Un banco di prova per motori elettrici o banco di prova è un banco di prova per test riproducibili di motori elettrici. Oltre alla progettazione meccanica, un banco di prova per motori elettrici include anche dispositivi di misurazione, sensori e software applicativo di accompagnamento.

Ad esempio, i sistemi bus vengono utilizzati per controllare e monitorare gli oggetti di prova. Esistono diversi tipi di banchi di prova, come banchi di prova di sviluppo, banchi di prova di resistenza, banchi di prova di fine linea e banchi di prova hardware-in-the-loop.

Le macchine elettriche vengono solitamente testate per determinare punti di curve caratteristiche o intere curve caratteristiche. Altri test vengono eseguiti per caratterizzare il comportamento elettromagnetico dell'oggetto di prova: ad esempio, misurazioni generative, misurazioni di coppia di cogging, misurazioni di scarica.

1. Modalità operative

1.1 Test classici

Una tipica configurazione di prova è composta da una macchina di carico, una frizione e un trasduttore di coppia. Un carico esterno viene utilizzato per applicare la deformazione, ovvero il carico, al motore. Utilizzando questo metodo, è possibile ottenere caratteristiche semplici direttamente e meccanicamente e calcolare le variabili derivate. Dalla corrente di ingresso e dalla tensione di ingresso, è nota la potenza assorbita. Analogamente, dai valori di uscita di velocità e coppia, è possibile determinare la potenza meccanica in uscita e quindi l'efficienza del motore.

Vantaggi

– È possibile testare diversi tipi di motori

– Non è necessario modificare l’algoritmo del test

– Dopo l’adattamento, ulteriori test sono facili da implementare

Svantaggi

– Ogni volta che si cambia un motore o un albero è necessaria una modifica meccanica

– Possono verificarsi errori sistematici nella sequenza del test se il test è parametrizzato in modo errato

– È necessario un lungo processo per adattare l'oggetto di prova al banco di prova prima che il test possa essere eseguito.

1.2 Metodo di identificazione dei parametri

Utilizzo dell'inerzia propria dell'oggetto di prova per scorrere dinamicamente la curva caratteristica: questo metodo testa il motore senza accoppiamento meccanico e non misura coppia e velocità. Il test viene eseguito utilizzando valori di tensione e corrente dei terminali. I parametri vengono determinati utilizzando modelli matematici.

Vantaggi

- Design semplice

- Veloce

– Non c’è bisogno di regolazioni per diversi tipi di motore

– Vengono misurati solo corrente e tensione

– Non vengono misurate grandezze meccaniche

Svantaggi

– Il modello deve essere adattato a motori diversi

2. Altri test

2.1 Analisi del rumore

L'analisi del rumore viene eseguita mediante una funzione di eccitazione adatta. La funzione di prova deve essere scelta in modo che tutte le forze che generano rumore possano essere analizzate mediante i rispettivi sensori. Le fonti di rumore più comuni sono: cuscinetti volventi, commutatori e forze elettriche.

2.2 Test rigenerativi

Un motore energizzato e azionato dall'esterno induce una tensione che può essere misurata sulle linee di collegamento del motore. La tensione indotta è proporzionale alla velocità e all'eccitazione.

L'andamento della tensione indotta fornisce informazioni caratteristiche sugli avvolgimenti e sull'eccitazione del cerchio. La misurazione della tensione indotta consente una diagnosi semplice delle proprietà elettromagnetiche del motore. Le regolarità sono derivate da un circuito conduttore in movimento in un campo magnetico costante.

2.3 Misurazione della coppia di smorzamento

In una macchina elettrica rotante, il numero di poli nel rotore moltiplicato per il numero di trefoli nello statore è uguale al numero di posizioni stabili preferite in cui il rotore può muoversi. L'entità della coppia di cogging è significativamente influenzata dalla progettazione strutturale.

La macchina di carico aziona un oggetto di prova senza corrente. Ciò è vero indipendentemente dal tipo di motore. La coppia di cogging viene misurata utilizzando un sensore di coppia collegato tra l'oggetto di prova e la macchina di carico.

La coppia di cogging può essere determinata in due modi diversi: misurazione della coppia di cogging a bassa velocità o misurazione della coppia di cogging sotto controllo di posizione a circuito chiuso. Entrambe le misurazioni richiedono una macchina a carico attivo per guidare l'oggetto di prova.