考慮到所有可能的條件，需要一個動態(tài)和非線性的測試環(huán)境來完成差壓變送器測試架構(gòu)。開發(fā)了用于差壓變送器的非線性測試臺（NTBA），以測量和記錄非線性負載實驗期間的一系列物理性能。
可以應(yīng)用兩種不同類型的負載（例如，帶諧波驅(qū)動的負載電機，以及由四連桿機構(gòu)產(chǎn)生的非線性負載），以在差壓變送器的實際操作中再現(xiàn)#常見的條件。NTBA將通過實驗驗證其是否可以準確滿足提議的原動機標準，以及它們在制定運營績效指標方面的有用性。本文討論了構(gòu)建測試床的過程以及測試床中每個組件產(chǎn)生必要的物理性能信息的潛力。
測試臺概述
RRG開發(fā)非線性測試臺的#初靈感是找到永磁同步電動機的性能包絡(luò)圖。但是，試驗臺必須足夠靈活，才能用于一系列原動機，并且還涉及基于狀態(tài)維護（CBM）的未來研究工作。在這些目標的基礎(chǔ)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(cè)面有¼”孔。螺絲使調(diào)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題，并且是模塊化的。支撐塊具有四個螺釘，可通過確定相對于測試床水平面的角度和高度將力轉(zhuǎn)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定位每個組件。此外，導軌被開發(fā)為模塊化的，因此，只要從測試臺表面到旋轉(zhuǎn)中心的高度低于6英寸，就可以實現(xiàn)多種配置。
測試床的安全性是一個額外的問題。緊急停止開關(guān)集成在測試臺中，以在緊急情況下停止測試臺的功能。它具有兩個功率繼電器，以切斷向電動機的放大器提供的電流；如果外殼打開，則具有一個額外的開關(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，制動器處于打開狀態(tài)，而離合器處于斷開狀態(tài)。
系統(tǒng)運行時，大型外殼形成在測試臺上方。在適當?shù)臅r候，該系統(tǒng)將用于測試大量的抖動運動，因此，在測試過程中，如果連接不當或破裂，零件飛離系統(tǒng)的可能性就很高。外殼將保護用戶。
圖1顯示了測試臺的機械組件設(shè)置。該測試臺是為動態(tài)測試而開發(fā)的，因此，采用負載電動機來創(chuàng)建一系列負載類型。四連桿機構(gòu)產(chǎn)生非線性周期性載荷。選擇好特的負載類型以證明給定測試電動機的實際條件。離合器和制動器是單個單元，它們同時工作。這意味著如果制動器打開，則離合器關(guān)閉，反之亦然。
需要差壓變送器來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，每個組件都使用三個波紋管聯(lián)軸器連接到其余系統(tǒng)。聯(lián)軸器經(jīng)過精心選擇，可承受旋轉(zhuǎn)方向超過40 Lf-ft
測試床的電氣組件設(shè)置如圖2所示�？蚣鼙旧碛赡静慕M成，可防止電氣危險。為每個機械組件和運動控制器之間的連接線設(shè)置了互連模塊。由于有幾根粗電線進入包裝盒，因此應(yīng)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?shù)娇刂破�。電機放大器和電源需要散熱片和冷卻裝置。
在測試時，放大器和電源會產(chǎn)生大量的熱量，因此它具有四個風扇，這些風扇的運行可將熱量降至#低。固態(tài)繼電器用于控制制動器和離合器的操作。電流差壓變送器將量化從放大器流向測試電動機的導線中流過的電流量。此外，溫度差壓變送器安裝在測試電動機中，并且通過校準電路按比例縮小從溫度發(fā)送的電壓信號。每個組件將在后面進行全面介紹。
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，信號線從控制器鏈接到每個組件。每個測量工具和放大器的電源線都鏈接到電源�；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，則使用兩個功率繼電器斷開電流。每個功率繼電器都串聯(lián)在電源和放大器之間。還建立了一個分壓器電路，以便從測試電動機汲取電壓信號。這些信號降低到+/- 10V。
差壓變送器信號通過互連模塊傳輸?shù)竭\動控制器。將獲得11個輸入信號：三個電流信號，三個電壓信號，一個扭矩信號和四個溫度信號。由于Galil運動控制器中只有八個輸入通道，因此將使用National Instruments的數(shù)據(jù)采集板來收集其他信號。測試電動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)路以操作測試電動機所必需的。
負載電動機wuxu將位置信號和霍爾信號反饋到放大器，因為負載電動機在運動控制器而不是放大器中對電流信號進行整流。由于測試電動機放大器的接地未與電源線分開，因此放大器和運動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(zhuǎn)換為0 VDC至169 VDC之間的電壓輸出范圍。#終，使用數(shù)字輸出通道之一控制制動器和離合器的接合。在緊急情況下或操作時，該信號將傳輸?shù)街苿悠骱碗x合器。
Galil運動控制器提供了100多個命令來定義運動和機器參數(shù)。它包括開始操作，提蝧hou刺約芭渲霉似骱涂刂破韉拿�。諒T┟羈梢遠蘋駻SCII格式傳輸。這些Galil的命令可幫助用戶創(chuàng)建，存儲和實現(xiàn)幾個復雜的應(yīng)用程序。此外，Galil還提供DLL文件來借助C / C ++，Visual Basic或Labview生成程序。所有這些功能將幫助用戶開發(fā)具有快速采樣和反饋更新速度的實時操作系統(tǒng)。
結(jié)論
該非線性試驗臺 將用于廣泛的各種特性和幾種不同的執(zhí)行機構(gòu)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，測試電動機的轉(zhuǎn)矩潛力尚未確定。測試電動機的性能將根據(jù)完成ONR全電船計劃任務(wù)之一的測試協(xié)議進行評估。
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