Eigenständige E-Drive-Prüfung in 3 einfachen Schritten

Für die Erprobung dieser E-Antriebe haben wir die Datenerfassung und Auswertung für einen großen deutschen Automobilzulieferer realisiert. Leistungsaufnahme und Geschwindigkeit sind für die Bewertung der Effizienz elektromechanischer Systeme von Bedeutung. Da die Motoren fest in Karosserieteile eingebaut sind, stehen für die Qualitätsprüfung oft nur die elektrischen Strom- und Spannungssignale zur Verfügung.

Verwendung des Strom zur Bestimmung der Motordrehzahl

Bei einem klassischen Gleichstrommotor führt der mechanische Kommutator bei einer Umpolung zu einem kurzzeitigen Abfall der Stromkurve. Je nach Ausführung und Polzahl des Motors entspricht die Anzahl der Stromeinbrüche einer Umdrehung. Dieses Modell spiegelt sich auch in der Stromkurve von bürstenlosen Motoren mit elektronischer Kommutierung wider.

Abbildung 1 zeigt den Stromverlauf eines Motors über die Zeit. Der hier abgebildete Strom wurde mit einem Q.bloxx XL A107 I/O-Modul und einem Shunt gemessen. Die in diesem Beispiel sichtbaren Stromabfälle treten während der Kommutierung in Abständen von 8,4 ms auf.

Dementsprechend zeigt das Spektrum der Stromkurve (Abbildung 2), dass ihr Maximum bei 119 Hz liegt. Geht man von 3 Umschaltungen pro Umdrehung aus, so entspricht dies einer Geschwindigkeit von 2380 Umdrehungen pro Minute.

Das Spektrum kann sowohl online als auch offline von Q.series X Controllern bearbeitet werden. Auf diese Weise kann die Motordrehzahl kontinuierlich und live am Prüfstand anhand des Stromsignals ermittelt werden. Die notwendige Konfiguration ist in wenigen Schritten erledigt.

Schnelle und einfache Konfiguration auf dem Prüfstand

Die FFT-Funktion des Q.series X Controllers bietet u.a. die Möglichkeit, das Maximum eines Spektrums innerhalb eines gewählten Frequenzbandes nach Betrag und Frequenz auszuwerten. Die Frequenz des Maximums entspricht der Grundwelle und wird durch die Anzahl der Pole geteilt und mit 60 multipliziert, um die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) zu erhalten. Außerdem wird der Strom verwendet, um festzustellen, ob der Motor in Betrieb ist und ob die elektrische Leistung berechnet werden kann.

Mit diesem Edge Computing kann die Motordrehzahl ohne einen separaten Computer bestimmt werden.

Je nach Prüfstandskonfiguration können die Daten nun an die Anlagensteuerung übertragen werden, z.B. über EtherCAT oder visualisiert in GI.bench auf dem Prüfstands-PC oder über das lokale Netzwerk visualisiert werden.

Einfach leistungsstarke Visualisierung

Mit GI.benchkönnen Sie benutzerdefinierte Dashboards zur Visualisierung erstellen. Abbildung 4 zeigt die Geschwindigkeit und Leistung im oberen Diagramm. Wenn der Motor belastet wird, sinkt die Geschwindigkeit (grüne Kurve), während die aufgenommene Leistung steigt (graue Kurve). Außerdem werden in dieser Schnittstelle das aktuelle Spektrum (blau), die aktuelle Kurve (rot) und die Parameter (Tabelle) numerisch angezeigt.

Für Referenzen, Demoprogramme und Fragen können Sie uns jederzeit unter info@gantner-instruments.com kontaktieren.