Hệ thống Kiểm tra Động cơ Dynamometer

Hệ thống kiểm tra động cơ Dynamometer Test System là thiết bị chuyên dụng dùng để đo lường, phân tích và đánh giá hiệu suất của động cơ điện và cơ khí. Bằng cách tạo ra tải mô phỏng thực tế, dynamometer giúp xác định các thông số quan trọng như mô-men xoắn, công suất, tốc độ quay, hiệu suất năng lượng và độ ổn định vận hành của động cơ.

Các hệ thống dynamometer hiện đại có thể sử dụng nhiều loại tải khác nhau như servo motor, tải từ trễ (hysteresis), dòng điện xoáy (eddy current) hoặc bột từ (powder load), đáp ứng đa dạng nhu cầu kiểm tra. Đặc biệt, ứng dụng phanh Prony cho phép đo lường chính xác động cơ bước (stepper motor) và micromotor trong các thiết bị nhỏ.

Trong thời đại chuyển đổi sang năng lượng xanh, dynamometer đóng vai trò ngày càng quan trọng trong kiểm tra và đánh giá hiệu suất động cơ xe điện (EV motor testing). Hệ thống này giúp các nhà sản xuất và phòng R&D phân tích đặc tính tải, tối ưu điều khiển mô-men và cải thiện hiệu quả năng lượng cho động cơ điện, góp phần phát triển các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường.

Có 4 loại hệ thống dynamometer khác nhau:

• Sử dụng servo motor làm tải – Kiểm tra động cơ AC/DC

• Sử dụng tải kiểu từ trễ, dòng điện xoáy hoặc bột

• Ứng dụng đặc biệt của phanh Prony để đo động cơ bước và micromotor

• Hệ thống kiểm tra mô-men xoắn

Hệ thống kiểm tra động cơ Dynamometer (sử dụng Servomotor làm tải)

Loại động cơ áp dụng:

• Động cơ BLDC

• Động cơ AC / DC servo

• Động cơ cảm ứng một pha / ba pha

• Động cơ máy nén cảm ứng một pha / ba pha

• Động cơ máy nén không chổi than DC

Phần cứng:

Phần tải:

• Động cơ servo

• Mô-đun phản hồi công suất (tùy chọn)

Phần đo lường:

• Đồng hồ đo mô-men xoắn: thương hiệu Kistler hoặc Magtrol

• Bộ phân tích công suất: thương hiệu Yokogawa dòng WT, hoặc Hioki dòng WP

• Đồng hồ đo điện trở thấp: thương hiệu Hioki, model RM3544-01

• Máy tính: thương hiệu Advantech – máy tính công nghiệp

Các hạng mục thử nghiệm:

• Động cơ cảm ứng 1 pha: đo điện áp và dòng điện của dây chính, dây phụ, tụ điện và tổng công suất (ΣW)

• Động cơ cảm ứng 3 pha: đo điện áp, dòng điện từng pha và tổng công suất (ΣW)

• Đo đồng thời điện áp, dòng điện và tổng công suất đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển

• Các thông số đo gồm: mô-men xoắn, tốc độ, hiệu suất động cơ, hiệu suất truyền động, hiệu suất tổng thể, nhiệt độ vỏ động cơ (tùy chọn), nhiệt độ cuộn dây động cơ (tùy chọn), thông số Ld và Lq (tùy chọn), v.v.

Chức năng phần mềm:

• Có chức năng bù quán tính

• Quản lý tệp động cơ: thêm, sửa, xóa, tìm kiếm nhanh, sao chép và các chức năng khác

• Quản lý tệp dữ liệu: thêm, sửa, xóa, tìm kiếm nhanh, sao chép, in và các chức năng khác

• Thử nghiệm đặc tính T-N, thử nghiệm điểm cố định và thử nghiệm thủ công

• Tệp dữ liệu có thể xuất ra định dạng Excel

• Dữ liệu thử nghiệm có thể hiển thị trên 6 biểu đồ độc lập

• Đường cong đặc tính có thể được sử dụng để so sánh

Hệ thống Dynamometer

(Sử dụng tải là phanh từ trễ, dòng điện xoáy hoặc bột từ)

Loại động cơ áp dụng:

• Động cơ BLDC

• Động cơ AC / DC servo

• Động cơ cảm ứng một pha / ba pha

• Động cơ tốc độ cao và công suất lớn (sử dụng tải dòng điện xoáy – Eddy-Current Loading)

• Động cơ tốc độ thấp và công suất lớn (sử dụng tải bột từ – Powder Loading)

Phần cứng (Hardware):

Phần tải (Load Part):

• Sử dụng phanh từ trễ (Hysteresis), phanh dòng điện xoáy (Eddy-Current) hoặc phanh bột từ (Powder) làm tải

Phần đo lường (Measurement Part):

• Đồng hồ đo mô-men xoắn (Torque Meter): Thương hiệu Kistler hoặc Magtrol

• Bộ phân tích công suất (Power Analyzer):

  • Thương hiệu Yokogawa dòng WT series

  • Hioki dòng PW series

  • Magtrol brand

• Đồng hồ đo điện trở thấp: Hioki model RM3544-01

• Bộ điều khiển Dynamometer (Dyno-Controller):

  • Join-Precision model DC-1000 hoặc DC-2000

  • Magtrol dòng DSP series

• Máy tính công nghiệp: Advantech Industrial Computer

Các hạng mục thử nghiệm (Test items):

• Động cơ cảm ứng 1 pha: Đo điện áp (V) và dòng điện (A) của dây chính, dây phụ và tụ điện, cùng tổng công suất (ΣW)

• Động cơ cảm ứng 3 pha: Đo điện áp, dòng điện từng pha và tổng công suất (ΣW)

• Đo đồng thời điện áp, dòng điện và tổng công suất ở cả đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển

• Các thông số đo gồm: mô-men xoắn, tốc độ, hiệu suất động cơ, hiệu suất truyền động, hiệu suất tổng thể, nhiệt độ vỏ động cơ (tùy chọn), nhiệt độ cuộn dây (tùy chọn), thông số Ld và Lq (tùy chọn), v.v.

Chức năng phần mềm (Software functions):

• Có chức năng bù quán tính

• Quản lý tệp động cơ: thêm, sửa, xóa, tìm kiếm nhanh, sao chép và các chức năng khác

• Quản lý tệp dữ liệu: thêm, sửa, xóa, tìm kiếm nhanh, sao chép, in và in biểu đồ đặc trưng

• Thử nghiệm đường cong đặc tính T-N, thử nghiệm điểm cố định và thử nghiệm thủ công

• Dữ liệu có thể xuất sang định dạng Excel

• Dữ liệu thử nghiệm có thể hiển thị trên 6 biểu đồ độc lập

• Đường cong đặc tính có thể được so sánh giữa nhiều kết quả thử nghiệm
  (có thể hiển thị 5 đường cong đặc tính trên cùng một màn hình)

Hub Motor Test System

Hệ thống kiểm tra động cơ tích hợp trong bánh xe (Hub Motor)

Phần cứng (Hardware):

Phần tải (Load Part):

• Sử dụng động cơ servo hoặc phanh bột từ (Powder Brake) làm tải

• Mô-đun phản hồi công suất (Power Feedback module) – tùy chọn

Phần đo lường (Measurement Part):

• Đồng hồ đo mô-men xoắn (Torque Meter): Thương hiệu Kistler hoặc Magtrol

• Bộ phân tích công suất (Power Analyzer):

  • Thương hiệu Yokogawa dòng WT series

  • Hioki dòng PW series

• Đồng hồ đo điện trở thấp: Hioki model RM3544-01

• Máy tính công nghiệp: Advantech Industrial Computer

Các hạng mục thử nghiệm (Test items):

• Đo đồng thời điện áp (V), dòng điện (A) và công suất (ΣW) của từng pha ở đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển.

• Đo các thông số: Mô-men xoắn, tốc độ, hiệu suất động cơ, hiệu suất truyền động, hiệu suất tổng thể, nhiệt độ vỏ động cơ (tùy chọn), nhiệt độ cuộn dây (tùy chọn), thông số Ld & Lq (tùy chọn), điện áp phản kháng – Back EMF (tùy chọn), v.v.

Chức năng phần mềm (Software functions):

• Cung cấp tín hiệu mô phỏng điện áp điều khiển bướm ga điện tử (Electronic Throttle Control) cho thiết bị được thử nghiệm (DUT)

• Quản lý tệp động cơ: thêm, sửa, xóa, tìm kiếm nhanh, sao chép và các chức năng khác

• Quản lý tệp dữ liệu: thêm, sửa, xóa, tìm kiếm nhanh, sao chép, in và các chức năng khác

• Thử nghiệm đường cong đặc tính T–N, thử nghiệm điểm cố định, thử nghiệm thủ công, mô phỏng tải đường (Road Simulation) và thử nghiệm tuổi thọ (Life Test)

• Xuất dữ liệu sang định dạng Excel

• Hiển thị dữ liệu thử nghiệm trên 6 biểu đồ độc lập

• So sánh các đường cong đặc tính (Characteristic-Curve Comparison)
  (có thể hiển thị 5 đường cong đặc tính trên cùng một màn hình)

Stepper Motor Test System

Hệ thống kiểm tra động cơ bước

Ứng dụng:

Với ứng dụng đặc biệt của phanh cuộn Prony (Prony winding braking),
hệ thống có thể tự động thu được đường cong mô-men xoắn “Pull-in” và “Pull-out” với độ chính xác cao.

• Pull-in torque (Mô-men khởi động):
  Là mô-men xoắn cực đại mà động cơ có thể khởi động từ trạng thái dừng mà không bị mất bước ở một tốc độ nhất định.

• Pull-out torque (Mô-men duy trì):
  Là mô-men xoắn cực đại mà động cơ có thể vận hành liên tục mà không bị mất bước dưới một tải nhất định.

Ưu điểm (Advantages):

• Mô-men quán tính của thiết bị thử rất nhỏ:
  Nhờ sử dụng phương pháp Prony, phép đo không bị ảnh hưởng bởi quán tính và tổn thất khớp nối của hệ thống thử.
  Đặc biệt trong quá trình kiểm tra mô-men khởi động (Pull-in test), ưu điểm này càng được thể hiện rõ.

• Phạm vi đo rộng (Wide Measuring Range):
  Hệ thống hỗ trợ 6 loại cảm biến mô-men xoắn, cho phép lựa chọn loại phù hợp với từng ứng dụng.
  Phạm vi đo mô-men xoắn từ 0.1 đến 400 mN·m.

• Dễ dàng theo dõi và phân tích dữ liệu (Monitoring and Analysis Easier):
  Kết quả thử nghiệm được hiển thị theo thời gian thực trên màn hình.
  Dữ liệu có thể xuất ra định dạng Excel để xử lý và lưu trữ.

Ví dụ đo lường (Measured Example):

• Đường cong Pull-in & Pull-out (Pull-in & Pull-out Curve)

• Trục X: Tần số (Frequency) | Trục Y: Mô-men xoắn (Torque)

PHẦN MỀM HỆ THỐNG

Tag: Dynamometer Test System, hệ thống kiểm tra động cơ