Flanders Make stelt unieke testbanken ter beschikking om moderne aandrijflijnen te valideren

Fabrikanten van aandrijvingen zoeken naar manieren om hun producten betrouwbaarder en performanter te maken. De huidige aandrijvingen moeten aan steeds hogere eisen voldoen, waarbij ze beter scoren op bijvoorbeeld vermogensdichtheid en energie-efficiëntie. Dit is een gevolg van de zoektocht naar kosten-efficiëntie en beter presterende, compactere en duurzamere oplossingen voor het aandrijven van industriële machines en voertuigen. Het valideren van aandrijfsystemen of componenten is dan ook essentieel om kosten-efficiënte beslissingen te nemen die leiden tot de ontwikkeling van innovatieve aandrijflijnen.

energieverlies-aandrijflijnen-01-1

Voordelen van een testbank

Voor de validatie van moderne aandrijflijnen kan men testen op een volledige machine of op een testbank, waarbij slechts een deel van de machine wordt geïntegreerd en de rest geëmuleerd. Testen op een volledig systeem vergt aanzienlijke inspanningen op het gebied van ontwerp, ontwikkeling en installatie. Een testbank biedt het voordeel dat alleen het relevante machine- of voertuigonderdeel in de bank wordt geïntegreerd en men daarop snel kan beginnen testen. Men kan vroeg in het ontwerpproces testen, waardoor er geen duur, volledig afgewerkt prototype moet ontwikkeld worden. Bovendien staat een testbank in een veilige omgeving en kan men herhaalde testcondities in een gecontroleerde setting vlotter uitvoeren.

Flanders Make stelt meerdere unieke test-infrastructuren ter beschikking waarmee we bedrijven helpen om beter en sneller te innoveren. We zetten 2 van onze modulaire testbanken hieronder in de kijker.

1. Testbank in gesloten caloriemeter

Energieverlies van aandrijvingen meten

Om die nieuwe generatie aandrijvingen te ontwikkelen, is het van cruciaal belang om de energieverliezen in detail te begrijpen en te meten. FlandersMake@UGent biedt daarom op de site campus Kortrijk een nieuwe unieke testbank aan waarbij een aandrijflijn in een volledig gesloten calorimeter wordt geplaatst. Door gebruik te maken van een calorimeter kunnen de energieverliezen in componenten (elektrische machines, transmissies, …) in kaart worden gebracht. De opstelling maakt het mogelijk om deze verliezen bij een bepaalde temperatuur op een directe manier op te meten met een zeer hoge nauwkeurigheid (<1%). Deze methode is veel accurater dan de huidige meetmethoden waarbij het energieverlies wordt geraamd via input-output relaties.

energieverlies-aandrijflijnen-01

Flexibiliteit

Een infrarood hogesnelheidscamera wint bijkomende thermische informatie in en verzamelt gedetailleerde gegevens over de snel roterende onderdelen. De meetprocedure werd gevalideerd op een tandwielkast en motor van Dana, een wereldleider in aandrijfsystemen.

De opstelling is flexibel opgevat en kan dankzij de talrijke beschikbare stroombronnen, koelmethodes, sensoren en belastingemulators vele combinaties van elektromotoren, transmissies en vermogenselektronica testen. Ze kan zelfs volledig worden afgestemd op specifieke noden van de klant.

Wil je meer weten over deze testopstelling? Herbekijk dan hier het digitale openingsevent

2. Modulaire multi-load

Simulaties voor rendement en levensduur testen

De Flanders Make modulaire multi-load testbank bevat meerdere motoren die verschillende wiel- en motorsnelheden kunnen emuleren, gecombineerd met diverse belastingen. Het is gericht op het testen van systemen met meerdere rotatieverbindingen of -belastingen, zoals we die in veel industriële machines en voertuigen terugvinden.

Elke motor is voorzien van een koppelsensor waarbij we nauwkeurig gegevens omtrent rendement en levensduur kunnen verzamelen. De uitbreiding met een ‘real-time target machine’ maakt gebruik van het razendsnelle en synchrone communicatieprotocol PROFINET en zorgt voor snelle en betrouwbare communicatie tussen de motor en sensoren aan 4kHz. Hierdoor kunnen we performante Hardware-In-The-Loop opstellingen bouwen.

energieverlies-aandrijflijnen-02-1

Test-opstelling Flanders Make

modular-test-bench-1In ons voorbeeld bestaat de virtuele omgeving uit 4 tractiemotoren die de wielen emuleren en 1 motor die de krachtbron emuleert. Om die omgeving zo accuraat mogelijk na te bootsen, is een betrouwbare en snelle, gesynchroniseerde communicatie tussen de 5 tractiemotoren en het real-time systeem, waar het plant model draait, absoluut noodzakelijk.

Met synchrone communicatie aan 4kHz zijn we in staat om de dynamische eigenschappen van een systeem nauwkeurig in kaart te brengen. Dit levert enorme voordelen ten opzichte van asynchrone en tragere communicatie.

De koppelsensoren worden gecombineerd met een regelaar vanop de real-time target machine die een precieze besturing van de tractiemotoren mogelijk maakt. Hierdoor krijgen we een gedetailleerd inzicht in de dynamica van het geteste apparaat.

Dankzij de snelle en synchrone PROFINET communicatie tussen de real time target en de tractiemotoren aan 4kHz, bevat deze modulaire testbank tal van unieke eigenschappen en biedt ze diverse test -en validatiemogelijkheden aan:

  • Hoogfrequente duurzaamheidtesten rond Noise, Vibrations en Harsness die aan belang winnen bij elektrische aandrijflijnen.
  • Krachtige real-time target machine om de performantie van regelsystemen te testen aan 4kHz.
  • Verschillende connectie-mogelijkheden: digitaal, analoog, CAN… Ook hoogfrequente signalen tot 60MHz kunnen gesampled worden door de reeds beschikbare FPGA interface.

Uw aandrijflijnen laten valideren?

Klinken de uitdagingen rond aandrijflijnen bekend voor uw bedrijf? Wilt u uw aandrijvingen optimaliseren?
Contacteer ons of ontdek al onze faciliteiten voor het testen van aandrijflijnen.
 

New call-to-action

 
Bedankt aan collega Jasper De Smet voor zijn bijdrage aan dit artikel. 

Jeroen De Maeyer
Auteur

Jeroen De Maeyer

Jeroen De Maeyer is sinds 2018 business developer aan FlandersMake@UGent. Jeroen is doctor elektrotechnisch ingenieur, werkte eerder als projectleider in de industrie en heeft ondertussen meer dan 10 jaar ervaring als business developer aan UGent eerder voor de energiesector en meer recent voor de maakindustrie.

Related Posts

Lees meer
Lees meer
Lees meer

BLIJF OP DE HOOGTE!

Schrijf je in voor onze nieuwsbrief en ontvang de interessantste artikels over innovaties in de maakindustrie en updates over Flanders Make.