工欲善其事，必先利其器。 我们之前讲到，特斯拉这个企业很有意思。为了制造一个前所未有的产品，他们会先去制造一个前所未有的机器。

其实对谁都是一样的道理， 如果要开发牛叉的电机，那就需要一个更强大的台架。 今天我们一起去听一下，超过2w转电机台架的，啸叫声！

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电机台架——电机的师傅

我们先来聊一下，为什么要需要台架。 现在 CAE 计算机辅助设计这么强大，电机工程师在电脑里设计模型，仿真性能，开发完成之后，直接生产装车不行吗？为什么要还需要在电机台架上进行测试？

如果说在 CAE 里设计的，是电机的肉体。那它还需要为之匹配一个灵魂，也就是刷在这个盒子里的——电机控制器软件。

通过软件的精密控制，将简单的直流电，演变成频率、电流各异的三相交流电，精确控制电机的旋转。 而这套灵魂，需要在台架上进行精确的标定。

这是个典型的电机外特性图 ，在每个不同的转速下，电机能出多少扭矩？出到不同的扭矩，需要给出什么样的电流？ 这偷不了懒，需要工程师把这一个个点，一个个做试验，标定出来。而这个验证测试的环境，就是电机台架。

这是今年出征东京奥运会的中国乒乓球队，里面有个职位叫做“陪练”。可不要小瞧这个陪练，也是从万千人中厮杀出来的，梁靖崑可谓龙队退役之后的希望之星。

台架的本质，就是把被测试的电机，装到一个更强大的电机上。 被测试的电机在自己的能力范围内练武功的时候，这个陪练的电机要完完全全能跟上它。

他们练的功夫时而气势澎湃，在最高扭矩，最高功率，最高转速上运行；时而细如绣花，比如高速低扭区间的弱磁控制。

所以，奥运冠军可能比他的陪练厉害那么一点点，但是台架上的这个“陪练”电机，必须是一个更强大的电机。 最高扭矩、功率、转速，散热能力要远远超过被测件，同时精度又非常高 。 或者说，管他们叫“师傅”和“徒弟“，更为精确。

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台架需要比测试电机更强大

为什么说要“远远超过”？举几个例子， 如果开发过程中的软件存在 bug， 在某个状态下发生了不受控的飞车，就是电机转速失控了。这时候就 需要台架电机扭矩足够强，能硬生生拉住脱缰的野马，给工程师留出紧急操作的时间。

又比如工程师想测试一下电机堵转时候 ，能够抗住几秒钟。比如车轮被马路牙子卡着不让转，这时候踩油门，定子里的磁场正常旋转，转子永磁体却卡住不动，两者相互运动，等于导体切割磁感线。

这时候大量热量堆积，逆变器里的 IGBT 这样比较娇贵的电子元器件，可能直接烧掉，这时候就需要软件限功率。

但也不能一堵转就马上限，否则连个马路牙子都上不去了。那软件啥时候限功率，限多厉害，过多久又能放开？这都需要工程师，在台架上实际测出来。 徒弟如果说能抗 10 秒，那师傅怎么着也得抗个 20 秒吧。所以台架电机，一定要比被测电机抗造。

至于转速，就更好理解了。我们说开发2w转的电机，一般至少留 5% 的转速余量 ，就是在台架上至少要能支持短时间 2 万 1 千转的转速，这时候轴承，散热，转子强度都不能出问题。要知道师傅和徒弟是连在一根轴上的，徒弟受得了，师傅当然不能拉跨。

所以台架不光是一个厉害的师傅，又是一把精确的标尺，还是一个安全的沙盒。

现在电机正工作在 18000 转。可能隔着屏幕，这个麦克风无法精确记录那种尖锐的啸叫，但我在现场的感受，还是挺震撼的。

为了保护工程师的健康，高速台架必须要做到很好的隔音，甚至要用上吸音棉，并且配好防噪耳机。同时，安全规定，试验进行的时候，人是不能进去的，如果我现在推开这扇门，整个台架就会紧急停车。

2w 转电机的开发台架，在全国也不多见。别看房间小，里面可是 集成了：电子负载，环境仓、冷却系统，功率分析仪、堵转装置、扭矩法兰等等， 40 平的小房间，布置了千万级的设备。

我们之前讲过，2w 转的车用电机制造难度很大。作为它的师傅，电机台架的制造难度毫无疑问更大。工程师会碰到哪些挑战呢？

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制造电机台架的严苛要求

01 测试精度高

这个庞大的电机，最大转速 22000rpm，额定功率有 400kW，扭矩 550Nm，绝对是个力量选手。但猛张飞也要会绣花， 台架既要有力量，也要确保精密的高转速控制。

这个高精度的扭矩法兰，可以让扭矩测量精度达到 0.02%。 在 200Nm 以下常用的低扭区间，精度更是达到 0.005%，也就是十万分之五。

除此之外在有 环境仓的台架里 ，还能控制电机工作的温度， 从零下 40℃ 到 150℃ ，在汽车上所有的零件，基本都要经过高温冷冻冰火两重天的考验。

02 动平衡要求高

我们平时开的汽车，轮胎的最高转速也就 1000rpm 左右，每次换个轮胎，都还要做个动平衡，贴个动平衡块。更别说这 2w 转的师徒俩。

两个电机连在一起，就有对中的问题 。两根轴的轴线，在三维空间里要高度重合。如果这个角度大了，那中间的轴就在不断地高速扭动。 电机 2w 转的时候一边转，一边抖，可不是开玩笑的，把花键拧成麻花，对台架工程师来说，真的是见怪不怪。

所以对 2w 转的台架来说，安装时候的对中，是重中之重。在轴承座与输入电机等传动部件安装完成后，工程师会掏出一个 激光仪 ，将它们固定在轴承旋转轴与电机旋转轴上，当它们转动 90 度后仪器就能测算出轴线的偏差， 通过调整将轴线偏差控制在 0.03mm-0mm 。

这还只是第一步，传动轴系肯定还存在质量分布不均匀。工程师就需要安装 震动传感器 ，并在传动轴中贴上反光条。

对比转动信号和震动信号，获得一个代表不平衡的矢量，再增加相应配重。 就这样拆东墙补西墙，来来回回次数多了，就接近完美的平衡。

所以在这样高转速的台架上，没事别让台架工程师拆装电机，他们真的会暴走的。

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国内电机台架的崛起

十年前，新能源的测试台架都被奥地利 AVL，日本 Horiba 等外国公司垄断，那时候要搭建一个台架，真的很贵。

但随着国内新能源行业的快速发展，这样的垄断早已打破。 这几年已经诞生了很多国内的高水平测试开发供应商，比如联测，朗迪，湘仪。

我身后这个台架，就来自 江苏的联测科技 。这家公司通过汽车动力总成测试的业务，短短几年内已经做到了创业板上市， 他们甚至把业务延展到了航空、航天动力的测试台架。

通过新能源汽车的快速发展，整个产业链都会被拉动升级。宁德时代是这个过程中，大家都能看到的巨人。但其实包括像测试设备，这种消费者根本看不到的地方，也会被一起带动。

相信今后，我国像联测科技这样新能源领域的科创企业，会越来越多。在强大祖国的支持下，不仅和 AVL 这样的国际巨头在国内市场同台竞争，甚至到海外去攻城略地。