【導(dǎo)讀】電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)包括逆變器、電機(jī)和電力電子設(shè)備，是電動(dòng)汽車 (EV) 的。傳動(dòng)系統(tǒng)性能對(duì)加速度、行駛里程和整體駕駛行為有直接影響。在優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)性能和確保無縫車輛系統(tǒng)集成時(shí)，全面的測(cè)量和分析是必不可少的。事實(shí)上，許多其他傳動(dòng)系統(tǒng)組件，例如直流母線電容器、輔助逆變器、電池管理系統(tǒng) (BMS)、車載充電器 (OBC) 和傳感器也會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。
電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)包括逆變器、電機(jī)和電力電子設(shè)備，是電動(dòng)汽車 (EV) 的。傳動(dòng)系統(tǒng)性能對(duì)加速度、行駛里程和整體駕駛行為有直接影響。在優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)性能和確保無縫車輛系統(tǒng)集成時(shí)，全面的測(cè)量和分析是必不可少的。事實(shí)上，許多其他傳動(dòng)系統(tǒng)組件，例如直流母線電容器、輔助逆變器、電池管理系統(tǒng) (BMS)、車載充電器 (OBC) 和傳感器也會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。由于每個(gè)模塊在不同的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力下的條件略有不同，因此單純的計(jì)算機(jī)模擬只能揭示理論系統(tǒng)行為，仍需要使用專用的測(cè)試和測(cè)量單元進(jìn)行驗(yàn)證，以更好地了解每個(gè)組件塊如何影響其他組件。
傳動(dòng)系統(tǒng)性能表征涉及多個(gè)因素，需要無縫集成和功能。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)的電壓和電流波形分析對(duì)于評(píng)估功率轉(zhuǎn)換、效率和功率因數(shù)以確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域至關(guān)重要。測(cè)試從逆變器組件特性分析和選擇所需的開關(guān)性能開始。然后，測(cè)試對(duì)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)進(jìn)行選通并驗(yàn)證選通控制算法，以確保準(zhǔn)確且響應(yīng)靈敏的電機(jī)行為。驅(qū)動(dòng)瞬態(tài)分析有助于評(píng)估傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)突然負(fù)載或功率變化的響應(yīng)，同時(shí)減輕諧波失真，提高電能質(zhì)量和整體傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性。這種綜合方法可以促進(jìn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)行為的透徹理解，從而實(shí)現(xiàn)更好的性能優(yōu)化。
用的新工具推動(dòng)創(chuàng)新
羅德與施瓦茨的 R&S MXO 系列示波器（圖 1）是一款綜合解決方案，專為滿足各種測(cè)量要求而定制，可實(shí)時(shí)洞察電壓和電流波形。工程師和技術(shù)人員現(xiàn)在可以檢查復(fù)雜的機(jī)制并優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)性能和效率（圖 2）。功率分析儀、低頻矢量分析儀和總線解碼器對(duì)于測(cè)量仍然是必需的，但示波器通過可視化時(shí)變行為的時(shí)間和幅度關(guān)系來發(fā)揮獨(dú)特的作用。羅德與施瓦茨示波器內(nèi)置了快速傅立葉變換 (FFT)、數(shù)學(xué)函數(shù)、諧波分析、數(shù)字通信協(xié)議解碼和頻率響應(yīng)分析等工具。工程師可以利用這些功能更深入地研究傳動(dòng)系統(tǒng)性能特征并確定優(yōu)化機(jī)會(huì)。
圖 2：逆變器將直流電切換為三相交流電（來源：羅德與施瓦茨）
R&S MXO 示波器系列因其專為電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化而定制的性能和功能而脫穎而出。高達(dá)每秒 450 萬個(gè)波形的高速波形采集速率，盲區(qū)時(shí)間接近于零，能夠以無與倫比的精度捕獲瞬態(tài)事件。高捕獲率不需要特殊的操作模式，可以跨多個(gè)通道實(shí)時(shí)捕獲波形。原本在速度較慢的儀器中會(huì)錯(cuò)過的難以捉摸和罕見的故障現(xiàn)在可以在波形的實(shí)時(shí)捕獲中完全且輕松地看到。硬件中實(shí)現(xiàn)的測(cè)量和數(shù)學(xué)功能也有助于快速采集。采集和測(cè)量結(jié)果的快速積累有助于建立足夠的數(shù)據(jù)信心，并減少編譯統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果所需的時(shí)間。
18 位高清 (HD) 垂直分辨率為示波器提供了的波形表示。更重要的是，高清分辨率不會(huì)抽取輸入數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)的波形樣本，以 0.0001 格的靈敏度捕獲波形事件，并且可以地以樣本分辨率檢測(cè) 200ps 的毛刺，以便用戶可以設(shè)置靈敏的觸發(fā)事件條件并檢測(cè)逆變器控制中的事件。還可以控制觸發(fā)靈敏度，以避免在嘈雜的逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子環(huán)境中誤觸發(fā)。數(shù)字觸發(fā)在瞬態(tài)分析過程中至關(guān)重要，因?yàn)樾枰东@傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)負(fù)載或功率條件突然變化的響應(yīng)。能夠捕獲此類時(shí)刻，使工程師能夠識(shí)別并減輕瞬態(tài)干擾，從而提高傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和性能。
準(zhǔn)確且響應(yīng)靈敏的運(yùn)動(dòng)行為取決于運(yùn)動(dòng)控制算法的驗(yàn)證。 R&S MXO 示波器可以幫助實(shí)時(shí)分析電機(jī)控制信號(hào)，從而與控制輸入對(duì)齊，從而幫助實(shí)現(xiàn)這一過程，這對(duì)于優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)性能并確保在不同駕駛條件下平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。 R&S MXO 5 系列的每通道高達(dá) 500 Mpoints 的深度標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器可用于長(zhǎng)時(shí)間觀察波形信號(hào)，同時(shí)保留信號(hào)細(xì)節(jié)的高采樣率。波形處理硬件還允許波形信號(hào)的交互和分析即使在高清模式下的深記錄長(zhǎng)度下也能保持響應(yīng)。
諧波失真會(huì)降低電能質(zhì)量并損害整體傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。 R&S MXO 示波器可用于檢測(cè)和分析電力傳動(dòng)系統(tǒng)中的諧波失真，并幫助實(shí)施改善電能質(zhì)量和系統(tǒng)魯棒性的糾正措施。全面的方法可確保全面了解傳動(dòng)系統(tǒng)行為并有助于優(yōu)化性能。用戶可以同時(shí)測(cè)試不同電流源上的多個(gè)諧波。該分析是表征多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所需的基本構(gòu)建塊。每秒 45,000 FFT 的超快頻譜功能可提供響??應(yīng)式 FFT 分析，不僅可以考慮諧波干擾，還可以識(shí)別電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)械轉(zhuǎn)子誤差和定子安裝問題造成的不平衡?？焖?FFT 還有助于使用近場(chǎng)探頭評(píng)估傳動(dòng)系統(tǒng)電磁干擾 (EMI)，以定位干擾源并減輕其對(duì)系統(tǒng)行為的影響。
CAN 和汽車以太網(wǎng)等汽車總線常用于傳動(dòng)系統(tǒng)。這些總線設(shè)計(jì)用于電纜鏈路有限的 I/O 通信，并且必須在更極端的條件下運(yùn)行而不會(huì)出現(xiàn)故障。微控制器或處理器根據(jù)可以指示不同駕駛條件的傳感器信息設(shè)置不同的門算法。示波器還具有協(xié)議分析功能，使工程師能夠全面了解傳動(dòng)系統(tǒng)通信性能。支持流行的汽車傳感器和控制器 CAN-XL 和 10Base-T1S。命令響應(yīng)時(shí)間是一些可以通過協(xié)議總線視圖、柵極驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)和瞬態(tài)電機(jī)響應(yīng)行為進(jìn)行評(píng)估的詳細(xì)信息。
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