电动汽车分布式电机驱动测试系统研究与应用

abVIEW下的VISA相关函数实现GPIB通讯，VISA资源名称为GPIB:6。用到的接口函数有：SH1, AH1, T5, L4, SR1, RL1, PP1, DC1, DT1, C0, E2。

　　本文采用模块化编程，各模块功能如下：

　　初始化：包括获取仪器地址，重置，选择工作模式。

　　仪器设置：设置采样频率，设置平均方式，超时时间设定。

　　触发：触发源设置，触发方式，软件触发。

　　数据设置：设置功率分析仪，读取所测变量。

　　读取并显示数据：使用"RED?"指令和VISA的Write和Read函数读取数据，并进行格式转换。

　　出错信息显示：出现错误时予以提示，并指出数据流出错环节。

　　关闭仪器：关闭总线I/O接口。

　　3.2 CAN通信

　　CAN总线（Controller Area Network）是一种具有很高保密性、有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，目前在工业控制尤其是汽车工业中得到广泛应用。

　　完整的CAN总线通信接口的硬件部分应包括CAN收发器、电气隔离部分、CAN控制器等。本系统使用了2路CAN总线，分别制订两个不同的协议，以实现兼容，防止冲突。使用CRONOS PL/2 UNI8数据采集器作为两路CAN总线的网关。连接机械特性测试子系统的CAN总线命名为CAN0，其协议规定了转矩和转速的信息格式，内部信息调试子系统的CAN总线命名为CAN1，用于传输控制器内部运行参数和控制命令等。

　　其CAN通讯流程图如图4所示。

图4 CAN通信程序流程图

　　3.3 系统误差分析

对整个系统测量误差进行分析和计算，首先要分析子系统可能存在误差的环节。例如电气特性测量子系统可能引起误差的环节有：LEM功率分析仪误差、GPIB传输误差和存储数据类型转换误差；机械特性测量子系统可能引起误差的环节有：南峰电涡流测功机误差、A/D转换误差、CAN总线传输误差、数据采集器误差、以太网传输误差和存储数据类型转换误差。

　　以100/160kw交流异步电机驱动系统效率测试为实例进行误差分析:转矩工作范围为0~850Nm，转速工作范围0~4500rpm，最大输出功率160kw，最大输入功率190kw。南峰电涡流测功机扭矩测量精度为0.4%，转速测量误差不大于0.1%；LEM NORMA D6000功率分析仪的电流电压测量精度为0.05%，功率测量误差小于0.1%。合理设置总线及相关协议，可以实现数字信号的无损传输，同时选择数据存储类型，使计算机终端显示数据和测量仪器面板显示数据一致。

　　电机驱动系统效率

（1）

　　按照广义均方概合成法计算系统总不确定度

　　(2)

　　公式(2)中由于分项较少， 取２；分布情况不能确定，按均匀分布处理， 取 ；代入测功机和功率分析仪的不确定度的值：

　　 (3)

　　带入数值计算得到

　　 (4)

　　测试系统需求中要求各测量参数精度不低于0.5级，即误差控制在千分之五以内。经分析和计算，本系统所需测量参数的测量精度均满足测量需求。

4 结论

　　该系统现已在中科院电工所电动汽车实验室试运行。基于CAN总线、GPIB总线和以太网的分布式测试系统具有更安全可靠的数据传输，减少了手工记录造成的不可靠因素，增强了现场的信息集成能力，实现了电动汽车电机驱动试验系统的分布化、网络化和集成化。