25KN 推力上線, 科爾摩根雙電機方案助力 EPS 測試
什么是EPS電動助力轉向系統?簡單說,就是車輛方 向盤的超能力助手!它時刻監測著方向盤的轉向角度和力 道:在需要的瞬間悄悄加把勁,讓轉向輕松又精準。無論 是高速路上輕輕一轉,還是市區里靈活操控,都是這位幕 后“英雄”的功勞, EPS讓駕駛人員的每次轉向都恰到好 處,駕駛不再費力,操控更加隨心!
1 EPS測試平臺介紹
EPS系統被安裝在各種不同類型的車輛上,運行在各 種不同的路況下,與車輛及駕乘人員的安全息息相關,因 此,EPS的穩定性以及安全性如何驗證就顯得非常必要,這 就需要提供一套測試平臺模擬不同的工況要求,對EPS進行 極限模擬測試,用以獲取它的準確數據。
2 客戶設計面臨的挑戰
目前,在EPS測試平臺的傳統設計上大致存在著以下三 大挑戰:
(1)市面上,上萬牛的大推力直線電機或者說直線 模組非常少見,為數不多的產品實際使用起來性能也是參 差不齊。
(2)直線電機不僅需要大推力,而且要有一定的高 響應動態這一點大多數傳統的傳動方式比較難以實現,頻 率上不來,效率就會下降。
(3)大電機的運行會有很大的電流噪音,實驗室的 檢測設備很難允許噪音長時間的存在。
3 科爾摩根“雙驅之道”解決方案
針對上述應用“痛點”,科爾摩根采用大推力與高響應直 驅技術方案,大幅提高了客戶EPS系統測試的精度以及強度。
(1)大推力方案
客戶提出最大持續推力需要到18KN,峰值25KN,現有 的直線電機很難有這么大的持續推力,于是采用了雙電機并 聯結構,使用單驅動,雙電機的方案。留有余量以及短時間 的峰值測試需求,驅動器選用了S700系列中最大的型號: S772,持續電流達到72A,電機則選用兩套水冷型的IC44- 250-A1,兩套電機并聯方案的推力完全達到客戶的需求。
(2)高響應、高效率
在上位控制器NI的控制下,跟隨傳動機構,直線DDL 輸出相應扭矩,并實現精確的位置跟隨,同時提供不同測 試響應,如果30HZ的振動測試,以及突然大扭矩的輸出, 速度變化下不同扭矩輸出的跟隨狀態,同時根據扭矩傳感 器的反饋,進行實時動態調整,極大地提高了EPS系統測試 精度以及強度。
(3)噪音控制,滿足實驗室環境
大電機運行的電流噪音是實驗室測試設備比較關注的 一個問題,這么大電流的一個直線電機,產生的電流噪音 也會比較大, S700運用調整PWM頻率來應對這些問題, PWM頻率設置為16KHZ,當PWM頻率越高,電機運轉會相 對平穩,噪音也會減少,雖然會增加功率損耗以及熱量, 影響效率,但是對于實驗室使用環境下,這個損耗和熱量 是可接受的,水冷元件也可以抑制發熱。
圖 1 科爾摩根 DDL 直線電機
圖 2 S700 系列伺服驅動器
4 客戶收益“三重奏”,定制化與高效的共贏
(1)提供模組封裝
科爾摩根的直線電機安裝方式,因為可以提供模組封 裝,能夠對客戶的要求進行量身定制,從而使用雙動子的 方式來實現客戶需要的大推力測試設備。
(2)簡化機械結構
取代傳統的油壓或者電動推桿的繁瑣傳動方式,至少 簡化了30%的空間和額外機械結構。
(3)提高測試質量
直線電機的方案可以在出力到25KN的前提下頻率達到 30HZ以上,大大提高了測試的質量、范圍與效率。