自動車用テストリグのドライブとモーター

テストリグは、自動車および航空宇宙産業で広く使用されており、さまざまな車両をテストします。 Andy Pyeは、これらのシステム内でドライブとモーターがどのように使用されているかを調べています。

ドライブシステムが使用される自動車産業の典型的なアプリケーションには、次のものがあります

• 自動車およびオートバイ産業のローリングロードテストスタンド
• エンジンテストスタンド–電気および燃焼エンジンの製造用
• トランスミッション/ギアボックステストは、自動車および機械製造業界へのサプライヤーを表します
• 電気自動車テストスタンド–車両インバーターに電力を供給するDC電源付き

自動車メーカーは、生産ラインからランダムにエンジンを選択し、厳格なテストを実施して、主要な設計要件とパラメーターをすべて満たしていることを確認することがよくあります。

自動車メーカーや一流サプライヤーによる社内テストに加えて、自動車用テストリグは専門のテストハウスでも使用されています。たとえば、Horiba Miraは、世界の自動車業界にテストエンジニアリングサービスを提供し、規制や基準に準拠したテストを行い、クライアント固有の要件に準拠し、適切なテスト手順と方法を開発した豊富な経験があります。この組織は、包括的な一連の安全研究所（衝突、衝撃シミュレーション、歩行者）を含む37以上の主要な試験施設を誇っています。車両およびコンポーネントの環境施設。本格的な空力風洞。車両およびコンポーネントEMC（電磁両立性）;およびコンポーネントと構造のテストラボ。

AC可変速ドライブは、非常に動的で、正確で、線形で、再現性のある方法で実際の状態をシミュレートするために使用できるため、リグアプリケーションのテストに非常に適しています。それらは非常に応答性が高く、高速イベントを複製するためにすばやく停止および開始できます。

再生ドライブがよく使用されるため、モーターがエネルギーを吸収または負荷を供給しているときにドライブが電力を回生し、このエネルギーを供給に戻し、運用コストを削減できます。

これらのアプリケーションで使用されるすべてのドライブは、低リップル電圧と電流で、エネルギー効率と高い制御精度を実現するように最適化する必要があります。 ドライブはトルク増幅器としてよく使用されるため、優れたトルク応答が不可欠です。そのため、トルク基準からモーターシャフトのトルクまでの時間を最小限に抑える必要があります。実際のトルクがトルク基準に近づくほど、トルク基準が容易になります。制御する制御システム、したがって全体的なテストリグのパフォーマンスが向上します。

シャシダイナモメーター

自動車用テストリグの最も一般的なタイプは、シャシダイナモメーター、エンジンダイナモメーター、およびトランスミッションリグです。シャシダイナモメーターのテストでは、実行するテストの種類に応じて、通常、テストユニットの車軸またはホイールごとに1つのドライブとモーターを使用します。

CP Engineeringは、自動車産業向けのエンジンおよびシャーシダイナモメーターテストシステム、トランスミッションテストシステム、およびその他のテストリグを製造しています。カストロール、コスワーステクノロジー、デルファイ、シェルなど、このセクターの多くの大手企業にシステムを提供してきました。

CPの「Cadet」WindowsNTベースの制御およびデータロギングシステムのアナログインターフェイスは、ドライブの閉ループベクトル制御に同期されます。テストシステムには、実際の車両と同じ負荷/速度プロファイルを提供するために正確に同期されたリアルタイムの制御と処理が必要です。したがって、制御ループの応答は、所定のサイクル時間（通常は3.25ms）内で一貫して維持される必要があります。ドライブは、オーバーラン状態をシミュレートするためにモーターを使用できる必要もあります。

クランキングソフトウェアは、ドライブシャフトを保護します。エンジンが始動して加速すると、ドライブはゼロトルクに切り替わり、エンジンのアイドリングをシミュレートします。どうやら、これは従来のダイナモメーターでは実行できず、CPに競争力を与えています。

ローリングロードとブレーキテストスタンド

ここでは、さまざまなテストプロファイルとトラックがシミュレートされ、事前にプログラムされて、ブレーキング、スタートアップ、ラウンドベンド、クロスカントリー、オフロードなどの走行抵抗を可能な限り現実的に再現します。アンチロックブレーキシステム（ABS）や電動パワーステアリング（EPS）などの内部および安全関連の車両機能もテストされています。高速応答補償により、摩擦、電気的および熱的依存性、およびパワートレイン全体の慣性モーメントを考慮して、非常に正確で再現性のある測定値が得られます。

エンジンテストスタンド

ドライブシステムは、開発センターとモーター製造の両方で、エンジンテストスタンドで使用されます。他のテストスタンドと同様に、重要なのは日常の動作条件を正確にシミュレートすることです。

燃焼および電気エンジンの品質評価には、さまざまなテストパターンと速度、トルクとカウンタートルクのサイクル、耐久性テスト、短期間の負荷など、特定の要件があります。

周波数変換器は、必要なトルク曲線を正確に作成すると同時に、燃焼エンジンで生成されたエネルギーを再利用することで、主電源の正弦波電流を節約します。

テストエンジニアは、共振と技術的限界を明らかにする特定の速度とトルクにテストサンプルをさらすこともできます。

トランスミッション/ギアボックステストスタンド

ここでは、内燃エンジンのトルクパルスと運転特性が、テスト対象のトランスミッション/ギアボックスに適用されます。リアルタイムイーサネット上ですべてのドライブコントローラをネットワーク化することにより、インバータの電流および速度制御回路の必要な同期により、テスト結果が実際の状態を反映することが保証されます。これにより、制御システムで不要なバランス調整を行う必要がなくなります。

パワーエレクトロニクスは、さまざまなタイプのトランスミッション/ギアボックスの入力および出力ドライブとして機能します。 4台のロードマシンがホイール/ロードシステムに取って代わり、運転プロファイルを表し、入力ドライブは内燃エンジンをシミュレートします。

エンジントルク脈動シミュレーション（ETPS）は、開発テストスタンドで内燃エンジンを再現します。このタイプのテストスタンドの高い要件を満たすために、低質量慣性の永久磁石同期モーターと非同期モーターが使用されます。

電気自動車用の試験装置

新しい開発には、新しいテスト手法が必要です。車両インバーター、モーター/エンジン、トランスミッション/ギアボックスを含むハイブリッド車および電動車のパワートレインは、完全なシステムとしてテストできます。これらはすべて共通のDCバス構成で接続されており、回生電力（ブレーキング時など）を可能にします。再循環。

設置された特定のモーター電力に対して、これは、グリッド接続されたインバーターの電力定格が最小化され、資本とエネルギーコストを節約することを意味します。システムの重要な機能は、すべての制御ループが同期されていることです。これにより、システムの共振のリスクが大幅に軽減されます。