Часть 7. Программное обеспечение для испытания ДВС и ЭД

Программное обеспечение для испытания ДВС и ЭД

Изначально программа была предназначена для испытаний электрических машин и двигателей внутреннего сгорания мощностью от 0,1 до 15 кВт. Потенциал заложенный в программном обеспечении позволяет использованть его во многих других различных приложениях. Об этом более подробнее далее..
Для удобной работы желательно наличие двух или трех мониторов, так как программа состоит из трех основных рабочих окон:

• основное окно управления и мониторинга процесса испытания
• окно работы с данными и отчетами
• окно осциллограмм и анализа электрических параметров

Общий вид основного окна управления и мониторинга процесса испытания

Внешний вид окна работы с данными и отчетами

Внешний вид окна осциллограмм

Оператор может сконфигурировать систему под конкретное испытание. Ввести необходимые данные и задать защитные лимиты для каналов. из доступных каналов выбирает те, которые будут использоваться в данном испытании. Делается это редактированием списка «Каналы для работы».
Система позволяет ввести таблицу, которая будет добавлена в отчет при его формировании. В эту таблицу можно в свободной форме занести необходимую информацию. Например, тип двигателя, тип испытания, дату испытания, оператора системы и так далее.

Для выбранного канала из списка «Каналы для работы» можно задать диапазон индикации, а также лимиты и действия при достижении этих лимитов.
Все изменения параметров тут же отображаются на стрелочном индикаторе. Он показывает, как будет выглядеть индикатор с этим параметром в режиме испытания. Это позволяет следить за процессом настройки и контролировать его.

Минимальное значение, Максимальное значение – задают диапазон шкалы индикатора для данного параметра.
Критический (красный) уровень, Желтый уровень – задают значения параметра, при выходе за который будет произведено действие, заданное в соответствующем поле «Действие при достижении» Критический уровень отображается красным, предупредительный уровень отображается желтым. Отдельно можно задать каждый уровень для минимума и для максимума. 

Окно настроек испытания

Настройка триггеров для испытательного процесса

Группа индикаторов. Стрелочные индикаторы после настройки

Группа индикаторов. Отображение списком для увеличения визуально контроллируемых параметров.

Ручной и полуавтоматический режим испытания приводов и двигателей

Для ручного и полуавтоматического испытания предусмотрены следующие части интерфейса программы: 

Панель управления в режиме "Ручное управление" и “Полуавтоматическое управление” ДВС

Панель управления в режиме "Ручное управление" и “Полуавтоматическое управление” Электродвигатель

По обратной связи происходит управление в ручном и полуавтоматическом режиме* по следующим параметрам:

• поддержание заданных оборотов ДВС через управление заслонкой
• поддержание заданных оборотов электродвигателя через управление подаваемым ШИМ сигналом
• поддержание заданных оборотов ДВС и электродвигателя через управление нагрузкой на индуктивном тормозе
• поддержание заданного крутящего момента ДВС и электродвигателя через управление нагрузкой на индуктивном тормозе
• поддержание заданной мощности ДВС и электродвигателя через управление нагрузкой на индуктивном тормозе
• моделирование линейной разрядки батареи для электродвигателя
• дроп-тесты для испытания электродвигателя и ДВС и получения кривой нагрузки-мощности
• управление охлаждение электродвигателя и ДВС

*Для наиболее корректной работы есть наглядная настройка ПИД-регулятора для каждого параметра управления. 

Автоматизация испытательного процесса

Циклограмма автоматизированного испытания

Основные параметры автоматического испытания:

Режим управления двигателем – управление двигателем с помощью изменения положения заслонки. 

Доступные варианты:
Скорость [%] – задает скорость для данного этапа.
Скорость [об/мин] – задает скорость вращения двигателя, которая поддерживается на заданном значении изменением положения заслонки (ДВС) или управляющим сигналом на контроллер двигателя в режиме «Электродвигатель» 

Режим управления нагрузкой – задает режим работы двигателя с помощью создания определенной нагрузки на валу двигателя. 

Доступные варианты:
Нагрузка [%] – задает нагрузку.
Момент [Н*м] – поддержание заданного момента в режиме автоматического управления.
Мощность [лс], Мощность [Вт] – поддержание заданной мощности в режиме автоматического управления.
Скорость [об/мин] – поддержание заданной скорости в режиме автоматического управления.

Сбор, анализ и вывод электрических параметров фаз электродвигателей

Пример данных полученных с драйвера управления трехфазным двигателем (частота сбора 500 кГц на канал)

Вкладка анализа спектра

Определение частоты для задания полосы пропускания предварительного фильтра для определения частоты основной гармоники. Значение определяется из паспортных характеристик двигателя или экспериментально на вкладке анализа спектра. Далее происходит выделение первой гармоники для определения основных характеристик электродвигателя.

Выделение первой гармоники из примера выше.

В итоге в реальном времени с частотой 500 кГц с каждого канала мы получаем данные по напряжению и току для трехфазного двигателя с учетом управления двигателем через специальный драйвер с частотой от 400 до 1200 Гц. Эти данный возможно пустить на запись с длительностью ограниченной объемом SSD (высокоскоростного твердотельного накопителя) от 500 Гб (ориентировочно на 3 МГц в сек приходится около 100 Мб записанных данных).

Параметры трехфазного сигнала:

Расшифровка параметров:

Urms [В] – среднеквадратичное значение напряжения;

Irms [А] - среднеквадратичное значение тока;

Фаза [град.] – фаза между током и напряжением;

P [Вт] - среднеквадратичное значение активной мощности;

Q [ВАР] - среднеквадратичное значение реактивной мощности;

S [ВА] - среднеквадратичное значение полной мощности;

f [Гц] – частота сигнала;

cos(fi) – косинус угла между векторами напряжения и тока

Если у Вас есть вопросы, вы можете обратиться к нам за соответствующей консультацией.

Это лишь вводная часть и мы рекомендуем вам ознакомиться с остальными частями данного проекта 
(навигация ниже, а также в заголовке)