驅(qū)動電機空載電流測量結(jié)果的不確定度分析

未倩倩，戴 銘

（中汽研新能源汽車檢驗中心（天津）有限公司，天津 300300）

驅(qū)動電機空載主要用于維持電機本身的機械運轉(zhuǎn)的摩擦阻力、鐵耗、銅耗等，空載電流在一定程度上能夠反映該驅(qū)動電機的工作效率，對于驅(qū)動電機能耗評價有一定的意義。但由于在檢測過程中存在一定的誤差，通過對空載電流測量結(jié)果的不確定度進行評定，可以分析總結(jié)主要影響因素，為提高檢測水平和檢測精度提供指導(dǎo)。

1 應(yīng)用實例

1.1 測量方法

環(huán)境條件控制在25℃±2℃范圍內(nèi)，如圖1所示，測功機不連接，施加規(guī)定的空載電壓，功率分析儀采集u、v、w三相交流電的有效值，并將結(jié)果傳遞給上位機軟件。待輸出功率穩(wěn)定后讀取上位機軟件的示值作為測試值，要求間隔30min，兩次讀數(shù)之差為上一個讀數(shù)的3%以內(nèi)。

1.2 檢測儀器、設(shè)備

功率分析儀的校準(zhǔn)結(jié)果見表1。

表1 功率分析儀檢定結(jié)果

1.3 試驗方案布置

按圖1所示完成樣品安裝和系統(tǒng)連接，其中由于該試驗為空載工況，所以冷水機和測功機不必接入系統(tǒng)。

圖1 測量原理圖

2 數(shù)學(xué)模型

由于采用功率分析儀直接測量被試樣品的三相交流電電流的有效值，故測量模型為：

式中：——為電流值；、、——三相電流實際測試值。

靈敏系數(shù)：

3 測量不確定度的來源分析

通過從 “人、機、料、法、環(huán)”幾個維度進行分析，影響電流測量的因素主要包括：人員重復(fù)性測量、數(shù)據(jù)修約、儀器設(shè)備誤差和不確定度、樣品穩(wěn)定性、環(huán)境溫度以及數(shù)據(jù)讀取點的選取等，如圖2所示。

圖2 空載電流測量不確定度因果關(guān)系圖

1）數(shù)據(jù)讀取引入的不確定

數(shù)據(jù)讀取引入的不確定度有2個方面。一是數(shù)據(jù)讀取點的選擇，此類不確定度分量采用A類不確定度評定方法。二是從上位機讀取數(shù)據(jù)為小數(shù)點后2位，功率分析儀顯示為小數(shù)點后4位，此類不確定度主要是由于數(shù)據(jù)修約引入，采用B類不確定度評定方法。

2）設(shè)備引入的不確定度

電池模擬器的輸出電壓（即被試樣品的輸入電壓）會影響空載電流的測試結(jié)果，但由于本次評定空載電流采用直接測量的方法獲得，因此電壓對不確定度的影響歸為電流重復(fù)性測量，即采用A類不確定度評定方法。

功率分析儀直接測量電流，對不確定度的影響主要有測量誤差和不確定度，采用B類不確定度評定方法。

3）樣品穩(wěn)定性引入的不確定度

本次評定采用同一樣品，樣品穩(wěn)定性引入的不確定度采用A類不確定度評定方法。

4）環(huán)境因素引入的不確定度

環(huán)境溫度的變化對電子繞組的阻值有影響，從而間接影響電流的測量不確定度。此類不確定度采用A類不確定度評定方法。

5）人員引入的不確定度

本次評定為同一檢驗員的重復(fù)性測量，采用A類不確定度評定方法。

6）測量重復(fù)性引入的不確定度

將以上影響因素所產(chǎn)生的重復(fù)性因素組合在一起，歸入為輸出量的重復(fù)性因素，采用A類不確定度評定方法。不分別評估各輸入量重復(fù)性引入的不確定度分量，而是直接評估測量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度分量。

4 測量數(shù)據(jù)的采集

重復(fù)進行5次此試驗，分別記錄u、v、w三相輸入電流，見表2。

表2 測量數(shù)據(jù)

5 測量不確定度的分量評定

空載電流測量不確定度匯總表見表3。

表3 空載電流測量不確定度匯總表

1）A類不確定度評定

測量平均值：

重復(fù)進行相同測量產(chǎn)生的不確定度，本次評定中進行5次，但實際檢測只進行1次，因此測量不確定度為：

2）B類不確定度評定

數(shù)據(jù)修約引入不確定度±0.005A，矩形分布。

功率分析儀的偏差不確定度-0.0003A，矩形分布。

功率分析儀不確定度4×10A，正態(tài)分布。

3）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算

4）擴展不確定度計算

擴展不確定度（=2）=×=0.02A

6 測量結(jié)果表示

測量的空載電流=3.05A±0.02A（=2，對應(yīng)約95%的置信概率），空載電流的置信區(qū)間為[3.03A，3.07A]。