Control de par de un motor BLDC actuando como generador

Estoy tratando de construir un dinamómetro para motores eléctricos. El dinamómetro consta de dos motores: un motor bajo prueba (MUT) y un motor de carga. Los dos motores están conectados entre sí a través de un eje. En el eje hay un sensor de torque montado.

Para un motor de carga, estoy usando un Revolt 160 Pro (12kW) con un controlador SEVCON GEN4. La idea es hacer funcionar el motor con una batería o una fuente de alimentación (conectada al controlador SEVCON). Cuando el motor de carga actúa como generador, los terminales trifásicos del motor de carga se cambiarán a un circuito con una carga de descarga para disipar toda la energía generada.

Mi pregunta es: digamos que tengo una entrada en el sentido de las agujas del reloj de 8 Nm en el MUT y una entrada en el sentido de las agujas del reloj de 4 Nm en el motor de carga (ya que quiero cargar el MUT con 4 Nm). El resultado neto en el eje va a ser de 4 Nm (en el sentido de las agujas del reloj referido al MUT). Por tanto, el motor de carga va a actuar como generador. Cuando actúa como generador, el controlador SEVCON y la fuente de alimentación ya no son parte del circuito, el motor de carga solo está conectado a un circuito con una carga de descarga. ¿Cómo puedo controlar el motor de carga (que ahora actúa como generador) para que ahora cargue el MUT con exactamente 4 Nm? ¿Necesito tener una carga de descarga variable y controlable para lograr esta aplicación?

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EDITAR: Este es un esquema aproximado del circuito del dinamómetro en el lado de la carga. Hay dos circuitos, uno que se usa para el motor cuando actúa como generador y otro que se usa cuando el motor actúa como motor (y por lo tanto es controlado por un controlador SEVCON). Mi pregunta era cómo controlar el motor cuando actúa como generador, es decir, cómo controlar la carga del generador en el eje.

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Para ser claro. ¿Planea una potencia de entrada equivalente a 8 Nm y el MUT tiene una eficiencia del 50 %? Porque, si maneja un motor en modo par sin un contrapar equivalente, acelerará continuamente. Para probar un motor a una velocidad constante, debe aplicar el mismo par de torsión que la salida del MUT.
Esos valores son solo un ejemplo para explicar mi pregunta. La idea de todo el dinamómetro es probar motores que se instalarán en una bicicleta eléctrica. Por lo tanto, mi idea es poder ingresar perfiles de carretera, con subidas y bajadas, al motor de carga y ver cómo se comporta el MUT. Al leer su respuesta y la de Charles Cowie, creo que necesito usar el control de par en el motor de carga y el control de velocidad en el lado MUT. Todavía no está claro cómo puedo implementar el control de par en el motor de carga cuando actúa como generador.
Está bien. Tiene mucho más sentido conocer la aplicación. Mi primer pensamiento sería comprar un viejo probador de carga de fuente de alimentación. Tienen un banco de transistores/disipadores de calor. Luego puede piratear los controladores para crear una carga ampliamente variable. Porque, por supuesto, el voltaje del motor de carga será proporcional a la velocidad MUT, por lo que todo el lugar. Probablemente querrá usar un microprocesador para controlar la carga.
PWMing una carga resistiva para variar la resistencia efectiva es fácil y efectivo. (Hace mucho (mucho...) construí controladores electrónicos de carga para bicicletas estáticas). En mi caso teníamos un alternador trifásico como parte de la bicicleta estática y lo rectifiqué a DC y PWMd a una resistencia de carga. Dependiendo de qué tan rápido cambie la carga, probablemente solo pueda monitorear el par y las RPM y controlar la carga para que se adapte.

Respuestas (1)

  1. Un dinamómetro debe proporcionar par negativo, par que se opone al movimiento del eje impulsado por el MUT. Par Dyno más par motor = cero.

  2. El mismo parámetro, par o velocidad, no puede ser controlado tanto por el controlador del motor como por el controlador del dinamómetro. En este caso, es probable que controle la velocidad del MUT y el par del dinamómetro.

  3. El controlador dyno es inútil a menos que pueda controlar el par negativo y devolver la energía a la fuente.

  4. La forma más fácil de controlar el dinamómetro es probablemente no controlar el motor del dinamómetro en absoluto. Solo utilícelo como un generador no controlado. Rectifique la salida del generador y use un interruptor para controlar la corriente de carga. La corriente se puede configurar manualmente o la referencia de corriente se puede derivar de una señal de error de control de par.

La razón para elegir un motor como carga para mi dinamómetro, en lugar de solo usar un freno de histéresis, es que también quiero proporcionar un par positivo al MUT. Es decir, quiero poder proporcionar pares negativos y positivos al MUT ya que el MUT será parte de una motocicleta y quiero poder simular perfiles cuesta arriba y cuesta abajo en el MUT. Gracias por la respuesta, voy a considerar implementar un helicóptero para controlar la carga del generador.
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