MATLAB牵引电机车电机特性测试平台的仿真设计(4)
2 测试平台分析及方案设计
电机测试平台测试系统主要是利用仪器仪表以及相关设备，按照相关标准的规定，对电机的电气性能、力学性能、安全性能及可靠性能等技术指标进行的检验。对电机通过这些相关的检测，得到的数据参数可以反映到被测电机的相关性能上，从而通过使用这些数据，可以非常正确的评测出被测电机的性能是否能够符合最初的设计要求，并且能够从数据上断定出电机品质改进的目标以及方向。性能测试需要对电机的输出转速、输出扭矩以及电机三相电压、电流、功率等电参数测试。
2.1 测试平台分析比较
测试电机是电机制造和产品研发过程中重要的检测设备和性能测试之一，用于控制和模拟被测电机的负载，使之达到测量电机的转矩、电流、电压、转速、功率、效率等参数，以及如安全性试验、动平衡试验、NVH 试验(振动/噪音/寿命)等其它特殊的的动力试验测试项目。国内外常用的测试电机有电涡流测试电机、磁粉测试电机、水力测试电机、直流（电机）测试电机以及交流（电机）测试电机。
2.1.1测试电机性能要求
考虑到牵引电机的应用环境和实际工况,牵引电机车需满足大力矩起动、过载运行、弱磁升速、力矩平衡、操控方便及适应各种工况等性能要求。
(1)运行平稳
牵引电机车作为运载货物和载人的主要运输设备,对机车要求运行平稳,转速调节平稳,电机出力平滑。
(2)大力矩起动
牵引电机车静止时需克服静摩擦力才能起动。当电机车带有重载或静止于上坡道上时,需要的起动力矩更大。因此,牵引电机车必须能够输出足够大的力矩,以确保能机车在重载上坡的情况下起动。
(3)过载运行
由于生产的需要,牵引电机车有时拖动超过额定的负载。这就要求牵引电机车能够在一定时间内具有过载运行的能力。
(4)弱磁升速
为了提高运输效率,牵引电机车在空载时要求能有较高的运行速度,这就要求牵引电机车具有一定的弱磁区域和剩余加速度,能够超过额定转速运行。
(5)力矩分配平衡
牵引电机车的两台牵引异步电动机通常并联运行。由于电动机参数以及驱动轮对的轮径差异,会造成两台电动机输出的力矩不平衡,继而降低牵引电机车的传动效率。因此,需采取相应的措施保证电动机力矩输出平衡,并对严重不平衡的出力情况进行必要的保护。
(6)操控方便
牵引电机车的操控需方便、实用且功能完善,需要具备电动、制动和惰行等控制方式,并能自动控制电机车的转速或力矩,降低机车司机的操作难度。
(7)适应各种工况
牵引电机车在运行过程中,负载、车斗数量、轨道条件和供电条件的不确定性大。负载的大小和车斗的数量直接影响电机车的转动惯量。轨道条件的变化使电机车可能出现空转、打滑或溜车等现象。供电条件差则易触发系统的欠压或过压保护,中断系统运行,降低运行的可靠性和连续性。因此,需确保矿山牵引电机车在各种负载大小和车斗数量情况下的稳定运行,并采取必要的控制方法消除轨道和供电条件等对电机车控制造成的不利影响。
2.1.2 测试电机的选择
测试电机系统是实现测试平台动态加载的关键部件，在选择时需要考虑的因素
如下：
（1） 在平台上再现电动汽车的道路行驶工况，这就要求测试电机响应速度要快，误差和延时要小，保证能精确实现动态模拟过程。
（2）测试电机能够对电驱动系统进行正向加载（发电运行）和反向倒拖（电动运行），从而可以分别模拟电动汽车的加速、减速（或下坡）等工况。
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