考慮到所有可能的條件，需要一個(gè)動(dòng)態(tài)和非線(xiàn)性的測試環(huán)境來(lái)完成差壓變送器測試架構。開(kāi)發(fā)了用于差壓變送器的非線(xiàn)性測試臺（NTBA），以測量和記錄非線(xiàn)性負載實(shí)驗期間的一系列物理性能。
可以應用兩種不同類(lèi)型的負載（例如，帶諧波驅動(dòng)的負載電機，以及由四連桿機構產(chǎn)生的非線(xiàn)性負載），以在差壓變送器的實(shí)際操作中再現#常見(jiàn)的條件。NTBA將通過(guò)實(shí)驗驗證其是否可以準確滿(mǎn)足提議的原動(dòng)機標準，以及它們在制定運營(yíng)績(jì)效指標方面的有用性。本文討論了構建測試床的過(guò)程以及測試床中每個(gè)組件產(chǎn)生必要的物理性能信息的潛力。
測試臺概述
RRG開(kāi)發(fā)非線(xiàn)性測試臺的#初靈感是找到永磁同步電動(dòng)機的性能包絡(luò )圖。但是，試驗臺必須足夠靈活，才能用于一系列原動(dòng)機，并且還涉及基于狀態(tài)維護（CBM）的未來(lái)研究工作。在這些目標的基礎上定義了測試床所需的操作特性。#大功率接近10 HP，#大速度高達5000 RPM。
黑色長(cháng)鋼軌將所有組件緊緊地緊緊扣住各種負載。為了抵抗垂直方向和水平方向的力，導軌的頂部分別有½“螺紋孔，側面有¼”孔。螺絲使調整對準成為可能。
該測試臺旨在克服由制造公差引起的不對準問(wèn)題，并且是模塊化的。支撐塊具有四個(gè)螺釘，可通過(guò)確定相對于測試床水平面的角度和高度將力轉移到測試床表面。用于支撐塊的螺釘和用于導軌的螺釘有助于精que定位每個(gè)組件。此外，導軌被開(kāi)發(fā)為模塊化的，因此，只要從測試臺表面到旋轉中心的高度低于6英寸，就可以實(shí)現多種配置。
測試床的安全性是一個(gè)額外的問(wèn)題。緊急停止開(kāi)關(guān)集成在測試臺中，以在緊急情況下停止測試臺的功能。它具有兩個(gè)功率繼電器，以切斷向電動(dòng)機的放大器提供的電流；如果外殼打開(kāi)，則具有一個(gè)額外的開(kāi)關(guān)，以停止操作。另外，為了防止將很大的力從負載傳遞到被測差壓變送器，默認情況下，制動(dòng)器處于打開(kāi)狀態(tài)，而離合器處于斷開(kāi)狀態(tài)。
系統運行時(shí)，大型外殼形成在測試臺上方。在適當的時(shí)候，該系統將用于測試大量的抖動(dòng)運動(dòng)，因此，在測試過(guò)程中，如果連接不當或破裂，零件飛離系統的可能性就很高。外殼將保護用戶(hù)。
圖1顯示了測試臺的機械組件設置。該測試臺是為動(dòng)態(tài)測試而開(kāi)發(fā)的，因此，采用負載電動(dòng)機來(lái)創(chuàng )建一系列負載類(lèi)型。四連桿機構產(chǎn)生非線(xiàn)性周期性載荷。選擇好特的負載類(lèi)型以證明給定測試電動(dòng)機的實(shí)際條件。離合器和制動(dòng)器是單個(gè)單元，它們同時(shí)工作。這意味著(zhù)如果制動(dòng)器打開(kāi)，則離合器關(guān)閉，反之亦然。
需要差壓變送器來(lái)量化測試馬達和負載馬達之間的扭矩。編碼器計算速度，位置和加速度。此外，每個(gè)組件都使用三個(gè)波紋管聯(lián)軸器連接到其余系統。聯(lián)軸器經(jīng)過(guò)精心選擇，可承受旋轉方向超過(guò)40 Lf-ft
測試床的電氣組件設置如圖2所示�？蚣鼙旧碛赡静慕M成，可防止電氣危險。為每個(gè)機械組件和運動(dòng)控制器之間的連接線(xiàn)設置了互連模塊。由于有幾根粗電線(xiàn)進(jìn)入包裝盒，因此應將它們緊密正確地放在一起。該接口盒用于差壓變送器。此盒將扭矩信號從差壓變送器傳輸到控制器。電機放大器和電源需要散熱片和冷卻裝置。
在測試時(shí)，放大器和電源會(huì )產(chǎn)生大量的熱量，因此它具有四個(gè)風(fēng)扇，這些風(fēng)扇的運行可將熱量降至#低。固態(tài)繼電器用于控制制動(dòng)器和離合器的操作。電流差壓變送器將量化從放大器流向測試電動(dòng)機的導線(xiàn)中流過(guò)的電流量。此外，溫度差壓變送器安裝在測試電動(dòng)機中，并且通過(guò)校準電路按比例縮小從溫度發(fā)送的電壓信號。每個(gè)組件將在后面進(jìn)行全面介紹。
試驗臺的操作
在安裝完所有必要的電氣和機械組件的測試臺后，信號線(xiàn)從控制器鏈接到每個(gè)組件。每個(gè)測量工具和放大器的電源線(xiàn)都鏈接到電源�；魻柌顗鹤兯推骱途幋a器需要5 V的電壓，其電源由控制器互連模塊提供。電流差壓變送器需要+/- 15 V的電壓，因此，它具有自己的電源。此外，熱敏電阻需要+/- 15 V的電壓，并且它們從同一電源獲取功率。
如果發(fā)生電涌，則使用兩個(gè)功率繼電器斷開(kāi)電流。每個(gè)功率繼電器都串聯(lián)在電源和放大器之間。還建立了一個(gè)分壓器電路，以便從測試電動(dòng)機汲取電壓信號。這些信號降低到+/- 10V。
差壓變送器信號通過(guò)互連模塊傳輸到運動(dòng)控制器。將獲得11個(gè)輸入信號：三個(gè)電流信號，三個(gè)電壓信號，一個(gè)扭矩信號和四個(gè)溫度信號。由于Galil運動(dòng)控制器中只有八個(gè)輸入通道，因此將使用National Instruments的數據采集板來(lái)收集其他信號。測試電動(dòng)機中需要編碼器和霍爾信號，以將反饋發(fā)送到放大器。這些信號是完成正弦換向環(huán)路以操作測試電動(dòng)機所必需的。
負載電動(dòng)機wuxu將位置信號和霍爾信號反饋到放大器，因為負載電動(dòng)機在運動(dòng)控制器而不是放大器中對電流信號進(jìn)行整流。由于測試電動(dòng)機放大器的接地未與電源線(xiàn)分開(kāi)，因此放大器和運動(dòng)控制器的接地已接地。此外，隔離電源變壓器的一對一比率用于將大約+/- 76 VDC的電壓范圍轉換為0 VDC至169 VDC之間的電壓輸出范圍。#終，使用數字輸出通道之一控制制動(dòng)器和離合器的接合。在緊急情況下或操作時(shí)，該信號將傳輸到制動(dòng)器和離合器。
Galil運動(dòng)控制器提供了100多個(gè)命令來(lái)定義運動(dòng)和機器參數。它包括開(kāi)始操作，提蝧hou刺約芭渲霉似骱涂刂破韉拿�。諒T┟羈梢遠蘋(píng)駻SCII格式傳輸。這些Galil的命令可幫助用戶(hù)創(chuàng )建，存儲和實(shí)現幾個(gè)復雜的應用程序。此外，Galil還提供DLL文件來(lái)借助C / C ++，Visual Basic或Labview生成程序。所有這些功能將幫助用戶(hù)開(kāi)發(fā)具有快速采樣和反饋更新速度的實(shí)時(shí)操作系統。
結論
該非線(xiàn)性試驗臺 將用于廣泛的各種特性和幾種不同的執行機構提供的測試能力。通常，負載電機和測試電機以其#高速度運行。然而，測試電動(dòng)機的轉矩潛力尚未確定。測試電動(dòng)機的性能將根據完成ONR全電船計劃任務(wù)之一的測試協(xié)議進(jìn)行評估。
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