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电动观光车驱动系统失效模式与机理分析

发布日期:2020-07-31 14:39:16   发布者:admin    人气: 核心提示:电机驱动系统(system)失效模式分类 根据失效原因、性质、机理、程度、产生的速度、发生的时间以及失效产生的后果,可将失效进行不同的分 电机驱动系统失效模式分类 根据失效原因、性质、机理、程度、产生的速度、发生的时间以及失效产生的后果,可将失效进行不同的分类。电动观光车常见的失效模式可以分为:损坏型、退化型、松脱型、失调型、阻漏型、功能型失效模式和其他失效模式。在此针对系统中导致电机驱动系统失效,影响整车正常运行的元件或部件失效进行分析。(1)电机驱动系统失效模式分类 根据失效原因、性质、机理、程度、产生的速度、发生的时间以及失效产生的后果,可将失效进行不同的分类。电动观光车常见的失效模式可以分为:损坏型、退化型、松脱型、失调型、阻漏型、功能型失效模式和其他失效模式。在此针对系统中导致(cause)电机驱动系统失效,影响(influence)整车正常运行的元件或部件失效进行分析(Analyse)。  (2)电机驱动系统失效机理分析 针对电机控制(control)器,选取以下几种失效模式进行机理分析。四轮电瓶车行驶由电动机驱动后桥而完成,电机有直流电动机、交流电动机等类型。直流有刷电动机由磁场线圈、电枢线圈、电刷及刷架组成。磁场线圈痛点以后产生磁场,电枢线圈在磁场下受力转动,如果定子线圈和转子线圈串联在一起,即构成串励电机。如果电子线圈和转子线圈并联在一起,即称为并励电机。定子线圈和转子互不相连,定子线圈由另外的电源供电即称为他励电机。  ①过压 一般发生在整车充电工况。电压过高不仅影响(influence)器件绝缘,还会造成器件损坏。电动汽车电机系统(system)过压主要集中在直流母线电压上。过压会造成母线电容、功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)器件(IGBT)或母排绝缘损坏。主要原因如下。a.预充电回路未切除 正常预充电结束后,主接触器由于故障未结合,这时响应整车充电指令时,预充电电阻分压,导致母线两端电压过高。b.误动作 控制器内部的电压检测部分发生故障,检测出的电压信号偏大,导致(cause)保护。  ②欠压 一般发生在整车电动的工况。电压过低不仅影响系统性能的发挥,而且还会对器件造成损坏。当系统输出相同功率时,电压过低,势必造成电流增加。电流过大,可能会超出器件的工作范围,造成器件损坏。对电机而言,长期欠电压工作,效率低,发热大,时间长会造成电机绕组绝缘(insulated)降低,导致(cause)电机绕组短路或断路。主要原因如下。a.高压电池电压过低 高压电池系统可能发生漏电或整车系统长时间处于电动运行,缺少充电工况。b.预充电回路没有切除 正常预充电结束后,预充电回路没有切除。主接触器由于故障没有接合,响应整车电动指令时,预充电电阻分压,导致母线两端电压过低。c.误动作 控制器内部的电压检测部分发生故障,检测出的电压信号偏小,导致保护。  ③过流 马达能够旋转,但运行电流(Electron flow)远超过了额定值,这与过载是不同的。过流的基本反映是:电流超过了额定值,但超过的幅度很大,形成大的冲击电流。在车用电机系统(system)中,过流一般发生在直流母线端或三相交流输出端。主要原因如下。a.直流母线、母排绝缘(insulated)损坏 绝缘损坏,造成母线正负短接。b.定子绕组三相不平衡 电机三相绕组发生短路(电流不经用电器,直接连电源两极),造成线电流过大。c.误动作 控制器内部的电流(Electron flow)检测部分发生故障(fault),检测出的电流信号过大,导致保护。  ④过载 电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。过载基本反映是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流。输出电流超过反时限特性过载电流额定值,保护功能动作,变频(frequency conversion)器的容量偏小。主要原因如下。a.机械负荷过重 主要特征是电动机发热,三相运行电流(Electron flow)偏大。控制器PI参数导致动态响应时间过短或马达机械结构卡死。b.定子绕组三相交流电压不平衡 三相不平衡引起某相的运行电流(Electron flow)过大,导致过载保护,其特点是发热不均衡。c.误动作 控制器内部的电流检测(检查并测试)部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致保护。  ⑤过温 温度过高,不仅会影响马达本体的绝缘(insulated),而且还会影响电机控制器的功率输出。四轮电瓶车蓄电池达到欠压状态应停止使用,并及早充电,禁止使用蓄电池的回升电压,禁止蓄电池深放电和过放电,最好随用随充,使其始终处于丰电状态。建议至少每天充电一次。这是因为电机控制器的核心就是开关器件构成的逆变电路。温度直接影响功率器件的工作范围,功率器件工作受到器件结温(一般为150℃)影响,外界温度的升高,结温给定时,开关损耗必然要减小,这将导致电机控制器不能以全功率输出以及系统(system)性能降低。主要原因如下。a.长时间处于过载运行状态。四轮电瓶车蓄电池达到欠压状态应停止使用,并及早充电,禁止使用蓄电池的回升电压,禁止蓄电池深放电和过放电,最好随用随充,使其始终处于丰电状态。建议至少每天充电一次。b.电机定子绕组三相不平衡。c.误动作。  ⑥逻辑电压故障(fault) 电动汽车电机控制器逻辑电压由车载蓄电池(Battery)提供,蓄电池电压波动范围较大,对电机控制器低压器件选取提出一个要求,必须满足车载蓄电池电压波动范围。逻辑电压过低,会造成有些器件不工作,或造成电路中逻辑电位紊乱。电压过高,会造成器件损坏。主要原因:车载蓄电池有短路点;误动作。  ⑦CAN 通信故障 电动汽车电机系统的指令执行以及系统状态反馈都是通过(tōng guò)CAN通信传递的。通信的正常与否直接关系到系统能否正常工作。主要原因:CAN线断线;电磁干扰。

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