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(fù)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(fù)載（例如，帶諧波驅(qū)動的負(fù)載電機(jī)，以及由四連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的非線性負(fù)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(zhǔn)確滿足提議的原動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，以及它們在制定運營績效指標(biāo)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(jī)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(jī)，并且還涉及基于狀態(tài)維護(hù)（CBM）的未來研究工作。在這些目標(biāo)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(dá)5000 RPM。
黑色長鋼軌將所有組件緊緊地緊緊扣住各種負(fù)載。為了抵抗垂直方向和水平方向的力，導(dǎo)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(zhǔn)成為可能。
該測試臺旨在克服由制造公差引起的不對準(zhǔn)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(dǎo)軌的螺釘有助于精que定位每個組件。此外，導(dǎo)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(jī)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(fù)載傳遞到被測差壓變送器，默認(rèn)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(dāng)?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(dāng)或破裂，零件飛離系統(tǒng)的可能性就很高。外殼將保護(hù)用戶。
圖1顯示了測試臺的機(jī)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(fù)載電動機(jī)來創(chuàng)建一系列負(fù)載類型。四連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生非線性周期性載荷。選擇好特的負(fù)載類型以證明給定測試電動機(jī)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(dá)和負(fù)載馬達(dá)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。框架本身由木材組成，可防止電氣危險。為每個機(jī)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(jìn)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(jī)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(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(jī)的導(dǎo)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(jī)中，并且通過校準(zhǔn)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(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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)所必需的。
負(fù)載電動機(jī)wuxu將位置信號和霍爾信號反饋到放大器，因為負(fù)載電動機(jī)在運動控制器而不是放大器中對電流信號進(jìn)行整流。由于測試電動機(jī)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(jī)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(yuǎn)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(fù)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(jī)構(gòu)提供的測試能力。通常，負(fù)載電機(jī)和測試電機(jī)以其#高速度運行。然而，測試電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩潛力尚未確定。測試電動機(jī)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(jìn)行評估。
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