Die Herausforderung
Elektromotoren von Mildhybridfahrzeugen sollen unter möglichst realen Bedingungen getestet werden. Neben verschiedenen statischen und dynamischen Funktionsprüfungen sollte der 3-phasige Asynchronmotor sowie der Inverter auf -20 °C abgekühlt, danach auf +70 °C erhitzt werden. So sollen die Anforderungen an die Motoren simuliert werden, die während des Betriebs in Elektrofahrzeugen / Hybridfahrzeugen auftreten können.
Das Testsystem soll in der Analyse für Dauertests, die in der Produktion aufgrund von niedrigen Taktzeiten nicht möglich sind, eingesetzt werden.
Die Lösung
Um den Motor, den Inverter und das Endprodukt (Motor + Inverter) jeweils getrennt testen zu können wurden drei einzelne Stationen entwickelt und in einem kompakten System kombiniert.
Motorprüfstation
Der eingelegte Motor wird durch ein 48 V Inverter in verschiedenen Lastpunkten betrieben und dabei geprüft. Bei den durchgeführten Prüfungen handelt es sich um eine Spannungsmessung, Strommessung bis max. 500 A, COS-Phi Berechnung (Verhältnis zwischen Blindleistung Q und Scheinleistung S), eine Leistungsberechnung und die Locked-Rotor-Prüfung. Hierbei wird der Rotor mithilfe eines Servomotors blockiert und eine geringe Spannung angelegt, um so den Kurzschlussstrom des Motors zu bestimmen.
Inverterstation
Der Inverter wird an eine Motorsimulation, sowie zum ersten Mal an den Kühlkreislauf des Systems angeschlossen. Neben einer Spannungs- und Strommessung bis 400 A wird auch eine Leistungsberechnung und die korrekte Kommunikation der CAN-Schnittstelle geprüft.
Gesamtsystemstation
Der komplette Prüfling (Inverter + Motor) wird an die 48 V Versorgung und den Kühlkreislauf angeschlossen. Eine Lastmaschine wird an das Riemenrad kontaktiert und die komplette Prüfung des Prüflings läuft vollautomatisch ab. Während der Prüfung wird zusätzlich zu den Lastprüfungen eine Umweltsimulation durchgeführt und der Prüfling wird zunächst auf -20 °C abgekühlt und anschließen auf +70 °C erwärmt. So wird der Prüfling unter möglichst ähnlichen Einflüssen getestet wie es im realen Einsatz zu erwarten ist. Abschließend erfolgt eine automatische Entladung des Prüflings per Software, um so die Sicherheit des Personals zu gewährleisten.
Die Fakten
Safty first
Zum Schutz des Anwenders wurde ein Lichtvorhang eingesetzt. Damit ist es möglich die Taktzeit zu verkürzen, da keine Schutztüre geschlossen und wieder geöffnet werden muss. Bei fehlerhaften Prüflinge muss der Anwender keine Schutztüre öffnen um die entsprechenden Prüflinge zu entnehmen.
Am Ende der Prüfung wir ein PDF-Protokoll mit den Testergebnissen erzeugt, um so eine die Auswertung weiter zu vereinfachen.
Der flexible Allrounder
für Elektromotoren
Prüfung unter "realen" Bedingungen
Kompakte Kombination aus drei Prüfstationen
Vollautomatische Prüfabläufe nach Kontaktierung
Geringer Personalaufwand
Einfache und intuitive Bedienung
Einfache Erweiterbarkeit für zukünftige Prüflinge
Maximale Flexibilität durch großzügige Auslegung aller Komponenten
Erweiterbar durch zusätzliche Schnittstellen und Werkstückträger
Frei konfigurierbare Dauertest für alle drei Prüflingskomponenten
Prüflinge verschiedener Hersteller auf einer Anlage prüfbar