eDrive
關注創建者：HBK測試與測量 創建時間：2022-01-06
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這是他們第一次采用HBM eDrive解決方案。HBM eDrive解決方案結合了精密、周期精確測試設備的優點以及臺架開發的便利性。這一理念可將傳感器輕松集成到測量系統中，并可根據采集到的數據控制測試。通過公式數據庫，臺架工程師可以快速輕松地創建用于定制化測量測試的公式。采用HBM新的eDrive解決方案，阿爾斯通工程師大約節省了50%的驗證測試時間。和汽車工業正在努力向電氣化轉變不同，120多年來，電驅動一直是軌道車輛的標準。目前，為了大幅減少碳排放等氣候目標，對電機性能和效率的要求正在不斷提高。因此，軌道車輛制造商一直在測試其牽引系統和輔助整流器的效率。同時，新的臺架概念需求也與日俱增——在更短的時間內以所要求的精度測試電機。挑戰在于精確控制測試過程的同時獲得可靠的結果。
問題
阿爾斯通Charleroi研發中心負責牽引系統和輔助整流器測試，以模擬列車在實際條件下的運行情況。這需要精確的臺架測試設備，在提供可靠數據的同時，實現快速集成并易于使用。在使用HBM eDrive解決方案之前，這類測試是使用一個示波器（最多8個通道）、一個高速記錄器（最多16個通道）、一個頻譜分析儀并經過大量離線后處理完成的，相當耗時。
解決方案
阿爾斯通現在使用HBM eDrive解決方案（Genesis 高速數據采集系統和Perception軟件），該解決方案能夠快速可靠地處理海量數據。Perception使用可自由編程的接口與LabView軟件交換測量數據，LabView軟件用于對臺架組件和自動化測試過程進行控制。
結果
HBM-eDrive解決方案是一個模塊化系統，通過即插即用的方式，將各種不同傳感器快速集成到測量系統中——可靠地采集測量數據，實時計算測量結果，并用于臺架控制。
展開 需要一個能完成上述任務的單一系統，以便大大簡化混動測試臺的測試系統架構—這就是HBM eDrive測試系統。
HBM eDrive測試系統采用模塊化結構，能同時同步記錄所有必要的信號—包括電流和電壓、機械變量（如振動或壓力）和總線信號，作為一項特殊功能，其還可以測量絕緣輸入高達1000 V的熱電偶溫度。
除了記錄電流電壓等電信號外，eDrive測試系統還可直接同時記錄六個測量點的轉速、扭矩和轉角信號。（圖4）基于實時半周波計算常用的功率參數，如有功功率、無功功率、lambda等。
觸發功能可由自動化系統控制，實時存儲在每個設定點的原始數據。原始數據存儲在主機的硬盤上，不會加重自動化系統的負擔（圖5）。
另外，還同步記錄了溫度和CAN總線信號，因此可以對溫度進行補償，方便地分析階躍函數響應（總線命令觸發導致的扭矩快速階躍）。
HBM eDrive測量系統由主機的Windows系統控制，盡管主機內部裝有Linux操作系統。因此可以在存儲原始數據的同時，實時轉發計算結果。通過EtherCat總線（汽車行業標準），能以最大1 ms延遲將計算結果轉發給自動化系統。由于可以同步實時分析，因此可替換傳統的扭矩控制，而通過最大q電流（使用Park變換實時計算）對測試臺進行控制，最大限度地減少驅動損耗。
圖5: 可進行機械量、電氣量和總線數據采集，并可實時連接到自動化系統中的混動測試臺示意圖
可輕松擴展為四輪驅動測試臺或eCVT
HBM eDrive測量系統的最大優勢在于向上擴展性。它不僅可以適應不同類型的輸入信號，而且可以幾乎無限制地擴展通道。例如我們需要測量一個六相電機，我們無需兩臺功率分析儀，只需要增加一個測量板卡即可完成。
展開 </li><li>- 天氣原因：溫差大，引起電氣系統壽命縮短</li><li>- 電機在室外暴露</li></ul><h2><br></h2><p><strong>eDrive賦能：為模擬測試時提供高分辨率高同步性高準確度的可靠性數據</strong></p><p>尤其在面對故障測試時，例如一個電機突然停止工作，工程師需要立刻判斷控制器是否及時切換策略、電池供電是否穩定、電推進是否過熱，eDrive系統都能給出<strong>高分辨率的響應數據</strong>，為后續改進提供科學依據。</p><p><br></p><p>對于測試工程師需要關注：</p><ul><li><strong>電能質量</strong>，測量DC直流端的電壓和電流，因為我們想知道電池的輸出是不是穩定</li><li><strong>監控AC交流端</strong>，可能是6相或者3相，因為我們需要關注控制器的輸出如何？</li><li><strong>監控扭矩轉速了解六個電機螺旋槳的輸出</strong></li><li><strong>測量NVH</strong>，通過振動噪聲追溯機械問題或者控制器問題。</li></ul><p><img src="https://mmecoa.qpic.cn/sz_mmecoa_png/0dOps7rIddqoTaR2CtSw1GD3QpAkGlNgZhGic6gY6BgaRolvT5SGKlEQ4phsxbnIf5zp0hwPnS1L6DiaVhEJ6ybQ/640?wx_fmt=png" height="217" width="554"></p><p><br></p><p>此外，eDrive是HBK針對功率效率測量的一體化測試方案，能提供什么功能呢？
展開 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。
展開 </span></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 50, 120);">獲取和分析數據</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">GA-EMS電驅動團隊在新型航空航天電機的工作中使用了HBK（Hottinger Brüel & Kj?r）的幾種產品，包括基于Genesis GEN4tB高速數據采集主機的eDrive系統，該系統可以使用10Gbit以太網以400MB/s的速率向外部PC傳輸數據。eDrive系統可以采集和存儲多達51個功率通道和多達6個扭矩通道，以及溫度和振動信號以及CAN信息。由于該系統可以記錄所有的原始數據，它使用戶能夠重復進行虛擬測試。</span></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">eDrive可以顯示數據（相當于示波器），并長時間實時存儲大量的原始數據（相當于數據采集系統）。eDrive不僅可以讓用戶</span><strong style="color: rgb(11, 154, 51);">快速測量效率和生成效率圖</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">，而且還可以幫助用戶了解</span><strong style="color: rgb(11, 154, 51);">如何提高效率</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">。eDrive還允許不同的輸入通道之間的關聯，幫助用戶識別問題，例如，識別具體哪些電壓或電流異常與過度振動有關。
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HBK eDrive功率分析儀同時支持被測電橋在無負載和有負載情況下進行以上各種不同參數測量和評估，并支持以CANbus總線將各種參數結果發送給臺架控制系統進行集成。
HBK電驅動測試方案
使用HBK eDrive系統進行動態功率和瞬態扭矩、效率Map圖、轉矩波動、諧波分析、電機性能測試、電機下線檢測等。
# 注：以上所有內容均包含現場演示，建議您攜帶LAN-XI模塊（至少一臺）、加速度計或傳聲器（至少一臺）、安裝有測量軟件的電腦，方便操作練習。
為了避免此類問題發生延遲的問題，我們的計算值需要在設備（功率分析儀）上完成，而不是傳遞到電腦用CPU完成計算，舉例我們的eDrive系統，如下圖可以查看DSP芯片計算用的延遲為1ms。另外，以上提到的通訊方式也會造成延遲，目前快的方法是EtherCAT，eDrive不用考慮總線負荷可以保持在1ms的延遲。
我們首先為H3X提供了兩種形式的電力測試支持，提供了完整的eDrive電機測試系統，包括：
Perception 數據采集軟件
HBK的Perception軟件專為快速可靠地處理大量數據而設計，是H3X快節奏測試和開發的理想解決方案。有了集中同步的數據采集平臺，H3X團隊就能識別固件中的錯誤，并提供可信度高的效率報告，使我們更容易提供達到高標準的產品。
實際案例表明，HBK eDrive功率分析儀通過一體化測量鏈，同步采集電氣與機械信號，開放算法與實時計算能力，為汽車、航空、工業等領域提供高效、精準的測試解決方案，助力優化電驅動系統設計與研發。
銅鳥測試為工程師提供了地面模擬的平臺，而<strong>eDrive數采系統</strong>則為這一平臺提供高質量服務——用實時、全面、精細的數據，<strong>支撐設計與驗證全過程</strong>。</p><p><br></p><p>當銅鳥測試與eDrive數采系統融合，測試從“看得見的問題”轉向“預見可能的問題”；從“局部驗證”轉向“系統優化”。
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。
探討從多電機信號同步到高精度諧波分析，以及HBK eDrive系統方案如何通過RT-formula和可視化技術助力推力測試的技術突破。
2.《從“銅鳥測試”到eDrive：低空經濟測試的革新之路》
探討Copper Bird測試設備的工作原理，以及其在低空經濟飛行器推進系統驗證中的重要作用。
HBK eDrive系列功率計和功率分析儀采用數字循環檢測進行功率計算。因此，即使在高動態負載變化中也能提供可靠的測量結果，而傳統的功率計卻可能出現障礙。足夠高的采樣率可完全滿足目前逆變器的技術要求，并可擴展到更多通道，更高采樣率以及其它類型輸入信號，滿足您未來的更多需求。
n=2296-28304" target="_blank" rel="nofollow">點擊這里，即刻報名</a>
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</div><p><br></p><h2><strong>會議內容</strong></h2><p>我們將演示如何結合扭矩傳感器和eDrive功率分析儀，在<strong>測量動態轉矩脈動</strong>的同時<strong>測量高精度穩態轉矩</strong
