考虑到所有可能的条件，需要一个动态和非线性的测试环境来完成差压变送器测试架构。开发了用于差压变送器的非线性测试台（NTBA），以测量和记录非线性负载实验期间的一系列物理性能。
可以应用两种不同类型的负载（例如，带谐波驱动的负载电机，以及由四连杆机构产生的非线性负载），以在差压变送器的实际操作中再现#常见的条件。NTBA将通过实验验证其是否可以准确满足提议的原动机标准，以及它们在制定运营绩效指标方面的有用性。本文讨论了构建测试床的过程以及测试床中每个组件产生必要的物理性能信息的潜力。
测试台概述
RRG开发非线性测试台的#初灵感是找到永磁同步电动机的性能包络图。但是，试验台必须足够灵活，才能用于一系列原动机，并且还涉及基于状态维护（CBM）的未来研究工作。在这些目标的基础上定义了测试床所需的操作特性。#大功率接近10 HP，#大速度高达5000 RPM。
黑色长钢轨将所有组件紧紧地紧紧扣住各种负载。为了抵抗垂直方向和水平方向的力，导轨的顶部分别有½“螺纹孔，侧面有¼”孔。螺丝使调整对准成为可能。
该测试台旨在克服由制造公差引起的不对准问题，并且是模块化的。支撑块具有四个螺钉，可通过确定相对于测试床水平面的角度和高度将力转移到测试床表面。用于支撑块的螺钉和用于导轨的螺钉有助于精que定位每个组件。此外，导轨被开发为模块化的，因此，只要从测试台表面到旋转中心的高度低于6英寸，就可以实现多种配置。
测试床的安全性是一个额外的问题。紧急停止开关集成在测试台中，以在紧急情况下停止测试台的功能。它具有两个功率继电器，以切断向电动机的放大器提供的电流；如果外壳打开，则具有一个额外的开关，以停止操作。另外，为了防止将很大的力从负载传递到被测差压变送器，默认情况下，制动器处于打开状态，而离合器处于断开状态。
系统运行时，大型外壳形成在测试台上方。在适当的时候，该系统将用于测试大量的抖动运动，因此，在测试过程中，如果连接不当或破裂，零件飞离系统的可能性就很高。外壳将保护用户。
图1显示了测试台的机械组件设置。该测试台是为动态测试而开发的，因此，采用负载电动机来创建一系列负载类型。四连杆机构产生非线性周期性载荷。选择好特的负载类型以证明给定测试电动机的实际条件。离合器和制动器是单个单元，它们同时工作。这意味着如果制动器打开，则离合器关闭，反之亦然。
需要差压变送器来量化测试马达和负载马达之间的扭矩。编码器计算速度，位置和加速度。此外，每个组件都使用三个波纹管联轴器连接到其余系统。联轴器经过精心选择，可承受旋转方向超过40 Lf-ft
测试床的电气组件设置如图2所示。框架本身由木材组成，可防止电气危险。为每个机械组件和运动控制器之间的连接线设置了互连模块。由于有几根粗电线进入包装盒，因此应将它们紧密正确地放在一起。该接口盒用于差压变送器。此盒将扭矩信号从差压变送器传输到控制器。电机放大器和电源需要散热片和冷却装置。
在测试时，放大器和电源会产生大量的热量，因此它具有四个风扇，这些风扇的运行可将热量降至#低。固态继电器用于控制制动器和离合器的操作。电流差压变送器将量化从放大器流向测试电动机的导线中流过的电流量。此外，温度差压变送器安装在测试电动机中，并且通过校准电路按比例缩小从温度发送的电压信号。每个组件将在后面进行全面介绍。
试验台的操作
在安装完所有必要的电气和机械组件的测试台后，信号线从控制器链接到每个组件。每个测量工具和放大器的电源线都链接到电源。霍尔差压变送器和编码器需要5 V的电压，其电源由控制器互连模块提供。电流差压变送器需要+/- 15 V的电压，因此，它具有自己的电源。此外，热敏电阻需要+/- 15 V的电压，并且它们从同一电源获取功率。
如果发生电涌，则使用两个功率继电器断开电流。每个功率继电器都串联在电源和放大器之间。还建立了一个分压器电路，以便从测试电动机汲取电压信号。这些信号降低到+/- 10V。
差压变送器信号通过互连模块传输到运动控制器。将获得11个输入信号：三个电流信号，三个电压信号，一个扭矩信号和四个温度信号。由于Galil运动控制器中只有八个输入通道，因此将使用National Instruments的数据采集板来收集其他信号。测试电动机中需要编码器和霍尔信号，以将反馈发送到放大器。这些信号是完成正弦换向环路以操作测试电动机所必需的。
负载电动机wuxu将位置信号和霍尔信号反馈到放大器，因为负载电动机在运动控制器而不是放大器中对电流信号进行整流。由于测试电动机放大器的接地未与电源线分开，因此放大器和运动控制器的接地已接地。此外，隔离电源变压器的一对一比率用于将大约+/- 76 VDC的电压范围转换为0 VDC至169 VDC之间的电压输出范围。#终，使用数字输出通道之一控制制动器和离合器的接合。在紧急情况下或操作时，该信号将传输到制动器和离合器。
Galil运动控制器提供了100多个命令来定义运动和机器参数。它包括开始操作，提蝧hou刺约芭渲霉似骱涂刂破鞯拿睢Ｕ庑┟羁梢远苹駻SCII格式传输。这些Galil的命令可帮助用户创建，存储和实现几个复杂的应用程序。此外，Galil还提供DLL文件来借助C / C ++，Visual Basic或Labview生成程序。所有这些功能将帮助用户开发具有快速采样和反馈更新速度的实时操作系统。
结论
该非线性试验台 将用于广泛的各种特性和几种不同的执行机构提供的测试能力。通常，负载电机和测试电机以其#高速度运行。然而，测试电动机的转矩潜力尚未确定。测试电动机的性能将根据完成ONR全电船计划任务之一的测试协议进行评估。
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