专利名称：基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法
技术领域：
本发明涉及一种基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，具体地说 是一种对电动自行车电动机效率测量时考虑电动机控制器对电动机效率影响的测量和分 析方法，属于电动自行车测量的技术领域。
背景技术：
由于控制技术和传感器技术的进步，永磁材料和霍尔材料应用的增多，永磁直流 无刷电动机在电动自行车上的应用日益普及，并逐步在国内电动自行车产品中占主导地 位。永磁直流无刷电动机和电动机控制器是电动自行车内部的两个重要组件，所述两组件 的性能对电动自行车性能有很大影响。其中，电动自行车电动机效率的测量结果尤其受到 电动自行车企业和用户关注。目前，在电动自行车的生产方面，国内外情况有所不同。国外电动自行车的电动机 和相应控制器的型号有着固定搭配，即电动机和控制器要么生产于同一厂家，要么相同型 号电动机搭配固定型号的控制器，因此通常可将电动机和控制器看作一个整体，并将上述 两个组件的整体性能作为电动自行车产品性能的考核指标。但国内市场上的电动自行车厂 家往往从不同电动机控制器厂家配货，也即是说，同样型号的电动自行车采用的控制器型 号不一定相同，甚至同一批次电动自行车所采用的控制器型号或控制器采用的元器件也不 相同，这使得同样型号的电动自行车在不同厂家控制器的驱动下所测得的效率结果也可能 不同。正是因为如此，应当对电动自行车电动机功率和电动机控制器功率分开考察。然而， 目前国内在进行电动自行车电动机效率测量和分析时，往往也将电动机与控制器看作一个 整体进行测量，即忽略了电动机控制器功率损耗对电动机效率测量结果的影响(直接采用 测功机测量的电动机机械输出功率读数P2与总输入功率P1的比值作为电动机效率)。虽 然此测量方法可以提高测量速度，但由于忽略了控制器功率损耗Pe，所以将造成电动自行 车电动机产品效率测量结果的精度缺失，从而给电动机生产和设计厂家带来一定困扰。理论上讲，电动自行车电动机控制器的功率损耗测量可以通过购置仪器或者通过 电路分析方法来实现。但实际上，上述两种电动机控制器的功率损耗测量方案都难以实施， 一方面由于控制器功率损耗不大，若采用功率测量仪器进行测量的方法，则需要测量仪器 有很高的测量精度(如日本Y0K0GAWAWT3000)，但此类设备的造价一般较高，所以购置此类 设备可能会导致企业在测量设备上的投入成本和生产成本的提高；另一方面，由于不同厂 家控制器的构造和制造工艺各不相同，若采用电路分析方法进行控制器功率损耗测量，势 必会耗费大量时间，从而降低了测量速度，所以通过电路分析进行电动自行车电动机效率 测量的方法难以实现，尤其是同一厂家的控制器所用元器件(如功率管)型号也可能有所 差别，这同样也给电路测量方法的实施带来困难。由此可见，电动机控制器的功率损耗在实 际测量作业中实施起来都比较困难。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于测功机的电动自行车 电动机效率测量和分析方法，其测量方法简单，经济实用，测量精度高，适用性好。按照本发明提供的技术方案，所述基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分 析方法，包括如下步骤a、将电动自行车的电动机的输出轴与测功机的转动轴固定连接，电动自行车的 转把与电动机控制器相连；在电动机控制器的三相电源输出端分别通过电流表与电动机 的电源端相连，并在电动机控制器相对应的电源输入端与输出端间连接电压表；b、将电动 机控制器的电源端与直流稳压电源相连，调节直流稳压电源的输出电压仏，使直流稳压电 源的输出电压仏等于待测电动机的额定电压Ue，调整电动自行车的转把并维持在最大开 通状态，使电动机达到机械平衡；c、调节直流稳压电源的输出电压，使直流稳压电源的输 出电压U1升高到电动机额定电压Ue的1. 25倍；当直流稳压电源的输出电压U1达到电动 机额定电压Ue的1. 25倍后，逐步降低直流稳压电源的输出电压仏，直至输出电压U1达到 电动机控制器欠压保护电压&，使电动机控制器开启欠压保护，电动机停转；每次调节直 流稳压电源后，记录直流稳压电源的输出电压U1、相应电流表与电压表的读数，并计算每 次调整时通过电动机控制器的电流与电动机控制器两端电压的平均值；所述电流的平均值U1Oa=^t1n ；所述电压的平均值vjV。a=gvn ;d、根据步骤c得到的直流
权利要求
1. 一种基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，其特征是所述测量和分 析方法包括如下步骤(a)、将电动自行车的电动机的输出轴与测功机的转动轴固定连接，电动自行车的转把 与电动机控制器相连；在电动机控制器的三相电源输出端分别通过电流表与电动机的电源 端相连，并在电动机控制器相对应的电源输入端与输出端间连接电压表；(b)、将电动机控制器的电源端与直流稳压电源相连，调节直流稳压电源的输出电压 U1，使直流稳压电源的输出电压仏等于待测电动机的额定电压Ue，调整电动自行车的转把 并维持在最大开通状态，使电动机达到机械平衡；(c)、调节直流稳压电源的输出电压，使直流稳压电源的输出电压U1升高到电动机额定 电压Ue的1. 25倍；当直流稳压电源的输出电压U1达到电动机额定电压Ue的1. 25倍后，逐 步降低直流稳压电源的输出电压U1,直至输出电压U1达到电动机控制器欠压保护电压Up, 使电动机控制器开启欠压保护，电动机停转；每次调节直流稳压电源后，记录直流稳压电源 的输出电压U1、相应电流表与电压表的读数，并计算每次调整时通过电动机控制器的电流 与电动机控制器两端电压的平均值；
2.根据权利要求1所述的基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，其特 征是步骤(b)中，将转把调制到最大开通状态，并将整个状态维持10 15分钟，使电动机 达到机械平衡。
3.根据权利要求1所述的基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，其特 征是步骤(c)中，当直流稳压电源的输出电压U1达到电动机额定电压队的1.25倍后，根 据直流稳压电源的输出电压仏与电动机控制器欠压保护电压仏的间距，调整直流稳压电源 的输出电压U1,并记录10 15组当输出电压U1 = Ue时、Up < U1 < Ue与Ue < U1 < 1. 25UE 时电压表和电流表相应的读数。
4.根据权利要求1所述的基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，其特 征是步骤(f)中，去除电动机控制器两端相应的电压表，并调节直流稳压电源，使直流稳 压电源的输出电压仏等于电动机的额定电压UE，利用测功机测量电动机的输出功率，直至 使电动机达到额定输出功率P2,并保持电动机的输出状态，使电动机达到机械平衡。
5.根据权利要求1所述的基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，其特 征是所述电动机的杂散损耗Psf为电动机额定输出功率P2的1%。
全文摘要
本发明涉及一种基于测功机的电动自行车电动机效率测量和分析方法，其包括如下步骤a、测量装置与电动自行车相连；b、直流稳压电源的输出电压等于电动机的额定电压，调整转把并维持最大开通状态；c、直流稳压电源的输出电压达到额定电压1.25倍后，逐步降低相应输出电压，直至进入欠压保护，并记录测量结果；d、画功率损耗曲线图；e、直流稳压电源的输出电压等于电动机的额定电压，直至使电动机达到额定输出功率；f、测量电动机的直流电阻，得到铜耗；g、根据电动机输入功率、输出功率、电铜耗、电机械损耗、电枢铁耗及杂散损耗，得到电动机控制器的功率损耗；从而得到电动机的效率。本发明测量方法简单，经济实用，测量精度高，适用性好。
文档编号G01M15/00GK102052982SQ201010506198
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者叶震涛, 罗永超, 葛伟民, 陆源, 鲍军, 黄晓东 申请人:无锡市产品质量监督检验所