NCC MESTEC | Virtuální dvojče servopohonu

Motivace

Virtuální dvojčata pohonu jsou ve většině případů realizována pouze s pohledu elektromechanického chování. Popsané virtuální dvojče bere v úvahu interaktivní ovlivnění elektromechanického chování pohonu i z hlediska tepelných a mechanických procesů, které mohou značně ovlivnit chování pohonu jako celku.

Komerční využití

Technologie má široké využití při návrhu elektrických pohonů, testování jejich provozních stavů a predikci. Je tedy vhodná pro využití v aplikacích Průmyslu 4.0.

Fáze vývoje

Další možnost využití spočívá v simulacích v reálném čase, kdy je možné využít model jako virtuální dvojče. Z toho důvodu byl vytvořený model upraven tak, aby bylo možné jej provozovat na real-time platformě, v tomto případě dSpace. Bylo vytvořeno grafické uživatelské rozhraní, které umožňuje uživateli v reálném čase ovládat simulaci pohonu. Aktuálně je možné dále rozšířit, aby bylo možné měřit přímo reálné signály na I/O pinech dSpace generované modelem. To má další potenciální využití např. v tzv. Hardware In the Loop simulacích.

Popis

Virtuální dvojče pohonu se skládá ze tří hlavních součástí – elektromagnetismus, teplo a mechanika, které jsou propojeny a vzájemně se ovlivňují. Mechanické zatížení motoru se tedy projeví na jeho teplotě. Tepelný model má zároveň vliv na model elektromagnetický, jelikož s rostoucí teplotou roste elektrický odpor vinutí. Potenciální výhodou tohoto modelu je přesnější výpočet teplot motoru v závislosti na jeho zatížení a rovněž výpočet teplot na místech, která nejsou dostupná – například magnety na rotoru.

Další informace

Pro ověření správnosti virtuálního dvojčete je připraveno měření motoru, jehož cílem je měřit teplotu přímo na rotující hřídeli. K tomu bude sloužit měřicí modul, jež je možno bezdrátově napájet a rovněž je schopen bezdrátově přenášet informace o teplotě.