Optisk vridmomentgivare och digital tvilling för roterande vridmoment

DigiDynoTorq tar sig an utmaningar inom spårbar vridmomentmätning orsakade av vridmomentripplar, högfrekventa svängningar och miljöfaktorer såsom temperaturförändringar och vibrationer – problem som konventionell kalibrering har svårt att hantera.

Viktigt inom många branscher

Dynamisk vridmomentmätning är avgörande inom sektorer som fordons- och transportindustrin, energi, robotik, tillverkning (t.ex. CNC-bearbetning), gruvdrift och tung utrustning, där noggrann styrning av roterande system är viktigt för både prestanda och säkerhet. I till exempel elfordon (EV) är dynamiska vridmomentmätningar nödvändiga för jämn acceleration, inbromsning och effektiv regenerativ bromsning. De varierande driftsförhållandena i EV-motorer gör noggranna dynamiska vridmomentmätningar avgörande för att optimera prestanda och energieffektivitet.

Dagens kalibreringsmetoder inte tillräckliga

Konventionella statiska kalibreringsmetoder är otillräckliga för roterande och dynamiskt vridmoment, på grund av fenomen som vridmomentripplar, högfrekventa svängningar och miljöpåverkan såsom temperaturförändringar och vibrationer. Dynamisk vridmomentmätning möter ytterligare utmaningar, som till exempel sensorernas frekvenssvar, vilket kan innebära betydande fas- och amplitudfel vid vissa frekvenser och orsaka avvikelser mellan verkliga och uppmätta värden. Högfrekvent dynamiskt vridmoment eller vridmomentspikar kan påverka vridmomentgivarens mekaniska beteende. Sådana problem kan ofta förbli oupptäckta på grund av de filtreringsmetoder som vanligtvis används i mätsystem.

Optisk vridmomentgivare och digital tvilling

Projektet möter behoven genom att utveckla en optisk-torsions-roterande (OTR) vridmomentgivare och en digital tvilling (DT), båda installerade i en egenutvecklad testanläggning för roterande vridmoment. Målet är att uppnå en heltäckande fysisk förståelse av dynamisk vridmomentmätning, vilket möjliggör kontinuerlig kalibrering av vridmomentgivare och aktiv tillståndsövervakning av roterande system.

Förbättrad mätnoggrannhet av vridmoment och modellering av drivlineffektivitet kan minimera fel i rotorns vridmomentsstyrning och optimera kraftöverföringens effektivitet i EV, vilket förbättrar den totala energiomvandlingen och minskar både energiförbrukning per kilometer och den totala ägandekostnaden. Genom att inkludera virtuella sensorer (VS) möjliggör digitala tvillingar realtidsanalys och scenariotestning, vilket förbättrar fordons prestanda, minskar energiförbrukningen och förlänger komponenternas livslängd. Dessutom underlättar digitala tvillingar prediktivt underhåll, vilket bidrar till att minimera stilleståndstid och driftkostnader.