，这种设计能源回馈效率不高，安全隐患也比较大，对电网供电品质也有影响。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本实用新型提供了一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，以至少解决现大多数回馈装置使用简单的双向能量流通变流电路或者是电能回馈到母线供给被测电机使用，这种设计能源回馈效率低，安全隐患大，对电网供电品质也有影响的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，包括控制***上位机、串口通信模块、显示器、DSP主控制器、PWM输出控制信号、隔离驱动与保护电路、***三相交流电源、交-直变流单元、直-交变流单元、联轴器和被测电机驱动控制***；

所述DSP主控制器连接PWM输出控制信号，PWM输出控制信号连接隔离驱动与保护电路，隔离驱动与保护电路连接直-交变流单元，直-交变流单元连接联轴器，联轴器连接被测电机驱动控制***；***三相交流电源连接交-直变流单元，交-直变流单元连接直-交变流单元；

DSP主控制器连接串口通信模块，串口通信模块连接控制***上位机，DSP主控制器连接显示器。

进一步地：一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，还包括转速转矩信号放大调理电路、转速转矩传感器、加载电机电流检测和电网电压电流检测；所述***三相交流电源连接电网电压电流检测，电网电压电流检测连接DSP主控制器，直-交变流单元连接加载电机电流检测，加载电机电流检测连接DSP主控制器，联轴器连接转速转矩传感器，转速转矩传感器连接转速转矩信号放大调理电路，转速转矩信号放大调理电路连接DSP主控制器。

进一步地：所述***三相交流电源包括三相交流电网电压单元和滤波整形单元，交-直变流单元包括AIM进线接口模块和ALM主动电源模块；三相交流电网电压单元与滤波整形单元连接，滤波整形单元与AIM进线接口模块连接，AIM进线接口模块与ALM主动电源模块连接。

进一步地：所述直-交变流单元包括双向控制IPM功率模块和异步加载电机，双向控制IPM功率模块连接ALM主动电源模块，隔离驱动与保护电路连接双向控制IPM功率模块，双向控制IPM功率模块连接异步加载电机，异步加载电机连接联轴器。

进一步地：所述被测电机驱动控制***包括被测电机和电动汽车驱动控制***，所述电动汽车驱动控制***与被测电机连接，被测电机通过联轴器与异步加载电机连接。

本实用新型的用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置所达到的效果为：本实用新型利用AIM模块与ALM模块结合再同IPM功率模块连接使用构成高效、安全能量回馈主通道，加之其他监测保护辅助电路，使整个测功机控制***不仅能实现给被测电机稳定加载目的，还可使电机回馈的电能平滑稳定、无谐波，对电网也无干扰。

附图说明

图1是用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置硬件结构图；

图2是用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置交-直变流连接模块控制原理图；

图3是用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置直-交IPM控制原理图；

图4是用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置***供电电源电路图；

图5是用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置IPM控制驱动保护电路图；

图6是用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置加载电机电流测量电路图；

图中：1-控制***上位机；2-串口通信模块；3-显示器；4-转速转矩信号放大调理电路；5-转速转矩传感器；6-加载电机电流检测；7-DSP主控制器；8-电网电压电流检测；9-PWM输出控制信号；10-隔离驱动与保护电路；11-***三相交流电源；12-交-直变流单元；13-直-交变流单元；14-联轴器；15-被测电机驱动控制***；16-三相交流电网电压单元；17-滤波整形单元；18-AIM进线接口模块；19-ALM主动电源模块；20-双向控制IPM功率模块；21-异步加载电机；22-被测电机；23-电动汽车驱动控制***。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与***及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本实用新型公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，包括控制***上位机1、串口通信模块2、显示器3、DSP主控制器7、PWM输出控制信号9、隔离驱动与保护电路10、***三相交流电源11、交-直变流单元12、直-交变流单元13、联轴器14和被测电机驱动控制***15；

所述DSP主控制器7连接PWM输出控制信号9，PWM输出控制信号9连接隔离驱动与保护电路10，隔离驱动与保护电路10连接直-交变流单元13，直-交变流单元13连接联轴器14，联轴器14连接被测电机驱动控制***15；***三相交流电源11连接交-直变流单元12，交-直变流单元12连接直-交变流单元13；

DSP主控制器7连接串口通信模块2，串口通信模块2连接控制***上位机1，DSP主控制器7连接显示器3。

一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置还包括转速转矩信号放大调理电路4、转速转矩传感器5、加载电机电流检测6和电网电压电流检测8；所述***三相交流电源11连接电网电压电流检测8，电网电压电流检测8连接DSP主控制器7，直-交变流单元13连接加载电机电流检测6，加载电机电流检测6连接DSP主控制器7，联轴器14连接转速转矩传感器5，转速转矩传感器5连接转速转矩信号放大调理电路4，转速转矩信号放大调理电路4连接DSP主控制器7。

所述***三相交流电源11包括三相交流电网电压单元16和滤波整形单元17，交-直变流单元12包括AIM进线接口模块18和ALM主动电源模块19；三相交流电网电压单元16与滤波整形单元17连接，滤波整形单元17与AIM进线接口模块18连接，AIM进线接口模块18与ALM主动电源模块19连接。

所述直-交变流单元13包括双向控制IPM功率模块20和异步加载电机21，双向控制IPM功率模块20连接ALM主动电源模块19，隔离驱动与保护电路10连接双向控制IPM功率模块20，双向控制IPM功率模块20连接异步加载电机21，异步加载电机21连接联轴器14。

所述被测电机驱动控制***15包括被测电机22和电动汽车驱动控制***23，所述电动汽车驱动控制***23与被测电机22连接，被测电机22通过联轴器14与异步加载电机21连接。

更具体地：

三相交流电首先经过断路器K、熔断丝FU、电源滤波器输入到AIM进线接口模块，当线路发生故障时，断路器自动跳闸保护用电设备，熔断丝起到对线路过电流的保护作用，电能通过滤波器初步消除线路中杂波信号，得到特定频率的正弦输入电压，然后输入到AIM模块对电能质量进行优化，降低电网波动对***影响，AIM模块内部集成接有滤波器、电抗器、电源电压检测电路，起到再次优化电能作用，优化过的三相交流电能由输出接口输入到ALM主动电源模块，ALM模块作为整流器把380V交流电整流为600V左右直流电并加以滤波，消除电流谐波的干扰，并能把直流电回馈电网，它也能对直流母线电压实行闭环控制，降低电网电压波动而对***产生的影响，保持直流母线上电压的稳定。AIM进线接口模块、ALM主动电源模块供电电压是由外部提供的24V直流电压，使用时候还必须将两者的温度测量端连接起来。

更具体地：

由ALM主动电源模块整流输出的直流电进入IPM双向流通变流电路，测功机做为电动机带动被测电机运转时，电能由IPM模块正向流通供给测功机，当被测电机拖动加载测功机运转时，测功机处于发电机状态，发电产生的电能经IPM变流电路反向流通回馈到直流母线上，再经ALM主动电源模块逆变成交流电回馈电网，IPM模块是控制***直-交变换或是交-直变换(回馈电能时候)重要环节，IPM模块内部集成有驱动保护电路，内部驱动故障时可以及时封锁PWM控制信号输出，对于加载测功机可采用控制更加简单，动、静态性能优良的直接转矩控制技术，通过主控器输出PWM控制信号直接控制电机运行状态。

更具体地：

整个控制***需要不同直流供电电压，AIM进线接口模块、ALM主动电源模块供电电压是由外部提供的24V直流电压，DSP控制器需要1.8V、3.3V供电电压，其他检测、隔离等电路也需要不同供电电压。220V交流电经变压装置转变为30V左右交流电压，然后交流电输入到H桥整流电路，输出直流电经电容C1滤波整形输入到三端可调正稳压器LM317中，主回路接入熔断丝FU，防止故障时对电路损坏，VD1与LM317反向并联连接，VD1防止输入短路情况下，输出与输入端压差过大造成器件损害，VD2接入输出端口，当输出短路时而把电钳位到二极管正向压降值避免损坏器件，输出电压值调节靠两只外接电阻R1、可调电阻R2实现，滑动改变R2值就能改变输出电压值。

更具体地：

IPM功率变换模块的驱动信号要经高速光耦隔离放大之后才能去控制晶体管的通断，输出不同PWM信号调节电机运转状态，DSP控制器产生控制信号输入到高速光耦6N137端口，为提高输出驱动信号能力外接上拉电阻提升电压，对于故障信号的处理，采用低速光耦PC817，当有故障输入时，PC817会有输出信号响应，输入到控制器处理故障中断。

更具体地：

测量加载电机输入交流电流采用双向霍尔电流传感器(可测交直流)，实际上电流传感器是一种变流器，将较大被测电流转变为小的电流，输出电流通过采样电阻得到转换的电压，由于输入电压较小不能直接输入控制器，需要经过一系列放大器的放大滤波，为了防止电压信号过高或者过低，输入控制器的信号前面进行了限幅处理，由两个二极管顺次连接构成限幅电路。

虽然本实用新型所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本实用新型的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本实用新型所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (5)

1.用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，包括控制***上位机(1)、串口通信模块(2)、显示器(3)、DSP主控制器(7)、PWM输出控制信号(9)、隔离驱动与保护电路(10)、***三相交流电源(11)、交-直变流单元(12)、直-交变流单元(13)、联轴器(14)和被测电机驱动控制***(15)；

其特征在于：所述DSP主控制器(7)连接PWM输出控制信号(9)，PWM输出控制信号(9)连接隔离驱动与保护电路(10)，隔离驱动与保护电路(10)连接直-交变流单元(13)，直-交变流单元(13)连接联轴器(14)，联轴器(14)连接被测电机驱动控制***(15)；***三相交流电源(11)连接交-直变流单元(12)，交-直变流单元(12)连接直-交变流单元(13)；

DSP主控制器(7)连接串口通信模块(2)，串口通信模块(2)连接控制***上位机(1)，DSP主控制器(7)连接显示器(3)。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，其特征在于：一种用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，还包括转速转矩信号放大调理电路(4)、转速转矩传感器(5)、加载电机电流检测(6)和电网电压电流检测(8)；所述***三相交流电源(11)连接电网电压电流检测(8)，电网电压电流检测(8)连接DSP主控制器(7)，直-交变流单元(13)连接加载电机电流检测(6)，加载电机电流检测(6)连接DSP主控制器(7)，联轴器(14)连接转速转矩传感器(5)，转速转矩传感器(5)连接转速转矩信号放大调理电路(4)，转速转矩信号放大调理电路(4)连接DSP主控制器(7)。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，其特征在于：所述***三相交流电源(11)包括三相交流电网电压单元(16)和滤波整形单元(17)，交-直变流单元(12)包括AIM进线接口模块(18)和ALM主动电源模块(19)；三相交流电网电压单元(16)与滤波整形单元(17)连接，滤波整形单元(17)与AIM进线接口模块(18)连接，AIM进线接口模块(18)与ALM主动电源模块(19)连接。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，其特征在于：所述直-交变流单元(13)包括双向控制IPM功率模块(20)和异步加载电机(21)，双向控制IPM功率模块(20)连接ALM主动电源模块(19)，隔离驱动与保护电路(10)连接双向控制IPM功率模块(20)，双向控制IPM功率模块(20)连接异步加载电机(21)，异步加载电机(21)连接联轴器(14)。

5.根据权利要求4所述的用于电动汽车驱动***测试平台的测功机加载回馈装置，其特征在于：所述被测电机驱动控制***(15)包括被测电机(22)和电动汽车驱动控制***(23)，所述电动汽车驱动控制***(23)与被测电机(22)连接，被测电机(22)通过联轴器(14)与异步加载电机(21)连接。