Test eDrive par HBM – un système complet constitué autour de l’acquisition de données Genesis Highspeed, du module optionnel satellite MX1609B pour la température et du capteur de couple T40.

Ce qui propulse les machines électriques et convertisseurs de puissance: les mesures plus efficaces avec le concept eDrive de HBM

Le monde dépend de plus en plus de la puissance électrique. Les transmissions électriques touchent à notre quotidien, du lave-linge aux véhicules électriques. Cependant, les fabricants font face à un challenge-ils doivent améliorer le rendement global de ces chaînes de ces systèmes électriques constitués de moteurs et convertisseurs. Les méthodes usuelles mises en œuvre pour le test de performance et les mesures de rendement fournissent des résultats d’une fiabilité limitée. Néanmoins, la solution innovante  eDrive Testing solution d’HBM propose une approche différente. Elle combine un capteur de couple et un système d’acquisition à fonction oscilloscope intégrée, rendant ainsi possible l’acquisition synchrone et dynamique des signaux mécaniques et électriques. Qui plus est, nous pouvons également les traiter en temps réel.    

Une base de données solide est la fondation de toute amélioration de rendement dans les transmissions électriques ainsi que les moteurs, convertisseurs, générateurs qu’elles entraînent. Un analyseur de puissance classique peut uniquement calculer le rendement et non l’expliquer. Les données déduites de cette méthode ne peuvent servir de base de travail pour l’amélioration du rendement. Il est nécessaire de disposer d’informations qui permettent de traquer les pertes de rendement et ainsi remonter à leur cause. La demande est forte pour la fourniture de systèmes capables de donner ces informations.

L’analyse des causes de pertes d’énergie a longtemps été impossible

"Pour moi, le test eDrive consiste à obtenir des données fiables et répétables à partir de transmissions électriques en vue d’accélérer le développement de cette technologie. C’est exactement le but de notre approche métrologique." Klaus La

Les analyseurs de puissance sur les entrées moteur et capteurs de couple sur les sorties moteur ont traditionnellement été utilisés pour déterminer le rendement de conversion d’énergie des moteurs électriques et le sont encore aujourd’hui. La différence entre la puissance électrique d’entrée mesurée et la puissance mécanique générée, à partir du moteur électrique, s’appelle alors la perte d’énergie.   

Néanmoins, aucune conclusion fiable sur les causes de cette perte d’énergie ne peut être faite via cette approche. Qui plus est, les appareils de mesures, provenant souvent de fabricants différents, doivent être laborieusement synchronisés avant chaque essai, ce qui prend du temps. Bien souvent, ce processus occasionne des erreurs de mesure. Les mesures de puissance haute dynamique à plus de 50 mesures par seconds sont difficiles car exigeantes techniquement.  

Un autre constat fait sur les analyseurs de puissance du commerce est qu’ils ne présentent que des résultats finaux de calculs alors que ce sont les données brutes mêmes qui fournissent les informations critiques pour la bonne compréhension des processus explorés en recherche fondamentale et sources d’approches innovantes pour améliorer les rendements.  

Un système intégré simple pour solution unique

HBM a dévoilé la solution sous la forme d’un système unique et intégré d’un seul et même fournisseur : la combinaison du système d’acquisition Genesis HighSpeed et du capteur de couple T12. Ce duo, parfaitement coordonné, rend possible les essais longue durée sur les transmissions électriques sur la base de diagrammes de connexion parfaitement maîtrisés et sans problèmes de synchronisation. La réalisation d’enregistrements continus de plus d’une heure avec 1 million de points de mesure par seconde et par voie devient un jeu d’enfant.    

Les données brutes résultantes sont directement accessibles pour les ingénieurs chargés de l’analyse détaillée des données, même pendant l’enregistrement. Cette approche constitue la base d’une multitude de déductions et d’interprétations qui aboutiront à de précieuses conclusions sur l’optimisation des rendements des transmissions électriques. Ainsi, ce nouveau système illustre la réponse d’HBM aux attentes formulées par des utilisateurs dans la recherche d’une solution innovante pour le calcul de paramètres tels que le facteur de puissance ou encore le couple d’entrefers.

“En tant qu’employés de l’Université Polytechnique de Turin en charge du domaine des convertisseurs, machines et transmissions électriques, nous avons choisi le GEN3i d’HBM comme système d’acquisition et enregistrement de données en vue de caractériser, identifier et surveiller des convertisseurs de puissance, machines et transmissions électriques. La décision a été prise sur le fait que le GEN3i est capable d’acquérir et enregistrer à la fois les signaux électriques (tensions et courants PWM) et les signaux mécaniques (vitesse de rotation, couple et position angulaire) et aussi pour ses vitesses d’échantillonnage élevées, sa haute précision, parfaite synchronisation et isolation des voies de mesures. Gen3i combine ainsi les avantages offerts par un analyseur de puissance pour l’acquisition de données avec celles d’un enregistreur de données et d’un logiciel de post-traitement, ce qui rend possible le post-traitement de gros volumes de données issus d’une transmission électrique.“

Prof. Aldo Boglietti, Prof. Radu Bojoi, Prof. Paolo Guglielmi and Eng. Eric Armando, Université Polytechnique de Turin

Analyse directe de données brutes : Visualisez les résultats immédiatement

La solution eDrive Testing  sauvegarde en continu et haute résolution les données brutes utiles pour l’amélioration du rendement. Cela comprend les tensions et courants électriques, le couple la vitesse de rotation et même les températures moteur dans le même système. L’avantage majeur réside dans le fait que toutes les valeurs de puissance (active, réactive, apparente, facteur de puissance,…) sont affichées en temps réel comme sur les analyseurs de puissance standards

La conduite d’analyses complémentaires illustre un autre point fort du système. Au travers de fonctions d’analyse dédiées et d’une librairie de formules, des analyses poussées peuvent être lancées directement et même alors que l’acquisition est toujours en cours. Cette possibilité n’était offerte auparavant qu’à partir de solutions de traitement logicielles indépendantes. Désormais, l’analyse des paramètres de circuit équivalent ou encore des vecteurs dans le référentiel de Park sont parmi les nombreux traitements accessibles.    

Les résultats sont affichés et accessibles immédiatement et peuvent être transférés vers une feuille Excel sur un simple clic. Cela rend possible les analyses fiables et efficaces. Grâce à ce système intégré, les utilisateurs gagnent du temps, de la flexibilité et réduisent grandement les erreurs.

La page eDrive SETUP du logiciel Perception est orientée sur l’application. Après avoir choisi le type de circuit et de capteur de courant, vous êtes prêt à mesurer.
La page eDrive LIVE du logiciel Perception présente les valeurs calculées telles que les valeurs RMS, puissance active, fréquence du fondamental, et une fenêtre oscilloscope propose la visualisation des courbes en temporel ou fréquentiel.
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