在上期文章《低空經濟的未來 | 揭秘電機測試中的技術難題》中，我們深入探討了低空經濟飛行器電機測試面臨的技術挑戰，并介紹了HBK eDrive系統如何通過實時數據處理與同步分析來應對這些問題。隨著低空經濟的快速發展，推力臺測試作為驗證eVTOL（電動垂直起降飛行器）性能的核心環節，正面臨著越來越復雜的技術需求。如何精確測量推力、扭矩、電壓、電流等多個信號，并同步分析功率效率等數據，成為工程師們亟待解決的關鍵問題。

推力臺測試的挑戰與需求

推力臺測試的核心目的是精確評估eVTOL飛行器的推力輸出和系統效率。與傳統的飛行器推力測試不同，eVTOL飛行器采用多電機配置，且各電機的運行狀態高度相關。因此，如何確保電氣信號和機械信號之間的完美同步，如何在復雜環境下獲取準確的推力數據，成為了測試中的主要難點。

在推力臺測試中，工程師還面臨以下幾個問題：

1）共振問題

推力臺測試中的一個主要挑戰是共振問題。由于eVTOL飛行器的多電機配置和復雜的推力系統，在某些頻率下，飛行器的結構和推力系統可能會發生共振。這種共振現象不僅會影響測試的準確性，還可能對飛行器的結構造成損害。工程師需要通過扭矩傳感器測試扭矩波動，并通過分析扭矩諧波來識別潛在的共振頻率。再結合NVH測試分析結果發現并消除共振現象，確保有效定位和優化系統。

2）電機的基頻波動問題

電機驅動系統中的基頻波動問題也是推力臺測試中的一個難點。eVTOL飛行器的電機通常有輕量化需求，輕量化的電機電感較小，會導致基頻不穩定，這將不單單發生在高速高扭（高基頻）工況下。另外，常規的功率分析需要在穩態進行，而基頻波動的存在使得測試無法維持足夠長的穩態運行時間，進而影響功率測量的準確性。在這種情況下，HBK專利的周期檢測功能將抓取每一個電流或電壓的周期作為功率計算的時間以確保功率測量的準確性。

此外，推力臺測試不僅僅是推力數據的簡單采集，它還需要結合風速、轉速、溫度等多種因素進行綜合分析，確保飛行器在不同工況下的性能穩定。這就要求測試系統具備強大的數據真實處理能力，能夠實時進行高精度分析。

HBK eDrive系統的eVTOL解決方案

1）實時公式計算（RT-formulas）

HBK eDrive系統提供實時自定義公式計算功能，幫助工程師計算多種類型的信號輸入，包括電氣信號（如電壓、電流）、機械信號（如轉速、扭矩）以及推力等。

eVTOL推力臺測試通常需要以下參數用于標定：

• 推力：使用負載傳感器得到
• 扭矩轉速：通過高響應頻率的扭矩傳感器得到
• 電氣量（電流&電壓）
• 效率：使用采集到的推力、扭矩、轉速和電氣信號通過eDrvie實時公式由硬件計算得到

eDrive系統簡單清晰的公式功能實現調用實時測量值進行自定義計算

2）多通道同步分析與高速數據采集

eDrive能夠同步采集并實時分析多種信號，涵蓋電信號（如電流、電壓）、機械信號（如扭矩、轉速）、以及其他相關信號（如溫度、風速等）。實現數據納秒級別同步。

eDrive系統的實施波形顯示（包括功率、效率、推力等自定義）

3）扭矩與電流傳感器

HBK作為優質高精度扭矩傳感器供應商還提供電流傳感器，以減少測量不確定度。在推力臺測試中，高響應頻率的扭矩和準確的電流數據對于分析電機性能至關重要。搭配HBK的功率分析儀實現高分辨率保證一整條測量鏈盡可能低的測量不確定度。并且通過測量不確定度計算模塊清晰定義置信區間。

4）閉環控制與協調臺架

eDrive系統還具備完成臺架閉環控制的能力。通過原始扭矩轉速分頻和EtherCAT等通訊協議，系統可以有效地實現通過扭矩轉速信號的閉環控制，確保測試過程中的實時反饋與系統的高效運行完美搭配

5）eDrive Creator模式

eDrive Creator模式是eDrive系統的一項創新功能，允許用戶根據需求定制能量流配置。通過該模式，所有公式能夠實時自動設置并存儲在公式數據庫中由硬件實時計算，再次提高信號的同步時和閉環控制效率，使測試過程更加高效和靈活。

以實際案例為例，以上是eDrive對一個由電池供電的四旋翼電動飛行器進行測試分析

6）數據存儲與后處理功能

原始數據存儲功能，所有計算和原始波形數據均可存儲至硬盤中，并支持作為示波器波形進行可視化查看。此外，系統還提供后處理公式，可以在測試結束后進一步細化分析，提高數據分析效率，從而減少后期處理時間。

隨著eVTOL技術的不斷進步，相關測試將成為推動低空經濟飛行器發展的重要力量。通過HBK eDrive系統的高效數據處理和實時分析，工程師能夠更深入地了解飛行器的各項性能，為飛行器的設計和優化提供科學依據。未來，隨著技術的進一步創新和突破，低空經濟飛行器將迎來更加廣闊的應用前景。

低空經濟文章預告：

后續文章中，我們將繼續深入探討低空經濟的測試技術，敬請期待：

《從“銅鳥測試”到eDrive：低空經濟測試的革新之路》 為您解密低空經濟飛行器測試中的關鍵技術和創新成果。

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