Een elektromotortestbank of testbank is een testbank voor het reproduceerbaar testen van elektromotoren. Naast het mechanische ontwerp omvat een elektromotortestbank ook bijbehorende meetapparatuur, sensoren en applicatiesoftware.
Zo worden bussystemen gebruikt om de testobjecten te besturen en te monitoren. Er zijn verschillende soorten teststands, zoals ontwikkelingsteststands, duurteststands, end-of-line teststands en hardware-in-the-loop teststands.
Elektrische machines worden meestal getest om karakteristieke curvepunten of hele karakteristieke curven te bepalen. Andere tests worden uitgevoerd om het elektromagnetische gedrag van het testobject te karakteriseren: bijvoorbeeld generatieve metingen, cogging torque metingen, ontladingsmetingen.
1. Operationele modi
1.1 Klassieke testen
Een typische testopstelling bestaat uit een belastingsmachine, koppeling en koppelomvormer. Een externe belasting wordt gebruikt om de spanning, d.w.z. de belasting, op de motor aan te brengen. Met behulp van deze methode kunnen eenvoudige karakteristieken direct en mechanisch worden verkregen en afgeleide variabelen worden berekend. Uit de ingangsstroom en ingangsspanning is het opgenomen vermogen bekend. Op dezelfde manier kan uit de snelheids- en koppeluitgangswaarden het mechanische vermogen en dus het rendement van de motor worden bepaald.
Voordelen
– Het is mogelijk om verschillende soorten motoren te testen
– Het is niet nodig om het testalgoritme te wijzigen
– Na aanpassing zijn verdere testen eenvoudig uit te voeren
Nadelen
– Elke keer dat een motor of as wordt vervangen, is een mechanische aanpassing vereist
– Er kunnen systematische fouten in de testvolgorde optreden als de test onjuist is geparametriseerd
– Het aanpassen van het testobject aan de testbank voordat de test kan worden uitgevoerd, kost veel tijd.
1.2 Parameteridentificatiemethode
De eigen traagheid van het testobject gebruiken om dynamisch door de karakteristieke curve te lopen: Deze methode test de motor zonder mechanische koppeling en meet geen koppel en snelheid. De test wordt uitgevoerd met behulp van klemspanning en stroomwaarden. Parameters worden bepaald met behulp van wiskundige modellen.
Voordelen
- Simpel ontwerp
- Snel
– Geen aanpassing nodig voor verschillende motortypes
– Alleen stroom en spanning worden gemeten
– Er worden geen mechanische grootheden gemeten
Nadelen
– Model moet worden aangepast voor verschillende motoren
2. Andere testen
2.1 Geluidsanalyse
Ruisanalyse wordt uitgevoerd door middel van een geschikte excitatiefunctie. De testfunctie moet zo worden gekozen dat alle ruisgenererende krachten kunnen worden geanalyseerd door middel van de betreffende sensoren. De meest voorkomende ruisbronnen zijn: wentellagers, commutatoren en elektrische krachten.
2.2 Regeneratief testen
Een motor die van buitenaf wordt aangestuurd en bekrachtigd, induceert een spanning die kan worden gemeten op de verbindingslijnen van de motor. De geïnduceerde spanning is evenredig met de snelheid en excitatie.
Het verloop van de geïnduceerde spanning geeft karakteristieke informatie over de wikkelingen en de excitatie van de cirkel. De meting van de geïnduceerde spanning maakt een eenvoudige diagnose van de elektromagnetische eigenschappen van de motor mogelijk. Regelmatigheden worden afgeleid van een bewegende geleiderlus in een constant magnetisch veld.
2.3 Meten van het tandwielkoppel
In een roterende elektrische machine is het aantal polen in de rotor vermenigvuldigd met het aantal strengen in de stator gelijk aan het aantal stabiele voorkeursposities waarin de rotor kan bewegen. De grootte van het coggingkoppel wordt aanzienlijk beïnvloed door het structurele ontwerp.
De belastingsmachine drijft een stroomloos testobject aan. Dit geldt ongeacht het motortype. Cogging torque wordt gemeten met behulp van een torque sensor die is aangesloten tussen het testobject en de belastingsmachine.
Cogging torque kan op twee verschillende manieren worden bepaald: cogging torque meting bij lage snelheid of cogging torque meting onder closed-loop positieregeling. Beide metingen vereisen een actieve lastmachine om het testobject aan te drijven.
