스위치드 릴럭턴스 모터 (SRM) 테스트 벤치: 토크 리플, 인덕턴스 매핑 및 NVH

SRM 테스트에 다른 접근 방식이 필요한 이유

스위치드 릴럭턴스 모터는 EV 드라이브트레인 및 48 V 보조 시스템. PMSM이나 유도 전동기와 달리, SRM에는 영구 자석과 회전자 권선이 없습니다. 토크는 전적으로 회전자 극이 활성화된 고정자 극과 정렬되는 경향에 의해 생성됩니다.. 이 간단한 구조는 탁월한 내결함성과 낮은 재료비를 제공합니다., 그러나 표준 AC 모터 테스트 벤치가 즉시 처리할 수 있도록 설정되지 않은 일련의 테스트 문제가 발생합니다..

로터 위치에 따른 인덕턴스, 본질적으로 높은 토크 리플, 공격적인 전류 정류 파형에는 특정 측정 기능이 필요합니다.. 동기식 기계용으로 설계된 테스트 벤치에서 SRM의 특성을 분석하려는 엔지니어는 가장 중요한 성능 지표를 놓치게 됩니다..

SRM의 운영 원리가 테스트 의제를 변경하는 방법

PMSM에서는, 비교적 원활한 작동 공간에서 속도-토크-효율을 매핑합니다.. SRM에서는, 기계의 동작은 근본적으로 비선형적입니다.: 위상 인덕턴스는 회전자 각도에 따라 지속적으로 변화합니다., 토크는 전류와 위치 모두의 함수입니다.. 따라서 모든 의미 있는 SRM 특성화는 다음과 같이 시작됩니다. 인덕턴스 대 각도 (L번째) 지도.

• L-θ 프로파일링: 테스트 벤치는 정밀 서보 브레이크 또는 위치 지정 모터를 사용하여 개별 각도 위치에서 로터를 잠급니다., 각 위상에 작은 AC 섭동 전류를 차례로 적용합니다., 결과적인 위상 인덕턴스를 측정합니다.. 전체 정렬 대 정렬되지 않은 인덕턴스 비율 (일반적으로 5:1 에게 10:1) 기계의 토크 생성 능력을 정의합니다..
• 정적 토크 측정: 각각의 잠긴 로터 위치에서, 벤치 램프 위상 전류 및 반응 토크 변환기를 통해 결과 정적 토크를 기록합니다.. 이렇게 하면 T가 만들어집니다.(나, 나) 제어 장치에 전원을 공급하는 조회 테이블.
• 동적 정류 스윕: 켜짐 각도 (나_~에) 그리고 꺼지는 각도 (나_끄다) 효율성과 토크 리플을 위한 최적의 스위칭 각도를 찾기 위해 작동 속도 범위 전체에 걸쳐 스윕됩니다., 정격 부하와 피크 토크 모두에서.

SRM 특성화를 위한 핵심 테스트 항목

1. 토크 리플 정량화

SRM 토크 리플은 활성 리플 완화 없이 저속에서 40~100% 피크 대 피크에 도달할 수 있습니다.. 테스트 벤치는 1° 미만의 각도 분해능에서 순간 토크를 포착해야 합니다.. 샤프트 결합 고대역폭 토크 변환기 (≥ 5 kHz, 정확도 ≤ 0.1% FS) 리졸버 또는 인코더와 결합 4,096 PPR 이상이 최소 계측 요구 사항입니다..

주요 지표: 피크 간 리플은 다음과 같습니다. % 평균 토크의; 기본 리플 주파수 (= 속도 × 회 전자 극 수 × 위상 수); 전체 작동 범위에 걸친 토크 리플 10% 에게 110% 정격 부하.

2. 음향 소음 및 진동 (NVH)

SRM에서 토크를 생성하는 방사상 자기력은 스위칭 주파수 고조파에서 고정자 백철도 변형시킵니다.. 이를 통해 PMSM 기반 플랫폼이 아닌 방식으로 SRM 구동 차량의 소리를 들을 수 있습니다.. SRM 벤치의 NVH 테스트에는 일반적으로 반무향실 등급 또는 최소한 ISO에 따른 음력 측정이 포함됩니다. 1680 / IEC 60034-9. 마이크 어레이는 다음 위치에 배치됩니다. 1 m 기계 표면으로부터; 진동 가속도계는 네 개의 기본 위치에서 고정자 하우징에 접착됩니다..

주요 지표: 음력 수준 (데시벨[에이]) ~에 1 중; 지배적인 스펙트럼 선 대. 극쌍 스위칭 주파수; 구조적으로 전달되는 진동 속도 (mm/s RMS) 고정자 하우징에서.

3. 효율성 매핑

SRM은 정지 상태에서 역기전력 없이 작동하기 때문에, 구리 손실은 저속에서 지배적인 반면 코어 손실은 (적층 고정자의 히스테리시스 및 와전류) 기본 속도보다 급격히 상승. 전체 토크 속도 범위에 걸친 효율성 맵을 위해서는 벤치가 저속에서는 정토크 모드로, 기본 속도 이상에서는 정전력 모드로 작동해야 합니다.. 입력 전력은 DC 버스 측에서 측정해야 합니다. (변환기의 업스트림) 시스템 효율의 일부를 구성하는 컨버터 손실을 포착하기 위해.

주요 지표: 최고 시스템 효율성 (모터 + 인버터); N.E.D.C / WLTP 가중 평균 효율; 부분 부하 효율 10%, 25%, 50% 정격 토크.

4. 열적 특성화

SRM 고정자는 권선 끝 회전에서 뜨거워집니다., 하지만 로터 (권선이 없는 것) 동등한 PMSM보다 더 시원하게 유지됩니다.. 고정자 슬롯의 광섬유 온도 센서와 회전자 OD의 비접촉 적외선 프로브가 가장 선명한 그림을 제공합니다.. 벤치는 저항에 대한 열 드리프트 효과를 제거하기 위해 정상 상태 효율 측정 중에 접합 온도를 목표 설정점의 ±1°C 이내로 유지해야 합니다..

5. EMC / 전력단에서의 전도 방출

하드 스위칭 SR 컨버터는 DC 공급 레일에서 상당한 전도성 전자기 간섭을 생성합니다.. 테스트 벤치에는 LISN이 포함되어야 합니다. (라인 임피던스 안정화 네트워크) CISPR에 따라 25 수업 3 그리고 100 각 위상의 MHz 대역폭 전류 프로브로 스위칭 스파이크 캡처. 이는 특히 다음과 관련이 있습니다. 48 SRM이 민감한 ADAS 전자 장치와 버스를 공유하는 V 마일드 하이브리드 BSG/ISG 애플리케이션.

주요 지표: 전도 방출 포락선 대. CISPR 25 제한; 스위칭 이벤트당 피크 전압 과도 (V/μs dV/dt).

SRM 작업을 위한 테스트 벤치 구성

능동 제동 중 에너지가 저항기 뱅크에서 열로 소산되지 않고 그리드로 반환되도록 4사분면 AC 재생 부하가 있는 동력계가 선호됩니다. 이는 높은 듀티 사이클에서 중요합니다.. 속도 컨트롤러는 헌팅 없이 SRM의 고도로 비정현파 토크 출력을 처리해야 합니다.; 최소한의 대역폭 200 속도 제어 모드의 Hz는 일반적입니다.. 고전압 애플리케이션용 (400 V 이상), 벤치 절연 변압기와 안전 인터록은 최소 2배의 안전 마진을 갖춘 DC 버스 전압 등급을 받아야 합니다..

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