Preskušanje solenoida
Preskušanje solenoida se uporablja pri raziskavah in razvoju elektromagnetnih aktuatorjev, kot tudi v proizvodnih procesih ali med pregledi dohodnega blaga pri strankah.
Ne obstajajo mednarodni standardi za preskušanje solenoida, ki določajo delovanje in vrednotenje značilnih preskusov komponent elektromagnetov. Nemški standard DINVDE 0580 opisuje tipične preskuse teh komponent. Preskusi vključujejo tudi preskus izolacije, merjenje upora tuljave in preskus prevodnosti.
Kaj so elektromagnetni aktuatorji? Preskus Karakteristična krivulja sila-hod Karakteristična krivulja sila-tok Karakteristična krivulja tok-hod Preskusni stroji
Kaj so elektromagnetni aktuatorji?
Elektromagnetni aktuatorji so naprave, ki pretvarjajo električno energijo v mehansko. Električni tok teče skozi vzbujalno tuljavo elektromagneta in s tem ustvarja magnetno polje. Ta privlačna sila deluje na gibljivo jedro in sproži mehansko gibanje.
Elektromagnetni aktuatorji zaradi svoje enostavne zasnove in dolge življenjske dobe ponujajo široko paleto rešitev za različne tehnične zahteve. Njihove uporabe segajo od avtomobilske tehnologije
in splošnega strojništva do hidravličnih in pnevmatskih krmilnih enot, natančnega inženiringa ter stanovanjske tehnologije in medicinske tehnologije.
Ključne značilnosti vključujejo visoko varnost delovanja, dolgo življenjsko dobo, visoko učinkovitost in dobro razmerje med prostornino in zmogljivostjo. Številne omejitve oblikujejo specifikacije za razvoj elektromagnetnih aktuatorjev: sila in obnašanje gibanja, odvisno od uporabe in okoljskih pogojev (temperatura, klima, zaščita pred eksplozijo), napajanje (napetost, največji tok) in disipacija energije (energija zaustavitve), kot tudi razpoložljivi prostor za namestitev.
Preskusi elektromagnetnih aktuatorjev
Elektromagnetni aktuatorji so preskušani za različne namene.
- Preskusi na področju raziskav in razvoja
V razvojnem laboratoriju se na prototipih in serijah vzorcev preverjajo lastnosti (karakteristične krivulje) računalniško simuliranega elektromagnetnega aktuatorja in izvajajo optimizacije, dokler karakteristične vrednosti magneta ne ustrezajo zahtevam. Tu se običajno določijo tudi preskusna zaporedja in parametri, ki se uporabljajo za namene zagotavljanja kakovosti. - Proizvodno integrirano 100-odstotno preskušanje s strani proizvajalcev elektromagnetnih aktuatorjev
V proizvodnji je treba s standardiziranimi preskusi preveriti kakovost vsakega proizvodnega procesa, vsakega vgrajenega sklopa (npr. vzbujalne tuljave) in lastnosti, ki določajo kakovost končnega izdelka. - Inšpekcija dohodnega blaga na lokacijah strank proizvajalcev solenoidov
Naključno preskušanje zahtevanih karakterističnih vrednosti kot tudi sprejem začetnih vzorcev.
Preskus karakteristične krivulje sila-hod (F/s).
Karakteristična krivulja sila-hod (F/s) zagotavlja, da je nazivna sila elektromagneta dosežena pri določenem hodu in fiksnem nazivnem vzbujalnem toku (plus ali minus tolerance).
Karakteristična krivulja sila-hod se preskuša pri uporabi proporcionalnih ali preklopnih solenoidov. Predstavlja preskus delovanja elektromagnetnih pogonov in je običajno zadnji preskus. Osnovne funkcijske lastnosti lahko ugotovimo iz karakteristične krivulje. Karakteristična krivulja sila-hod zagotavlja informacije o tem, ali aktuator uporablja zahtevano silo znotraj svojega delovnega območja pri fiksnem toku. Histereza daje informacije o trenju, ki je posledica kakovosti mehanskih delov.
Preskusni postopek
- Komponenta je vstavljena v vpenjalno napravo in električno povezana.
- Vzbujalna tuljava se napaja z nazivnim tokom. Armatura se premakne v končni položaj.
- Preskusni stroj premika matrico s hitrostjo Vv do vnaprej določene prednapetosti, da najde ničelno točko poti. Merilni kanal hod(-ov) je nastavljen na nič in zajemanje izmerjenih vrednosti je vklopljeno. Vrednosti meritev sile, hoda in časa (opcijsko trenutne) se zabeležijo.
- Armaturo nato z določeno preskusno hitrostjo potisnemo iz svojega končnega položaja in premaknemo nazaj v končni položaj. Če je v preskusnem zaporedju izbrana možnost "merjenje hoda", se armatura premakne za blokiranje sile v zadnji fazi pri hitrosti lezenja do zadnjega končnega omejevalnika.
- Izberete lahko različne preskusne hode. Vsakemu preskusnemu hodu je dodeljena vrednost vzbujalnega toka, ki se samodejno nastavi prek naše programske opreme za preskušanje testXpert ali ročno nastavi operater. Operaterja vodijo ustrezna pogovorna okna programske opreme.
Karakteristične vrednosti na diagramu sila-hod
Za referenčne vrednosti hod S1 do Sn se določijo sile F1 do Fn v obeh smereh gibanja armature. Za pridobitev histereze pri referenčnih vrednostih hoda se določi razlika obeh sil, ki ležita na istem referenčnem hodu. Po želji je mogoče določiti največjo histerezo Hmax v določenem območju in dolžino hoda.
Z nastavitvijo do štirih tolerančnih območij je mogoče nastaviti zgornjo in spodnjo mejo za karakteristično krivuljo sile solenoida. To se lahko na primer uporabi za dobro/slabo določitev v procesu kontrole proizvodnje.
Preskus karakteristične krivulje sila-tok (F/I)
Preskus karakteristične krivulje sila-tok zagotavlja, da je potrebna sila dosežena pri določenem toku za fiksni hod.
Karakteristična krivulja sila-tok je pretežno preskušena za proporcionalne solenoide in zagotavlja informacije o tem, ali aktuator uporablja zahtevano silo znotraj tokovnega območja na definiranem položaju armature. Idealna karakteristična krivulja ima linearno razmerje med silo in tokom okoli delovne točke.
Preskusni postopek
- Komponenta je vstavljena v vpenjalno napravo in električno povezana.
- Vzbujalna tuljava se napaja z nizkim tokom, tako da se armatura premakne v končni položaj.
- Preskusni stroj premika matrico s hitrostjo V do vnaprej določene prednapetosti, da najde ničelno točko poti. Kanal za merjenje gibov je nastavljen na nič. Napajanje je izklopljeno.
- Preskusni stroj premakne armaturo nevzbujenega solenoida v določen položaj hoda. Funkcija shranjevanja izmerjenih vrednosti je vklopljena. Zabeležijo se izmerjene vrednosti sile, toka, hoda in časa.
- Tok se dvigne do nazivnega toka z določeno hitrostjo naraščanja toka in se vrne nazaj na tok nič z isto hitrostjo.
Karakteristične vrednosti na diagramu sila- tok
Za referenčne vrednosti toka I1 do In se določijo sile F1 do Fn v obeh smereh gibanja toka. Za referenčne vrednosti F1 do Fn se določijo tokovi I1 do In. Za pridobitev histereze pri referenčnih vrednostih električnega toka se določi razlika obeh sil, ki ležita na isti referenčni vrednosti električnega toka.
Z nastavitvijo do štirih tolerančnih območij je mogoče nastaviti zgornjo in spodnjo mejo za karakteristično krivuljo sile solenoida. To se lahko na primer uporabi za dobro/slabo določitev v procesu kontrole proizvodnje.
Sorodni preskusni stroji za preskuse elektromagnetov
- Elektromehanski servo preskusni aktuatorji so še posebej primerni za integracijo preskušanja solenoidov v popolnoma avtomatizirane, hibridne in ročne montažne linije kot preskusni moduli v liniji ali na koncu linije.
- zwickiLine (enostebrni okvir) se uporablja kot samostojna preskusna naprava na območju razvoja kot tudi v ročnih ali hibridnih montažnih linijah.
- AllroundLine je dvostebrni obremenitveni okvirni stroj in se uporablja za velike sile v razvoju in proizvodnji za preskušanje elektromagnetov.
Krmilniki električnega toka
Za krmiljenje solenoida z vzbujalnim tokom uporablja ZwickRoell PWM ali krmilnike enosmernega toka. Tokovne krmilnike ali kontrolne kartice z vhodom krmilne napetosti, ki jih dobavljajo stranke, je prav tako mogoče integrirati v sistem preskušanja in krmiliti z osebnim računalnikom stroja za preskušanje materialov.
Krmilni proces običajno uporablja analogni signal (0-10 V), ki je izhod prek I/O modula. Ta I/O modul lahko ustvarja tudi tokovne hitrosti. Parametriranje poteka v preskusni programski opremit estXpert.
Preskusna programska oprema testXpert za preskušanje solenoida
S testXpert imate dostop do preskusne programske opreme za preskušanje, ki olajša izvajanje zapletenih preskusov karakteristične krivulje sila-hod in sila-tok. Stranka ima brezplačen univerzalni dostop do parametriranja preskusnega zaporedja, vključno s številom ciklov, delovnim hodom, hitrostjo, zadrževalnim časom, blokirno silo, elektromagnetnim tokom ter zgornjim in spodnjim mejnim območjem tolerance.
Z dodatno razširljivo možnostjo »free stage definition« lahko uporabnik poljubno parametrira preskusne sekvence.