【導讀】電動傳動系統(tǒng)包括逆變器、電機和電力電子設備，是電動汽車 (EV) 的。傳動系統(tǒng)性能對加速度、行駛里程和整體駕駛行為有直接影響。在優(yōu)化傳動系統(tǒng)性能和確保無縫車輛系統(tǒng)集成時，全面的測量和分析是必不可少的。事實上，許多其他傳動系統(tǒng)組件，例如直流母線電容器、輔助逆變器、電池管理系統(tǒng) (BMS)、車載充電器 (OBC) 和傳感器也會對整體系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。
電動傳動系統(tǒng)包括逆變器、電機和電力電子設備，是電動汽車 (EV) 的。傳動系統(tǒng)性能對加速度、行駛里程和整體駕駛行為有直接影響。在優(yōu)化傳動系統(tǒng)性能和確保無縫車輛系統(tǒng)集成時，全面的測量和分析是必不可少的。事實上，許多其他傳動系統(tǒng)組件，例如直流母線電容器、輔助逆變器、電池管理系統(tǒng) (BMS)、車載充電器 (OBC) 和傳感器也會對整體系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。由于每個模塊在不同的熱應力和機械應力下的條件略有不同，因此單純的計算機模擬只能揭示理論系統(tǒng)行為，仍需要使用專用的測試和測量單元進行驗證，以更好地了解每個組件塊如何影響其他組件。
傳動系統(tǒng)性能表征涉及多個因素，需要無縫集成和功能。動力傳動系統(tǒng)內關鍵點的電壓和電流波形分析對于評估功率轉換、效率和功率因數(shù)以確定需要改進的領域至關重要。測試從逆變器組件特性分析和選擇所需的開關性能開始。然后，測試對驅動器設計進行選通并驗證選通控制算法，以確保準確且響應靈敏的電機行為。驅動瞬態(tài)分析有助于評估傳動系統(tǒng)對突然負載或功率變化的響應，同時減輕諧波失真，提高電能質量和整體傳動系統(tǒng)可靠性。這種綜合方法可以促進對傳動系統(tǒng)行為的透徹理解，從而實現(xiàn)更好的性能優(yōu)化。
用的新工具推動創(chuàng)新
羅德與施瓦茨的 R&S MXO 系列示波器（圖 1）是一款綜合解決方案，專為滿足各種測量要求而定制，可實時洞察電壓和電流波形。工程師和技術人員現(xiàn)在可以檢查復雜的機制并優(yōu)化傳動系統(tǒng)性能和效率（圖 2）。功率分析儀、低頻矢量分析儀和總線解碼器對于測量仍然是必需的，但示波器通過可視化時變行為的時間和幅度關系來發(fā)揮獨特的作用。羅德與施瓦茨示波器內置了快速傅立葉變換 (FFT)、數(shù)學函數(shù)、諧波分析、數(shù)字通信協(xié)議解碼和頻率響應分析等工具。工程師可以利用這些功能更深入地研究傳動系統(tǒng)性能特征并確定優(yōu)化機會。
圖 2：逆變器將直流電切換為三相交流電（來源：羅德與施瓦茨）
R&S MXO 示波器系列因其專為電動傳動系統(tǒng)優(yōu)化而定制的性能和功能而脫穎而出。高達每秒 450 萬個波形的高速波形采集速率，盲區(qū)時間接近于零，能夠以無與倫比的精度捕獲瞬態(tài)事件。高捕獲率不需要特殊的操作模式，可以跨多個通道實時捕獲波形。原本在速度較慢的儀器中會錯過的難以捉摸和罕見的故障現(xiàn)在可以在波形的實時捕獲中完全且輕松地看到。硬件中實現(xiàn)的測量和數(shù)學功能也有助于快速采集。采集和測量結果的快速積累有助于建立足夠的數(shù)據(jù)信心，并減少編譯統(tǒng)計分析結果所需的時間。
18 位高清 (HD) 垂直分辨率為示波器提供了的波形表示。更重要的是，高清分辨率不會抽取輸入數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)的波形樣本，以 0.0001 格的靈敏度捕獲波形事件，并且可以地以樣本分辨率檢測 200ps 的毛刺，以便用戶可以設置靈敏的觸發(fā)事件條件并檢測逆變器控制中的事件。還可以控制觸發(fā)靈敏度，以避免在嘈雜的逆變器和電機驅動電子環(huán)境中誤觸發(fā)。數(shù)字觸發(fā)在瞬態(tài)分析過程中至關重要，因為需要捕獲傳動系統(tǒng)對負載或功率條件突然變化的響應。能夠捕獲此類時刻，使工程師能夠識別并減輕瞬態(tài)干擾，從而提高傳動系統(tǒng)的可靠性和性能。
準確且響應靈敏的運動行為取決于運動控制算法的驗證。 R&S MXO 示波器可以幫助實時分析電機控制信號，從而與控制輸入對齊，從而幫助實現(xiàn)這一過程，這對于優(yōu)化傳動系統(tǒng)性能并確保在不同駕駛條件下平穩(wěn)運行至關重要。 R&S MXO 5 系列的每通道高達 500 Mpoints 的深度標準存儲器可用于長時間觀察波形信號，同時保留信號細節(jié)的高采樣率。波形處理硬件還允許波形信號的交互和分析即使在高清模式下的深記錄長度下也能保持響應。
諧波失真會降低電能質量并損害整體傳動系統(tǒng)的可靠性。 R&S MXO 示波器可用于檢測和分析電力傳動系統(tǒng)中的諧波失真，并幫助實施改善電能質量和系統(tǒng)魯棒性的糾正措施。全面的方法可確保全面了解傳動系統(tǒng)行為并有助于優(yōu)化性能。用戶可以同時測試不同電流源上的多個諧波。該分析是表征多相電機驅動器所需的基本構建塊。每秒 45,000 FFT 的超快頻譜功能可提供響??應式 FFT 分析，不僅可以考慮諧波干擾，還可以識別電機驅動系統(tǒng)中機械轉子誤差和定子安裝問題造成的不平衡。快速 FFT 還有助于使用近場探頭評估傳動系統(tǒng)電磁干擾 (EMI)，以定位干擾源并減輕其對系統(tǒng)行為的影響。
CAN 和汽車以太網(wǎng)等汽車總線常用于傳動系統(tǒng)。這些總線設計用于電纜鏈路有限的 I/O 通信，并且必須在更極端的條件下運行而不會出現(xiàn)故障。微控制器或處理器根據(jù)可以指示不同駕駛條件的傳感器信息設置不同的門算法。示波器還具有協(xié)議分析功能，使工程師能夠全面了解傳動系統(tǒng)通信性能。支持流行的汽車傳感器和控制器 CAN-XL 和 10Base-T1S。命令響應時間是一些可以通過協(xié)議總線視圖、柵極驅動器響應和瞬態(tài)電機響應行為進行評估的詳細信息。
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