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电动高尔夫球车驱动系统失效模式与机理分析
电机驱动系统失效模式分类根据失效原因、性质、机理、程度、产生的速度、发生的时间以及失效产生的后果,可将失效进行不同的分类。电动高尔夫球车常见的失效模式可以分为:损坏型、退化型、松脱型、失调型、阻漏型、功能型失效模式和其他失效模式。在此针对系统中导致电机驱动系统失效,影响整车正常运行的元件或部件失效进行分析。
(1)电机驱动系统失效模式分类根据失效原因、性质、机理、程度、产生的速度、发生的时间以及失效产生的后果,可将失效进行不同的分类。电动高尔夫球车常见的失效模式可以分为:损坏型、退化型、松脱型、失调型、阻漏型、功能型失效模式和其他失效模式。在此针对系统中导致电机驱动系统失效,影响整车正常运行的元件或部件失效进行分析。
(2)电机驱动系统失效机理分析针对电机控制器,选取以下几种失效模式进行机理分析。
①过压一般发生在整车充电工况。电压过高不仅影响器件绝缘,还会造成器件损坏。电动汽车电机系统过压主要集中在直流母线电压上。过压会造成母线电容、功率器件(IGBT)或母排绝缘损坏。主要原因如下。
a.预充电回路未切除正常预充电结束后,主接触器由于故障未结合,这时响应整车充电指令时,预充电电阻分压,导致母线两端电压过高。
b.误动作控制器内部的电压检测部分发生故障,检测出的电压信号偏大,导致保护。
②欠压一般发生在整车电动的工况。电压过低不仅影响系统性能的发挥,而且还会对器件造成损坏。当系统输出相同功率时,电压过低,势必造成电流增加。电流过大,可能会超出器件的工作范围,造成器件损坏。对电机而言,长期欠电压工作,效率低,发热大,时间长会造成电机绕组绝缘降低,导致电机绕组短路或断路。主要原因如下。
a.高压电池电压过低高压电池系统可能发生漏电或整车系统长时间处于电动运行,缺少充电工况。
b.预充电回路没有切除正常预充电结束后,预充电回路没有切除。主接触器由于故障没有接合,响应整车电动指令时,预充电电阻分压,导致母线两端电压过低。
c.误动作控制器内部的电压检测部分发生故障,检测出的电压信号偏小,导致保护。
③过流电机能够旋转,但运行电流远超过了额定值,这与过载是不同的。过流的基本反映是:电流超过了额定值,但超过的幅度很大,形成大的冲击电流。在车用电机系统中,过流一般发生在直流母线端或三相交流输出端。主要原因如下。
a.直流母线、母排绝缘损坏绝缘损坏,造成母线正负短接。
b.定子绕组三相不平衡电机三相绕组发生短路,造成线电流过大。
c.误动作控制器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号过大,导致保护。
④过载电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。过载基本反映是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流。输出电流超过反时限特性过载电流额定值,保护功能动作,变频器的容量偏小。主要原因如下。
a.机械负荷过重主要特征是电动机发热,三相运行电流偏大。控制器PI参数导致动态响应时间过短或电机机械结构卡死。
b.定子绕组三相电压不平衡三相不平衡引起某相的运行电流过大,导致过载保护,其特点是发热不均衡。
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