電動汽車奔馳的幕后推手 - 電機(jī)安規(guī)測試標(biāo)準(zhǔn)
新能源汽車是近年來汽車市場的熱門趨勢,各家車廠都爭先推出擁有先進(jìn)技術(shù)與強(qiáng)大性能的新車款來吸引顧客的注意。以比亞迪推出的海洋系列新車-海豹為例,其有著313馬力的驚人動力,可以在3.8秒內(nèi)從0加速到100公里/小時(shí);強(qiáng)悍動力的背后,所仰賴的正是強(qiáng)勁有力的電機(jī)。除此之外,車主在乎的續(xù)航力,除了靠提升電池的容量之外,電機(jī)的效率更是至關(guān)重要。值得注意的是各家車廠在強(qiáng)化各種性能與規(guī)格前,安全性依然需要以高標(biāo)準(zhǔn)來把關(guān),透過電氣安全測試確保電機(jī)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及守護(hù)駕駛與乘客的安全。
該如何確保電機(jī)的安全性?
電機(jī)有眾多相關(guān)的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn),較為熟知的有UL1004-1 (旋轉(zhuǎn)電機(jī)通用要求安全性標(biāo)準(zhǔn)),所需要進(jìn)行測試的項(xiàng)目有:耐壓測試和接地測試,還需對所采用的材料進(jìn)行絕緣測試;以及中國國標(biāo)GB 12350.所要求的測試項(xiàng)目有:耐壓測試、絕緣阻抗、接地阻抗測試以及泄漏電流測試。以下是各項(xiàng)測試條件與要求的詳盡解說:
UL 1004-1
耐壓測試
電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行在高電壓與高溫度的環(huán)境下,還需承受如雷擊、錯(cuò)誤操作、故障等可能使電壓可能突然上升至超出其額定電壓的意外狀況。因此,透過嚴(yán)格的安規(guī)測試能確保電機(jī)安全,并降低設(shè)備損壞與駕駛或乘客意外觸電的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)UL1004-1安規(guī)標(biāo)準(zhǔn),耐壓測試主要是用以驗(yàn)證被測電機(jī)承受高電壓的能力;測試電壓會隨電機(jī)的額定電壓與測試類型而定。測試類型可細(xì)分為型式測試和例行測試。
型式測試 (又稱規(guī)格測試)
若產(chǎn)品額定電壓高于42.4Vac或是60Vdc,交流電機(jī)使用1000 Vac加上2倍最高標(biāo)示電壓的交流電壓進(jìn)行測試;而直流電機(jī)則使用1400Vdc加上2.8倍的最高標(biāo)示電壓的直流電壓進(jìn)行測試。當(dāng)額定電壓小于42.4Vac或是60Vdc時(shí),交流電機(jī)使用500Vac,而直流電機(jī)使用700Vdc。型式測試時(shí)間皆為60秒。
例行測試 (又稱產(chǎn)線測試)
可采用型式測試相同的測試條件,亦可提高測試電壓幫助縮短測試時(shí)間至1秒鐘。當(dāng)額定電壓高于42.4Vac或是60Vdc時(shí),交流電機(jī)使用1200加上2.4倍最高標(biāo)示電壓的交流電壓進(jìn)行測試;而直流電機(jī)使用1700加上3.4倍的最高標(biāo)示電壓的直流電壓進(jìn)行測試。當(dāng)額定電壓小于42.4Vac或是60Vdc時(shí),交流電機(jī)使用600Vac,而直流電機(jī)使用850Vdc。
此外UL 1004-1 中更要求應(yīng)采用容量為500VA以上的測試儀器,確保測試儀器有足夠的輸出電流對電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確地測試。
接地測試
接地測試是為了確保電機(jī)在單一失效的情形下,失效電流可以流至接地點(diǎn),而避免對造成駕駛與乘客傷害。UL1004-1此測驗(yàn)為例行測試,使用最大額定電流注入接地端,并測量此點(diǎn)和非帶電的金屬部位間的電阻,接地電阻需小于0.1歐姆。
絕緣材料測試
為避免起火以及保障駕駛與乘客免于觸電與受傷的風(fēng)險(xiǎn),帶電部分的材料都要通過嚴(yán)苛的絕緣測試。為確保這些材料具有足夠的防護(hù)力,他們需能夠承受5000Vdc的絕緣測試。
GB 12350
絕緣測試
在進(jìn)行耐壓測試前,應(yīng)先測定繞組的絕緣電組,以確保電機(jī)的防護(hù)力,根據(jù)電動機(jī)的額定電壓,他們需承受250Vdc至500Vdc,在常態(tài)下不得低于50M歐姆,而熱態(tài)下不得低于5M歐姆,測試時(shí)間為1分鐘。
耐壓測試
在測試完絕緣電子后,可進(jìn)行耐壓測試(又稱電氣強(qiáng)度試驗(yàn))。在進(jìn)行此測試時(shí),電動機(jī)需為靜止?fàn)顟B(tài),并施加電壓于繞組與機(jī)殼間或是繞組與繞組間;若帶有控制器,還需施加電壓于主電路與外殼主電路與控制電路控制電路與外殼。測試電壓的頻率需為50Hz,測試儀的容量需符合500VA的要求,施加至少1500V的測試電壓,測試電壓因測試點(diǎn)而有所差異。測試時(shí)間為1分鐘,易可提高測試120%的電壓,將測試時(shí)間縮短至1秒鐘。
泄漏電流測試
為確保電動機(jī)有良好的絕緣,需使用1.06倍的額定電壓進(jìn)行測量泄漏電流測試。其泄漏電流值不應(yīng)超過0.25mA。
接地測試
GB 12350則要求注入1.5倍額定電流或25A于接地端子,測量與易觸及金屬部件間的電阻值,接地電阻需小于0.1歐姆。
每一顆電機(jī)都必須通過嚴(yán)格的安全測試
除了性能與續(xù)航力,電機(jī)的安全性也是新能源汽車發(fā)展被重視的一部分。因此,不管是在研發(fā)或是生產(chǎn)的過程中,電機(jī)都需要經(jīng)過嚴(yán)苛的測試及驗(yàn)證來提升并確保其安全性。華儀電子擁有專業(yè)的安規(guī)知識,并曾協(xié)助多家電機(jī)制造商解決其電氣安規(guī)測試問題。我們完整的測試解決方案,能幫助您確保電機(jī)的安全。
以UL 1004-1為例,SE 系列安規(guī)綜合分析儀是適合大多數(shù)的電機(jī)制造商的電氣安規(guī)測試解決方案,其耐壓測試電壓可達(dá)到5000Vac/6000Vdc、絕緣材料測試電壓最高可達(dá)6000Vdc。SE系列可提供高達(dá)32A的電流進(jìn)行接地連續(xù)性測試,更具備了500VA 最大輸出功率,可處理需要高容量電源的各產(chǎn)業(yè)大型電機(jī)的驅(qū)動和測試。此外,SE系列的真實(shí)負(fù)電壓技術(shù),還可滿足其他電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中所要求的絕緣電阻測試 (IR) 定子繞組絕緣測試標(biāo)準(zhǔn)。
ESA 系列彩色全功能安規(guī)綜合分析儀可適用于GB 12350的電氣安全測試。七合一的彩色安規(guī)綜合分析儀,具備交流耐壓(ACW)、直流耐壓(DCW)、絕緣阻抗 (IR)、交流接地阻抗(AC GB)、導(dǎo)通檢測(GC)、接觸電流(TC)、功率測試(RT),還可選配內(nèi)建500VA交流電源,同時(shí)兼容多種通訊控制接口;更有內(nèi)建7組人體模擬線路(MD),可模擬真實(shí)世界的各種觸電危險(xiǎn)狀況 。一站可執(zhí)行多種任務(wù),解決各式安全顧慮,是系統(tǒng)整合、實(shí)驗(yàn)研發(fā)完整的解決方案。
如前文所提到的,電機(jī)的相關(guān)法規(guī)百百種,電動汽車所采用的電機(jī)也會因制造商與用途等差異而有所不同。若您想進(jìn)一步了解電機(jī)電氣安全測試,請立即造訪華儀電子網(wǎng)站或是與我們聯(lián)系。
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