相位精确定时的三相交流电机高压电安全动态模拟系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种模拟系统，具体地，涉及一种相位精确定时的三相交流电机高压电安全动态模拟系统。
【背景技术】
[0002]电动汽车已成为全球发展的重点和热点。为满足大功率电驱动的需求，汽车高压电路通过的电流高达数百安培。高压电安全已成为电力驱动汽车应用中需要首先解决的技术关键，对车辆本身的安全、驾乘人员的安全以及车辆运行环境的安全，均有十分重要的影响。电机作为中的动力源，其可靠性、安全性无疑是电动汽车研发和市场应用中需要首先解决的关键问题。目前，虽已有电机系统测试检测技术，但缺乏依电动汽车实际功率水平的真实运行条件下的各种可能故障的动态模拟和动态注入技术，不能确保电机系统在车辆实际应用中的实际性能，也不能为研究电机系统安全故障对车辆相关系统的性能影响，不能帮助研究人员探明电机系统故障的演变规律及其预测方法等。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种相位精确定时的三相交流电机高压电安全动态模拟系统，其可动态模拟车辆真实运行条件下的真实故障并动态注入到电动汽车相应的电机系统中，具有依实际车辆实际运行条件的故障动态模拟注入、数据管理分析功能强大、可无损反复模拟测试并对电机系统无损的特点。
[0004]根据本发明的一个方面，提供一种相位精确定时的三相交流电机高压电安全动态模拟系统，其特征在于，所述相位精确定时的三相交流电机高压电安全动态模拟系统包括第一相断路动态模拟模块、第二相断路动态模拟模块、第三相断路动态模拟模块、第一相电阻动态模拟模块、第二相电阻动态模拟模块、第三相电阻动态模拟模块、第一相电感故障动态模拟模块、第二相电感故障动态模拟模块、第三相电感故障动态模拟模块、第一相绝缘动态模拟模块、第二相绝缘动态模拟模块、第三相绝缘动态模拟模块、第一相间短路动态模拟模块、第二相间短路动态模拟模块、第三相间短路动态模拟模块、动力传动故障动态模拟模块中的至少一个模块以及隔离采样调理模块、主控模块、数据采集与分析系统，其中，第一相断路动态模拟模块、第二相断路动态模拟模块、第三相断路动态模拟模块、第一相电阻动态模拟模块、第二相电阻动态模拟模块、第三相电阻动态模拟模块、第一相电感故障动态模拟模块、第二相电感故障动态模拟模块、第三相电感故障动态模拟模块均串联在待测的电机控制器与电机之间的三相线电路中，第一相绝缘动态模拟模块、第二相绝缘动态模拟模块、第三相绝缘动态模拟模块电连接在待测三相线电路与车身地之间，第一相间短路动态模拟模块、第二相间短路动态模拟模块、第三相间短路动态模拟模块电分别连接在三相线电路的U相和V相间、U相和W相间、V相和W相间的两接线点，动力传动故障动态模拟模块机械连接在电机的动力输出端与测试时用的测功机的输入端之间，隔离采样调理模块用于采集三相线电路的电压、电流、对车身地的电压并调理后发送到数据采集与分析系统，主控模块与所述第一相断路动态模拟模块、第二相断路动态模拟模块、第三相断路动态模拟模块、第一相电阻动态模拟模块、第二相电阻动态模拟模块、第三相电阻动态模拟模块、第一相电感故障动态模拟模块、第二相电感故障动态模拟模块、第三相电感故障动态模拟模块、第一相绝缘动态模拟模块、第二相绝缘动态模拟模块、第三相绝缘动态模拟模块、第一相间短路动态模拟模块、第二相间短路动态模拟模块、第三相间短路动态模拟模块、动力传动故障动态模拟模块、数据采集与分析系统、测试时所用的电子负载、测功机相电连接并用于协调各模块、电子负载和测功机间的运行，实现三相交流电机故障的动态模拟和动态注入。
[0005]优选地，所述第一相断路动态模拟模块、第二相断路动态模拟模块、第三相断路动态模拟模块都包括相断路模拟双向电子功率开关与相断路模拟继电器，所述相断路模拟双向电子功率开关与相断路模拟继电器为并联连接，所述主控模块通过CAN总线接收数据采集与分析系统的指令控制所述相断路模拟双向电子功率开关与相断路模拟继电器实现对电机缺相故障的动态模拟和动态注入。
[0006]优选地，所述第一相电阻动态模拟模块、第二相电阻动态模拟模块、第三相电阻动态模拟模块都包括相电阻模拟双向电子功率开关、功率电阻和相电阻动态模拟控制卡，所述相电阻模拟双向电子功率开关与功率电阻为并联连接，所述相电阻动态模拟控制卡与所述主控模块、数据采集与分析系统通过CAN总线相连接，接收所述主控模块的需模拟的相电阻的指令值，相电阻动态模拟控制卡通过PWM信号控制相电阻模拟双向电子功率开关来动态调节所述相电阻模拟双向电子功率开关与功率电阻的并联等效电阻。
[0007]优选地，所述第一相电感故障动态模拟模块、第二相电感故障动态模拟模块、第三相电感故障动态模拟模块都包括可调电感器、第一相电感模拟双向电子开关和相电感动态模拟控制卡;所述第一相电感模拟双向电子功率开关与可调电感器为并联连接;所述可调电感器为适当结构的电感可调的电感器;所述相电感动态模拟控制卡与所述主控模块通过CAN总线相连接，接收所述主控模块的需模拟的相电感的指令值，相电感动态模拟控制卡通过PffM信号控制第二电感模拟双向电子开关来动态调节所述第二相电感模拟双向电子功率开关与电感的等效电感，从而实现对不超过电感的电感值的动态调节模拟和动态注入;通过控制第一相电感模拟双向电子开关导通，用于模拟电机正常运行工况。
[0008]优选地，所述第一相绝缘动态模拟模块、第二相绝缘动态模拟模块、第三相绝缘动态模拟模块都包括一个由多个绝缘模拟继电器和多个电阻采用适当结构的可调电阻矩阵；通过控制其中的部分绝缘模拟继电器接通而另一部分绝缘模拟继电器断开来实现不同的绝缘电阻的动态模拟调节，控制所有绝缘模拟继电器断开来模拟电机的正常运行工况;第一相绝缘动态模拟模块、第二相绝缘动态模拟模块、第三相绝缘动态模拟模块都还设有一个绝缘短路继电器来模拟相电路对车身地直接短接的故障；第一相绝缘动态模拟模块、第二相绝缘动态模拟模块、第三相绝缘动态模拟模块都还设有一相绝缘电阻动态模拟控制卡用于通过CAN总线接收所述主控模块的指令控制所述绝缘模拟继电器、绝缘短路继电器来实现对绝缘电阻电阻值的动态调节模拟和动态注入。
[0009]优选地，所述第一相间短路动态模拟模块、第二相间短路动态模拟模块502、第三相间短路动态模拟模块都包括短路模拟双向功率电子开关、短路模拟电流传感器、短时间精确控制器、短路电阻、短路电阻调节器、合闸角控制器和相电压过零检测电路，相电压过零检测电路检测相电压正过零时刻，合闸角控制器用于计算相对于某相电压正过零时刻的电压相位角并判断是否已经达到该电压相位角;短时间精确控制器接收到来自所述主控模块的指令后，首先通过短路电阻调节器来调节短路电阻以设置最大短路电流，在短时间精确控制器通过所述相电压过零检测电路检测相电压过零时刻与合闸角控制器判断已达相对于某相电压正过零时刻的电压相位角时再控制短路模拟双向功率电子开关接通，同时开始精确计时，当计时结束或短路模拟电流传感器反馈电流超过预设值时自动控制短路模拟双向功率电子开关断开，实现对高压电路短路的动态模拟和动态注入;通过控制断开短路模拟双向功率电子开关，模拟电机正常运行的工况。
[0010]优选地，所述动力传动故障动态模拟模块包括离合器、离合器控制模块，离合器控制模块与所述主控模块相连接，接收所述主控模块的指令值，控制离合器分离，从而实现对电机动力输出传动机构断轴的动态模拟和动态注入;通过控制离合器接通来模拟电机正常运行工况;所述离合器采用电磁离合器或湿式离合器。
[0011]优选地，所述隔离采样调理模块还采集所述三相交流电机的电机控制器的输入电源线的电