Drive Dan Motor Di Rig Uji Otomotif

Rig pengujian digunakan secara luas di industri otomotif dan dirgantara, menguji berbagai kendaraan. Andy Pye melihat bagaimana drive &motor digunakan dalam sistem ini.

Aplikasi umum dalam industri otomotif yang menggunakan sistem penggerak meliputi

• Rolling road test adalah singkatan dari industri mobil dan sepeda motor
• Standar uji mesin – untuk produksi mesin listrik dan pembakaran
• Tes Transmisi/Gearbox adalah singkatan dari pemasok untuk industri manufaktur mobil dan mesin
• Tempat uji kendaraan listrik – dengan suplai DC untuk memberi daya pada inverter kendaraan

Pabrikan otomotif sering kali secara acak memilih mesin dari lini produksi mereka dan melakukan pengujian yang ketat untuk memastikan bahwa mesin tersebut memenuhi semua persyaratan dan parameter desain utama.

Selain pengujian internal oleh produsen mobil dan pemasok tingkat pertama, rig pengujian otomotif juga digunakan oleh rumah pengujian spesialis. Misalnya, Horiba Mira memiliki pengalaman yang luas dalam menyediakan layanan rekayasa pengujian untuk industri otomotif global, pengujian terhadap peraturan dan standar, untuk persyaratan khusus klien dan dalam pengembangan prosedur dan metode pengujian yang sesuai. Organisasi ini memiliki tidak kurang dari 37 fasilitas pengujian utama, termasuk satu set lengkap laboratorium keselamatan (kecelakaan, simulasi benturan, pejalan kaki); fasilitas lingkungan kendaraan dan komponen; terowongan angin aerodinamis skala penuh; kendaraan dan komponen EMC (kompatibilitas elektromagnetik); dan laboratorium uji komponen dan struktur.

Penggerak kecepatan variabel AC sangat cocok untuk menguji aplikasi rig, karena dapat digunakan untuk mensimulasikan kondisi nyata dengan cara yang sangat dinamis, akurat, linier, dan dapat diulang. Mereka sangat responsif dan dapat berhenti dan mulai dengan cepat untuk mereplikasi peristiwa berkecepatan tinggi.

Drive regeneratif sering digunakan, sehingga drive mampu menghasilkan kembali tenaga listrik saat motor menyerap energi atau memberikan beban, mengembalikan energi ini ke suplai dan mengurangi biaya operasional.

Semua drive yang digunakan dalam aplikasi ini harus dioptimalkan untuk efisiensi energi dan presisi kontrol yang tinggi, dengan tegangan dan arus riak yang rendah. Respon torsi yang sangat baik sangat penting, karena penggerak sering digunakan sebagai penguat torsi, sehingga waktu dari referensi torsi ke torsi pada poros motor perlu diminimalkan – semakin dekat torsi aktual mengikuti referensi torsi, semakin mudah untuk sistem kontrol untuk mengontrol dan oleh karena itu meningkatkan kinerja rig pengujian secara keseluruhan.

Dinamometer sasis

Jenis rig uji otomotif yang paling umum adalah dinamometer sasis, dinamometer mesin, dan rig transmisi. Pengujian dinamometer sasis biasanya menggunakan satu penggerak dan motor per poros atau roda unit uji, bergantung pada jenis pengujian yang dilakukan.

CP Engineering memproduksi sistem uji dinamometer mesin dan sasis, sistem uji transmisi, dan alat uji lainnya untuk industri otomotif. Ini telah memasok sistem ke banyak perusahaan terkemuka di sektor ini, termasuk Castrol, Cosworth Technology, Delphi, dan Shell.

Kontrol berbasis Windows NT 'Cadet' CP dan antarmuka analog sistem datalogging disinkronkan ke kontrol vektor loop tertutup drive. Sistem pengujian memerlukan kontrol dan pemrosesan waktu nyata yang disinkronkan dengan tepat untuk memberikan profil beban/kecepatan yang sama dengan kendaraan nyata. Respon dari loop kontrol harus tetap konsisten dalam waktu siklus tertentu – biasanya 3,25 ms. Drive juga harus mampu mengemudi untuk mensimulasikan kondisi over-run.

Perangkat lunak engkol memberikan perlindungan untuk poros penggerak. Saat mesin menyala dan berakselerasi, penggerak beralih ke torsi nol untuk mensimulasikan pemalasan mesin. Tampaknya, ini tidak dapat dilakukan dengan dinamometer konvensional dan memberikan CP keunggulan kompetitif.

Tempat uji jalan dan rem berguling

Di sini, profil pengujian dan trek yang berbeda disimulasikan dan diprogram sebelumnya untuk mereproduksi resistensi mengemudi serealistis mungkin, termasuk pengereman, start-up atau tikungan putaran mengemudi, lintas alam dan off-road. Fungsi kendaraan internal dan terkait keselamatan seperti sistem pengereman Anti-lock (ABS) dan Electric power steering (EPS) juga diuji. Melalui kompensasi respons cepat, pengukuran yang sangat akurat dan dapat direproduksi diperoleh dengan memperhitungkan gesekan, ketergantungan listrik dan termal, serta momen inersia di seluruh powertrain.

Tes mesin uji

Sistem penggerak digunakan di tempat uji engine, baik di pusat pengembangan maupun di pabrik motor. Seperti halnya tempat uji lainnya, kuncinya adalah mensimulasikan kondisi pengoperasian sehari-hari secara akurat.

Ada persyaratan khusus untuk penilaian kualitas mesin pembakaran dan listrik, seperti pola dan kecepatan pengujian yang berbeda, siklus torsi dan kontra torsi, uji ketahanan, atau beban jangka pendek.

Konverter frekuensi dapat secara akurat membuat kurva torsi yang diperlukan, sekaligus mendaur ulang energi yang dihasilkan dalam mesin pembakaran, sehingga menghemat pasokan listrik dari arus listrik sinusoidal.

Teknisi pengujian juga dapat mengarahkan sampel uji ke kecepatan dan torsi tertentu yang memperlihatkan resonansi dan batasan teknologi.

Tempat uji Transmisi/Gearbox

Di sini, pulsa torsi dan karakteristik pengoperasian mesin pembakaran internal diterapkan pada transmisi/gearbox yang diuji. Dengan menghubungkan semua pengontrol drive pada Ethernet waktu nyata, sinkronisasi yang diperlukan dari sirkuit kontrol arus dan kecepatan inverter memastikan bahwa hasil pengujian mencerminkan kondisi nyata. Ini menghindari kebutuhan akan penyesuaian keseimbangan yang tidak diinginkan dalam sistem kontrol.

Elektronika daya berfungsi sebagai drive input dan output untuk berbagai jenis transmisi/gearbox. Empat mesin beban menggantikan sistem roda/jalan dan mewakili profil mengemudi, sedangkan drive input mensimulasikan mesin pembakaran internal.

Engine Torque Pulsation Simulation (ETPS) menciptakan kembali mesin pembakaran internal pada dudukan uji pengembangan. Untuk memenuhi persyaratan tinggi untuk jenis dudukan uji ini, digunakan motor sinkron magnet permanen inersia massa rendah dan motor asinkron.

Peralatan pengujian untuk kendaraan listrik

Perkembangan baru membutuhkan teknik pengujian baru. Power train pada kendaraan hibrida dan bertenaga listrik yang terdiri dari inverter kendaraan, motor/mesin dan transmisi/gearbox, dapat diuji sebagai sistem yang lengkap, semuanya terhubung dalam konfigurasi bus DC umum yang memungkinkan regenerasi daya (selama pengereman misalnya) menjadi diedarkan kembali.

Untuk daya motor terpasang tertentu, ini berarti peringkat daya inverter yang terhubung ke jaringan diminimalkan, menghemat modal serta biaya energi. Fitur utama dari sistem ini adalah bahwa semua loop kontrol disinkronkan yang secara signifikan mengurangi risiko resonansi sistem.