eMotor-Prüfstand

Durch den Einsatz eines Servomotors, der zahlreiche Möglichkeiten der Parametrierung bietet und Kosten spart kann das System einfacher und zugleich flexibler gestaltet werden.

Der Servomotor wird den Ansprüchen an Ausregelzeit und Momentengenauigkeit gerecht.

Verhalten

1. Blockfahrt
Im Folgenden wurde das Einfahren in die Türdichtung simuliert.


Der gelbe Graph zeigt das Drehmoment das mit einer Referenz – Messwelle gemessen wurde. Der rote Graph beschreibt den Drehwinkel.

Zuerst wird der Prüflings-Motor mit einem konstanten Drehmoment (4Nm) belastet. Dann wird das Moment in Abhängigkeit vom Drehwinkel (Federrate 1 °/Nm) bis zum Stillstand des Motors erhöht. Da nach dem Ausschalten des Prüflings der Servomotor weiterhin ein definiertes Drehmoment aufbringt und somit dem Prüflings-Motor etwas zurückdreht wird automatisch das Moment kleiner da dieses abhängig vom Drehwinkel geregelt wird. Auch beim Zurückdrehen wirkt also die gleiche Federrate.


Im Diagramm ist das Drehmoment über dem Drehwinkel aufgetragen. An der Geraden im ersten Quadranten ist ablesbar dass die Federrate über den gesamten Bereich der Blockfahrt, also vom Eintauchen in eine Gegendichtung (z.B. Türdichtung) bis zum Stehenbleiben des Prüflings-Motors konstant bleibt.

2. Komplexe Fahrt
Eine vollständige komplexe Fahrt (z.B. Fensterheber), also Heben und Senken, wurde im Diagramm unten aufgezeichnet.

1. Senken mit konstantem Moment (2 Nm).
2. Senken mit ansteigendem Moment (Federrate 1 °/Nm)
3. Block unten erreicht; zurückdrehen des Prüflings-Motors
4. Heben; das Moment wirkt jetzt in die andere Richtung
5. Heben mit konstantem Moment (4,5Nm)
6. Heben mit ansteigendem Moment (Federrate 1 °/Nm)
7. Block oben erreicht; zurückdrehen des Prüflings-Motors

3. Momentenregelung
Der Frequenzumrichter bietet die Möglichkeit der Kompensation bzw. Berücksichtigung des Reibmoments, das durch das Getriebe und andere Komponenten entsteht. Bei der automatischen Aufnahme der Reibkennlinie fährt der Servomotor definierbare Drehzahlen an und misst dann das Reibmoment. Bei einem fest eingestellten Drehmoment am Servomotor regelt dieser auch bei verschiedenen Drehzahlen immer auf den vorgegebenen Wert aus obwohl sich das Reibmoment mit der Drehzahl ändert.

4. Momentenregelung bei Festanschlag

Im der Grafik oben wurde das Moment über eine Zeit von 10 Sekunden aufgezeichnet. Das Moment beträgt 7,38 Nm und wird von Servomotor auf +/- 0,0375 Nm genau geregelt.

5. Ausregelzeit
Im Folgenden wurde die benötigte Ausregelzeit bei einem Drehmomentsprung von 2,5Nm auf 12,5 Nm aufgezeichnet. Die gemessene Ausregelzeit beträt 15ms.


6. Temperaturverlauf
Bei einer Belastung von 6Nm und Raumtemperatur wurde der unten dargestellte Temperaturverlauf aufgezeichnet. Die Temperatur steigt bis 62°C an und bleibt dann konstant.