双轴EMC带载测试系统用轴电流测试结构及方法与流程

本发明属于物理中测量电变量的，具体涉及一种双轴emc带载测试系统用轴电流测试结构及方法。

背景技术：

1、电驱总成是新能源汽车上最重要的总成结构之一，电驱总成包括电机和相关驱动组件，电驱总成工作时会对附近电子元件产生电磁干扰，容易影响其正常工作，为确保车辆行驶的安全性和可靠性，在研发过程中需要对电驱总成进行电磁兼容测试。与单电机采用单轴emc带载试验系统进行测试不同，为还原其真实工况，电驱总成需要依靠双轴emc带载试验系统进行测试，其物理结构为双轴穿墙带载台架（如中国专利cn118707155a中公开的测试台架），包括设置在电波暗室（alse室）内的齿轮箱和接收天线，齿轮箱的输入轴用于与电驱总成连接并通过电驱总成和穿墙轴连接电波暗室外的测功机，齿轮箱的输出端通过另一穿墙轴连接电波暗室外的另一测功机，电波暗室外的屏蔽室内设有emi接收机，emi接收机的输入端通过信号线缆与接收天线电连接，从而接收并处理电驱总成产生的电磁干扰。

2、对电驱总成进行电磁兼容测试时，其电机容易因磁不平衡和静电荷等原因产生轴电压，当轴电压高于油膜击穿电压阈值时，会在由各轴系部件构成的闭合回路中产生轴电流，轴电流的存在会严重影响试验结果的准确性，使试验结果与整车的试验结果存在较大差异，不能反映电驱总成在真实工作环境下的电磁辐射状态。因此，为便于探究轴电流大小对试验的影响、深入分析和评估轴电流与电磁兼容性之间的关联程度和作用机制，在对电驱总成进行电磁兼容测试时，需要测试双轴emc带载试验系统中的轴电流；目前常用的轴电流测试方法主要有引线法、射频法和附加轴承法，但无论是引线法通过在轴承外滚道和轴承室添加绝缘层并引出导线来测量电流，还是射频法借助特定带宽的接受天线并经过一系列信号处理来量化轴电流发生频率，亦或是附加轴承法通过在电机内外设置不同功能的轴承并利用电刷引导电流来实现轴电流的测量，无一例外都是围绕着电机个体展开的，而在对电驱总成进行电磁兼容测试时，除电机会产生轴电流外，测测功机作为电机的带载设备在运行时也容易产生轴电流，并会随着轴系传动件进入电波暗室内与电机产生的轴电流汇合，不仅会影响试验结果的准确性，甚至会导致电波暗室的背景噪声不满足测试标准。而目前常用的轴电流测试方法难以直接用于双轴emc带载试验系统本身的轴电流测试，因此，需要设计一种新的轴电流测试方法，来弥补目前双轴emc带载试验系统自身轴电流测试空白的局面，以提高轴电流测试的全面性。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种双轴emc带载测试系统用轴电流测试结构及方法，解决现有轴电流测试方法难以直接用于双轴emc带载试验系统轴电流测试的技术问题，取得提高轴电流测试全面性和可靠性的效果。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、双轴emc带载测试系统用轴电流测试结构，包括设置在电波暗室内的齿轮箱，齿轮箱为换挡齿轮箱，齿轮箱输出轴与水平设置的第一穿墙轴的一端连接，第一穿墙轴的另一端伸出电波暗室外并传动连接第一测功机，齿轮箱输入轴与水平设置的测试轴的一端传动连接，测试轴的另一端与水平设置的第二穿墙轴的一端传动连接，第二穿墙轴的的另一端伸出电波暗室外并传动连接第二测功机；测试轴接地且外圆面光滑、导电，测试轴上转动套设有环形的电流探头，电流探头下方设有固定电流探头用的探头夹具，电波暗室外的屏蔽室中设有处理单元，处理单元与电流探头电连接以用于获取轴电流数据。

4、进一步地，处理单元包括emi接收机和计算机，emi接收机分别与电流探头和计算机电连接，emi接收机与电流探头之间还电连接有衰减器。

5、进一步地，第一穿墙轴通过第一联轴器与第一测功机的输入轴传动连接，第一穿墙轴通过第二联轴器与齿轮箱输出轴传动连接，测试轴通过第三联轴器与齿轮箱输入轴传动连接，测试轴通过第四联轴器与第二穿墙轴传动连接，第二穿墙轴通过第五联轴器与第二测功机的输入轴传动连接。

6、进一步地，第一穿墙轴上靠近第一联轴器和第二联轴器分别设有支撑用的第一轴承座和第二轴承座，测试轴上靠近第三联轴器和第四联轴器分别设有第三轴承座和第五轴承座，第二穿墙轴的中部和靠近第五轴承座分别设有第六轴承座和第七轴承座。

7、进一步地，测试轴中部设有支撑用的第四轴承座，第四轴承座上设有环形碳刷，环形碳刷转动套设在测试轴上并接地，环形碳刷的内侧面与测试轴的外圆面接触以使测试轴接地。

8、进一步地，探头夹具包括自上而下顺序连接的夹持板、第一连接板、第二连接板、第三连接板和夹具底座，夹持板上端具有用于夹紧固定电流探头的夹持部，第一连接板与第二连接板通过横向设置的第一转轴转动连接，第二连接板与第三连接板通过横向设置的第二转轴转动连接。

9、进一步地，夹持部呈半圆弧状且凹面朝上，电流探头位于夹持部内侧，夹持部上在半圆弧的两端横向穿设有夹紧螺栓并螺纹连接，夹紧螺栓的头部位于夹持部外侧，以便通过拧紧夹紧螺栓来夹紧固定电流探头。

10、进一步地，第一连接板和第二连接板的相对端具有横向交替分布的连接支耳，第一转轴为螺栓并转动穿过各连接支耳上的连接孔，螺栓的头部与横向一侧的连接支耳抵接、尾部与横向另一侧的连接支耳螺纹连接，以便通过拧紧螺栓来限制第一连接板和第二连接板相对转动。

11、进一步地，第一连接板与夹持板通过双球铰万向节连接，双球铰万向节包括锁紧螺栓和两块平行间隔设置的限位板，限位板内侧靠近端部连接有呈圆弧状的限位部，同一端两限位部的凹面相对并形成球碗，球碗内转动设有相匹配的球头，球头上凸起形成有连杆，连杆从两限位部之间伸出，双球铰万向节两端通过连杆分别与第一连接板与夹持板连接；锁紧螺栓垂直贯穿两块限位板，锁紧螺栓的头部与一块限位板抵接、尾部与另一块限位板螺纹连接，以便通过拧紧锁紧螺栓来限制球头在球碗内转动；第三连接板与夹具底座也通过双球铰万向节连接。

12、本发明还包括双轴emc带载测试系统用轴电流测试方法，所述轴电流测试方法使用如上所述轴电流测试结构进行，包括空载测试和加载测试；

13、空载测试：将测试轴仅与齿轮箱的输入轴连接，调整齿轮箱挡位使速比为1:1，通过电流探头测试由第一测功机产生并进入电波暗室的轴电流；将测试轴仅与第二穿墙轴连接，通过电流探头测试由第二测功机产生并进入电波暗室的轴电流；

14、加载测试：将测试轴分别与齿轮箱的输入轴和第二穿墙轴连接，调整齿轮箱挡位并控制第一测功机和第二测功机的转速，使第一测功机和第二测功机形成对拖，通过电流探头测试由第一测功机和第二测功机产生并进入电波暗室的轴电流。

15、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

16、1、本发明所述轴电流测试方法，操作简单便捷、测试效率较高，无需对现有双轴emc带载试验系统进行较大改动，测试范围广泛，采用电流探头测试轴电流，属于非入侵式测量，有利于减少对系统正常运行的干扰；采用的电流探头具有高带宽和高精度的特性，能够准确、快速地捕获轴电流的变化，可以满足轴电流高频测试的需求，有效反映轴电流的动态变化过程；与现有的轴电流测试方法相比，本发明成功填补了双轴emc带载试验系统自身轴电流对电驱总成电磁兼容测试结果影响的验证方法的空白。

17、2、本发明所述轴电流测试方法可以有效解决目前轴电流测试方法仅聚焦于电机本身的轴电流测试，全面性和可靠性较差、难以较好满足双轴emc带载试验系统轴电流测试需求的问题，有利于探究轴电流大小对电驱总成emc带载试验的影响、深入分析和评估轴电流与电磁兼容性之间的关联程度和作用机制。

18、3、本发明所述轴电流测试方法以双轴emc加载测试系统改进得到的轴电流测试结构为依托，在两侧测功机作为电磁兼容“噪声源”且使用碳纤维穿墙轴和绝缘联轴器做绝缘处理的情况下，检测电波暗室内与“噪声源”连接的轴系传动件表面轴电流的大小，解决了测试设备在噪声源源进行处理的前提下，传播路径中存在的电磁干扰的检测困难的问题，且使用电流探头测试范围得到较大提升，测量精度较高。

19、4、本发明所述轴电流测试结构，既能在双轴 emc 加载测试系统的空载和加载状态下进行轴电流测试，又能够检测所处电波暗室是否满足背景噪声要求；其次，利用光滑且无绝缘涂层的测试轴连接两侧测功机，为轴电流提供了完整的闭合回路，真实地模拟实际带载工况下双轴 emc 加载测试系统在动力传播路径中存在的轴电流，并在此工况下验证电波暗室的背景噪声是否满足国际标准限值；采用所述轴电流测试结构的方法有效填补了目前双轴 emc 加载测试系统轴电流测试方法的空白，为新能源汽车电驱总成的 emc 加载测试提供了更为全面、精准的解决方案，有利于推动相关领域测试技术的进步。