Тестирование производительности и эффективности приводов

Клиент Dewesoft LOGICDATA разрабатывает мехатронные системы регулируемой мебели для дома и офиса. Компания постоянно старается создавать новые и улучшать имеющиеся технологии. Внедрение в продукцию новейших решений подразумевает серьезные внутренние испытания. Перед компанией встает задача создать собственную базу данных для оценки технологических решений; в этом ей пришла на помощь гибкая система сбора данных DEWE-43A, которая значительно упростила выполнение ежедневных испытаний.

О компании

LOGICDATA была основана в 1994 и располагается в маленьком городке Дойчландсберг, расположенном на юге Австрии. На настоящий момент компания насчитывает свыше 330 сотрудников в Австрии, Словении, Китае, Хорватии и США.

Компания использует разнообразную умную электронику, мехатронику и встроенные программные решения для создания регулируемой мебели для дома и офиса.

Тестирование привод

Привод отвечает за перемещение механизмов или систем и управление ими. Для удовлетворительной оценки проектируемый привод должен пройти свыше 200 испытаний.

LOGIDATA нуждается в возможности проводить разнообразные тесты в разных обстановках с быстротой и легкостью. Система сбора данных DEWE-43A предназначена именно для этого.

Система сбора данных DEWE-43A

DEWE-43A весит менее 1 килограмма и легко помещается в руку. При небольшом весе и миниатюрном размере устройство очень прочное и мощное. Корпус каждого DEWE-43A выполнени из цельного блока алюминия и имеет 8 высокоскоростных аналоговых входов и 8 входов SuperCounter. По соотношению «цена-производительность» устройство не имеет себе равных.

DEWE-43A подходит для целого ряда применений в области динамического сбора данных. В комплекте с прибором поставляется программа для продвинутого сбора данных, записи и анализа DewesoftX. Программа сбора данных DewesoftX разрабатывается на базе одного основного принципа — одна программа для всех испытаний. Такое сочетание делает DEWE-43A «швейцарским ножом» для тестирования и измерения.

Система сбора данных DEWE-43A также поддерживает стандартные датчики TEDS (Transducer Electronic Data Sheet). Технология позволяет инженерам быстро организовывать испытательные условия на объекте для выполнения различных тестов, например:

• тестирование производительности двигателя, 

• тестирование долговечности, 

• тестирование при выполнении разгона/торможения.

Тестирование производительности двигателя и долговечности

Для подвижности мебели необходим двигатель, в данном случае  синхронный двигатель с постоянными магнитами (СДПМ). Поле возбуждения двигателя создается с помощью постоянных магнитов на роторе. Трёхфазный мотор используется совместно с контроллером.
 
Используемое оборудование:

• DEWE-43A: система сбора данных

• DewesoftX: программа сбора данных

• DSI-V-200: адаптер для аналогового входа ±200 В

• LEM LTSR 15-NP: датчик тока

• 1535 Peaktech: источник питания 600 Вт

• RRFL-I-1-n ETH: датчик момента вращения 1 Нм

• HB-140M-2: гистерезисный тормоз Magtrol

• Тормозной контроллер собственного производства

Для тестирования производительности двигателя применяется простое тестовое устройство с креплением для двигателя, датчиком скорости и момента вращения и тормозом. На каждой фазе отслеживаются электрический ток, источник постоянного тока и напряжение. Таким образом, можно вычислить энергию, поступающую в двигатель. Что касается механического аспекта, измеряется крутящийся момент и скорость, чтобы рассчитать механическую энергию, поступающую из двигателя.

Тестирование проводится на различных нагрузках и скоростях. Программа сбора данных DewesoftX позволяет вычислить на основе собранных данных эффективность двигателя и создать кривую его производительности в процессе измерения — в реальном времени.

Производительность привода во время моделирования срока службы

LOGICDATA также важно знать, как производительность привода может изменяться с течением времени. Таким образом, во время тестирования привода в режиме реального времени производятся различные виды измерения производительности. Для этой цели большую роль играет портативность измерительной технологии, поскольку инженерам приходится передвигаться от одного привода к другому при испытаниях. Используемое оборудование:

• DEWE-43A: система сбора данных

• DewesoftX: программа сбора данных

• DSI-V-200: адаптер для аналогового входа ±200 В

• Датчик тока LEM LTSR 15-NP

• Цифровой счётчик собственного производства

• Датчик силы HBM U10M 2,5 кН

Привод подвергается нагрузкам, вычисленным для его срока эксплуатации. При этом к нему подключается оборудование для измерения напряжения постоянного тока. Инженеры подключают блок управления к приводу и вычисляют максимальное напряжение при каждом вращении двигателя.

Счётчик в DewesoftX используется для мгновенного расчета скорости двигателя. Датчик момента устанавливается под привод. Нагрузка, которая необходима приводу для движения, известна.

На основе собранных данных можно рассчитать механическую энергию, поступающую с привода, что, в свою очередь, используется для расчёта его эффективности. После тестирования долговечности результаты по всем приводам сравниваются между собой, а любые изменения фиксируются.

Разгон и торможение стола

Профиль разгона и торможение регулируемого по высоте стола играет весьма важную роль для общего впечатления пользователя о качестве стола. Таким образом, разные системы оцениваются объективно и субъективно для обнаружения лучшей из них, которая впоследствии ляжет в основу будущей продукции. Используемое оборудование:

• DEWE-43A: система сбора данных

• DewesoftX: программа сбора данных

• Variohm RF603: лазерный датчик расстояния

Лазер устанавливается на специальное крепление и измеряет расстояние до столешницы. Стол перемещается вверх и вниз, а его положение записывается. На основе этого положения выделяются коэффициенты разгона и торможения, которые сопоставляются с субъективными оценками.

Заключение

Гибкость и портативность системы — это особенности, играющие ключевую роль при измерениях в LOGICDATA. Плавная интеграция аппаратного и программного обеспечения для сбора данных делает эксплуатацию системы невероятно простой.

Продвинутые математические формулы, встроенные в программу сбора данных DewesoftX высчитываются в режиме реального времени. Это позволяет инженерам получить текущий обзор вычисленных результатов и настраивать параметры по ходу выполнения тестирования.

Это повышает эффективность тестирования и позволяет получить желаемые результаты за одно измерение. В конечном итоге такой подход экономит огромное количество временных и денежных ресурсов.