測功機的構(gòu)造很簡單，由一個機柜和測試臺架組成，其中測試臺架又常稱作測功頭，一般是指扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和制動器做成一體的款式。測試臺架包括安裝底座、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、機械負(fù)載（制動器），用于電機試驗時的力矩加載，模擬電機的不同工況；機柜包括電參數(shù)測試儀、電機測試儀、測功機控制器、電源等，用于對系統(tǒng)的驅(qū)動和對電機的測試。

 

 

那為什么說傳統(tǒng)測功機無法滿足新行業(yè)，如電動汽車電機的測試需求呢？這主要是要談到測功機的一個核心部件——機械負(fù)載（制動器）。測功機的機械負(fù)載一般使用制動器，也有使用電機的，用于對被試電機提供反向的旋轉(zhuǎn)力矩，吸收被試電機運行時的功率，實現(xiàn)被試電機的“加載”，模擬其實際運行的工況。

 

而要模擬被試電機的實際運行工況，那測功機的加載能力，必須覆蓋被測電機的全部工況范圍，那才能滿足模擬“所有工況”的要求。簡單來說，就是測功機的機械負(fù)載的TN曲線，必須覆蓋被試電機的TN曲線，這樣才能把被試電機的全程TN特性測試出來。

 

 

但問題來了，電動汽車電機的TN曲線和普通的電機不同，具有恒功率區(qū)域?qū)挘ㄒ话愫愎β蕝^(qū)域能到峰值轉(zhuǎn)速的80%~100%）、峰值轉(zhuǎn)速高（10000rpm以上）的特點，這意味著電動汽車電機既能實現(xiàn)高速小扭矩工況，也能實現(xiàn)低速大扭矩工況，對測功機的TN特性提出了非常高的要求。

 

 

這時我們發(fā)現(xiàn)，如果要滿足電動汽車電機的全程TN曲線加載，普通的測功機根本無法滿足。因為普通測功機一般是用磁滯制動器、電渦流制動器、磁粉制動器或變頻電機作為負(fù)載的，而這些機械負(fù)載的特性曲線，都各自存在自己的短板：

 

磁粉制動器：可以輸出很大的扭矩，但一般只能運行在低轉(zhuǎn)速（1000rpm）以下，只適用于大扭矩、低轉(zhuǎn)速的電機測試場合?？善妱悠囯姍C，特別是乘用車電機，動輒上萬rpm的轉(zhuǎn)速，讓磁粉制動器直接出局。

 

 

磁滯制動器：和磁粉相反，可以輸出很高的轉(zhuǎn)速，但輸出扭矩收到很大的局限，只能輸出小扭矩（100N.m以內(nèi)）。對于電動汽車的低速大扭矩工況（200~500N.m的扭矩輸出非常常見），磁滯又無法滿足需求。

 

 

電渦流制動器：支持大扭矩、高轉(zhuǎn)速的扭矩輸出，但在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)（一般是2600~3000rpm），轉(zhuǎn)矩輸出和轉(zhuǎn)速輸出是成正比的，無法滿足低速（幾百rpm）情況下的大扭矩輸出。

 

 

那針對電動汽車電機試驗這種情況，目前比較好的方案就是用高速異步電機的加載方案，用本身同樣恒功率范圍寬、峰值轉(zhuǎn)速高的電機作為加載負(fù)載。這種方案可以根據(jù)用戶的具體測試范圍，定制不同的測功機專用電機作為測試負(fù)載，保證機械負(fù)載的加載范圍覆蓋被測電機。

 

 

由此可見，傳統(tǒng)的測功機在電動汽車行業(yè)的應(yīng)用并不多，高速電機負(fù)載的電機測試系統(tǒng)的當(dāng)前行業(yè)最好的解決方案。

 

當(dāng)然，也不是所有電力測功機都適合做電動汽車電機測試系統(tǒng)的，有以下兩個點要注意：

 

1、 傳統(tǒng)的電力測功機是用普通變頻電機來做機械負(fù)載的，恒功率范圍也寬，但峰值轉(zhuǎn)速不高，一般只能到6000rpm，不滿足電動汽車行業(yè)的高速測試需要。

2、 很多用戶覺得只要用一個同樣高速的電機作為負(fù)載就可以滿足測試，就用和被試電機一樣的電機做對拖，覺得這樣可以省下一筆。但這種應(yīng)用方案同樣具備局限性。電動汽車電機目前多采用永磁同步電機，其本身輸出的轉(zhuǎn)矩波動較大，用來當(dāng)測試負(fù)載電機的話，無法提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩輸出，導(dǎo)致測試結(jié)果一致性底下。而專門的電動汽車測試系統(tǒng)所用的高速異步電機，其本身轉(zhuǎn)矩波動較小（主要是變頻器的電流波動引起，變頻器品質(zhì)好的話，相對于被測電機的轉(zhuǎn)矩波動來說是非常小的），用于試驗時就能保證測試結(jié)果的穩(wěn)定性，同時還能提供被測電機的轉(zhuǎn)矩波動波形。