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Schnelle Erfassung von Spannungs- und Stromverläufen an E-Maschinen
Bei der Entwicklung des elektrischen Antriebsstranges bei Elektrofahrzeugen müssen während der Entwicklung Spannungs- und Stromverläufe an den AC-Phasen der Elektromotoren erfasst und analysiert werden. Dafür eignen sich besonders die HV Breakout-Module, da sie benötigte Werte äußerst schnell, synchron und präzise messen.
- vMeasure
Datenerfassungssoftware und bei Bedarf online Leistungsberechnung - HV Breakout-Modul (BM) 1.1 oder HV BM 1.2
Einphasige Messung von Strom und Spannung - Inverter
Die hohe Grundfrequenz von z. B. 24 kHz eine hohe zeitliche Auflösung der Messungen - Elektromotor
Präzise Messergebnisse sind die Grundlage für Leistungsberechnung und Wirkungsgradbestimmung - XCP-Gateway 4S pro
Synchrone Erfassung der Messdaten und Umsetzung in das XCP-on-Ethernet Protokoll
Hintergrund
Die synchrone und schnelle Messung von Strömen und Spannungen in den Anschlussleitungen eines Elektromotors ist die Basis für die genaue Berechnung der elektrischen Leistung oder die Bestimmung des Wirkungsgrades. Aus den Abtastwerten wird die Wirk-, Schein- und Blindleistung mit dem eMobilityAnalyzer berechnet, der in der Software vMeasure und CANape von Vector Informatik enthalten ist.
Messaufgabe
Strom- und Spannungsmessung als Ausgangspunkt für Leistungsberechnung.
Herausforderung
In diesem Beispiel sollen die Spannungen und Ströme jeder Phase einer dreiphasigen Synchronmaschine mit einer Nennleistung von 43 kW gemessen werden. Im Prüfstand werden durch Variationen der Drehzahl und des abgenommenen Drehmoments verschiedene Lastsituationen simuliert. Die hohe Grundfrequenz des Inverters von 24 kHz (41,6 µs) setzt eine eine zeitliche Auflösung der Messwerte im Mikrosekundenbereich voraus, um auch kurze Spannungsimpulse bei geringer Last zu erfassen. Die verwendete Batteriespannung von 480 V erfordert weiterhin besondere Schutzmaßnahmen bei den Messmodulen.
CSM Messtechniklösung
- Für die Strom und Spannungsmessung werden HV Breakout-Module (BM) 1.1 oder 1.2 direkt in die Hochvolt-führenden Leitungen eingesetzt. Die Module erfassen Ströme und Spannungen direkt synchron und berechnen die Momentanleistung bei Bedarf in Echtzeit. Über die EtherCAT-Schnittstelle können die Messdaten mit einer Datenrate bis zu 1 MHz (1 µs) ausgegeben werden.
- Über ein XCP-Gateway 4S pro, das die Messmodule über das Distributed Clock Verfahren synchronisiert, können die Messdaten leicht an gängige Datenerfassungssoftware, wie vMeasure, weitegegeben werden. Das XCP-Gateway 4S pro wandelt die mit EtherCAT erfassten Daten in den gängigen Standard XCP-on-Ethernet um.
Vorteile
Die HV Breakout-Module gewährleisten mit ihrer Hochvolt-sicheren galvanischen Trennung die Sicherheit auch bei großen Spannungen und erfüllen die Anforderung der feinen zeitlichen Auflösung der Messung. Mit der Synchronisation der Messdaten und hohen Messdatenrate können die Strom- und Spannungsverläufe genau untersucht werden. Dadurch können bei der Entwicklung erstellte Modelle mit den tatsächlich gemessenen Werten verglichen und weitere Optimierungen vorgenommen werden.
Bei Verwendung von vMeasure können mit dem eMobilityAnalyzer zusätzliche Messgrößen, wie z. B. die Leistung, in Echtzeit analysiert werden.
Weitere Informationen
Weiterführende Informationen
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CSM Xplained: Messketten schnell und zuverlässig konfigurieren – Teure und zeitraubende Fehler vermeiden
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CSM Xplained: Wartung von HV-Messtechnik – Kalibrierung und Isolationsprüfung
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CSM Xplained: Erprobung von Brennstoffzellen-Antrieben auf dem Prüfstand und im Fahrversuch
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CSM Xplained: Spannungsmessung in der E-Mobility
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CSM Xplained: Strommessung in der E-Mobility
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CSM Xplained: Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem
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CSM Xplained: Messen in Hochvolt-Umgebungen
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CSM Xplained: Autarke Leistungsmessung im Fahrversuch und am Prüfstand
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CSM Xplained: On-Board-Charger und AC-Ladevorgänge testen
Verwendete Produkte
Verwendete Hardware
XCP-Gateway
Die Protokollumsetzer für EtherCAT® und CAN auf XCP-on-Ethernet
Das XCP-Gateway ist die Schnittstelle zwischen Datenerfassungs-Software (bspw. vMeasure, CANape®, INCA®, Vision® ...) und den EtherCAT®-Messmodulen von CSM. Es beinhaltet einen EtherCAT®-Master und einen XCP-on-Ethernet-Slave.
Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem
Das Messsystem für die Entwicklung der Elektromobilität
HV Breakout-Module 1.2, 1.2C
Einphasige Messung von Innenleiterstrom und Spannung
Die HV Breakout-Module (BM) vom Typ 1.2 wurden speziell für die sichere und präzise einphasige Messung in getrennten HV+ und HV- Kabeln konzipiert. Innenleiterstrom und Spannung werden direkt erfasst und die Momentanleistung online im Modul berechnet.
HV Breakout-Modul 1.1
Einphasige Messung von Innenleiterstrom und Spannung
Die HV Breakout-Module (BM) vom Typ 1.1 wurden speziell für die sichere und präzise einphasige Messung in einem HV-Spannung führenden Kabel konzipiert. Innenleiterstrom und Spannung werden direkt erfasst und die Momentanleistung online im Modul berechnet.
Verwendete Software
vMeasure
Komplexe Messtechnikaufgaben sicher lösen
vMeasure von Vector Informatik ist die einfach zu bedienende Datenerfassungs-Software für CAN- und EtherCAT®-basierte Messmodule von CSM. vMeasure bietet den vollen Umfang an Funktionen, die Sie von einer modernen DAQ-Software erwarten.
Messketten schnell konfiguriert: CSMconfig (mit CSMview) ist die verlässliche Konfigurationssoftware für alle CAN- und EtherCAT®-basierten Messmodule von CSM. Die einheitliche und komfortable Oberfläche ermöglicht ein einfaches Einstellen aller Messparameter. Das beschleunigt den Messaufbau.
