Marinediesel has, to meet there customers needs for a suitable sterndrive to powerboats, developed a prototype. The prototype is currently in the testing phase. The opportunity to test the sterndrive under load inside the workshop has not previously been possible. Until now the drive has been tested in a test bench without any load on the propeller axle. The prototype has also been tested under real conditions mounted on a boat.The idea with my thesis was to create a test bench that can run around the clock in order to be able to test things like wear and service intervals and other things that require that the test interval is long. In this report, I have deepened me in how to measure the torque on a rotating shaft. This specialization has led to that the torque is not measured directly on a shaft. Instead the torque is calculated from the oil pressure in the hydraulic cylinders which manages the application of simulated resistance of the propeller shaft. This simulated resistance is created by hydraulic cylinders, belts and pulleys that are stretched and released depending on the desired clamping. The output and input signals is handled by a PLC with integrated touch screen. The choice of mechanic drive finally ended with an inverter drive controlled asynchronous motor of 75kW. In this report there is also a piece about some ways to reduce the unwanted noise that occurs with inverter drives. Enjoy the reading.

Our task was to create a virtual test bench for verifying memory addresses in our commissioning body’s models. The purpose with the testbench was that it should be created in such a way that it would be easy to change the device under test without any major changes in the testbench. To solve the problem that the testbench had to be able to verify different devices we had to create a general enviroment for how the testbench had to be composed. By doing an analysis of which com-ponents that are usually included in a testbench and which components that were necessary in our project we came up with a generall enviroment for the testbench. Our result was a testbench with the follwing basic functions: * Read from a file that contains read and write operations to the Device Under Test (DUT).* Apply the stimulus to the device* Read the results from the device* Compare the results with wanted values* Generate a log file which contains information about the simulation result.

Hydrauliska testbänkar används för att testa nya och reparerade hydraulventiler och pumpar för att utvärdera deras uthållighet vad gäller tid och tryck. Testbänkar består vanligen av sensorer och mätare som operatören övervakar. Detta arbete behandlar ett diagnostiseringsprogram för en hydraulisk testbänk med avseende på dess flödesmätare. Den testbänk som behandlas är en hydraulisk testbänk med tillhörande hydraul aggregat inklusive sju flödesmätare. Testbänken har även ett tillhörande HMI. HMI:t har en inbyggd PLC och är av modellen Beijer iX T12B-SM. Målet är att designa ett diagnostiseringsprogram som varnar operatören när flödesmätarnas värden inte befinner sig inom den toleransnivå som önskas. Metoden för att konstruera ett diagnostiseringsprogram har fyra faser där den första fasen är att utföra en litteraturstudie gällande de faktorer som kan ha en inverkan på utformningen av diagnostiseringen. Faktorerna innefattar metoder för diagnostisering, utformningen av ett HMI och förväntningar på de flödesmätare som studeras. I den andra fasen utförs mätningar på flödesgivarna som ligger till grund för fas tre. Tredje fasen består i att programmera diagnostiseringsprogrammet. Den fjärde fasen går ut på att programmera visualiseringen av diagnosticeringen. Efter mätningar med flödesgivarna visar det sig att de har den toleransnivå som tillverkaren har utlovat. Vissa problem uppstår i samband med mätningarna då en pump inte fungerar som tänkt samt att en flödesmätare har lägre värden än förväntat. Diagnostiseringsprogrammet tillsammans med HMI:t motsvarar det syftet som finns med arbetet och larmar operatören som förväntat. För framtiden skulle det vara intressant att vidareutveckla diagnostiseringen så att alla aktuella flödesmätare jämför sina värden med varandra och larmar när fel uppstår.

This thesis studies a DC motor for a racing hybrid electric vehicle (HEV) prototype.The development of optimization-based energy management strategies (EMS) necessitates an accurate quasi-static model of the driving motor, which includes a 2D efficiency map with the torque outputand rotating speed as the inputs. However, a DC motor's efficiency varies a lot at differentoperating points and the efficiency map from the technical manual does not match the various applications in reality.In view of this, this thesis investigates a field testing based quasi-static modeling method to construct the DC motor efficiency map with only portable and brief testing resources. Firstly, a testbench is designed, manufactured, integrated, and configured with necessary accessories. The testbench consists of the motor under test, a braking motor to provide load torque, a servo-amplifier for torque control and sensing, a host computer for data acquisition, and power supplies. Then, a self-contained testing plan is designed by which as many as possible different testing points can be covered based on the braking motor's power limit. After that, the experiments are successively performed on the test bench, and the input electric power along with the output mechanical power at steady state are recorded. Multiple data process methods are explored to analyze the collected testing data. Root mean square (RMS) is used to reduce the measuring variance. Invalid outliers are identified and filtered out based on the residuals. The qualified samples are employed to build up the 2D efficiency map by fourth-degree polynomial regression. Then, three methods, linear, quadratic, and cubic fittings are attempted separately to estimate the relationships between the input power and output torque at different speeds. The results show that the quadratic model is the best option which results in smaller root mean square error (RMSE) and fair computation complexity. To conclude, the quasi-static dynamic model of a DC motor, which includes a 2D efficiency map and the speed-based polynomial expression of input power, can be properly established by a new method relying on less and simpler devices in contrast to those traditional methods. This method bypasses a bulk of tedious modulations on precise motor speed control which is heavily dependent on a high-precision sensor. The formulated 2D efficiency map will effectively support the future development of model-based EMS. The polynomial expression provides a more efficient approach to estimate instantaneous energy efficiency for an embedded system application. / Denna avhandling studerar en likströmsmotor för en prototyp av ett elektriskt hybridfordon (HEV) för racing. Utvecklingen av optimeringsbaserade energihanteringsstrategier (EMS) kräver en precis kvasistatisk dynamisk modell av den drivande motorn, som inkluderar en en 2D-karta (effektivetetskarta) som beskriver hur verkningsgraden beror på moment och rotationshastighet. Verkningsgraden hos likströmsmotorn varierar dock mycket beroende på arbetspunkt och verkningsgradskartan från databladen stämmer inte alltid med de olika applikationerna i verkligheten. Givet detta undersöker denna avhandling en fältprovsbaserad kvasistatisk modelleringsmetod för att uppskatta likströmsmotorns effektivitetskarta med endast flyttbara och begränsade testresurser. Till att börja med är en testbänk designad, tillverkad, integrerad och konfigurerad med alla nödvändiga komponenter. Testbänken består av den motor som testas, en bromsmotor för att ge belastningsmoment, en servoförstärkare för vridmomentstyrning och mätning, samt en dator för datainsamling och strömförsörjning. Sedan utformas en fristående testplan som gör att så många olika testpunkter som möjligt kan täckas, baserat på bromsmotorn effektgräns. Därefter utförs experimenten successivt på testbänken där ingående elektrisk effekt och utgående mekanisk effekt mäts i jämviktsläget. Flera olika metoder undersöks för att analysera den insamlade testdatan. Kvadratiskt medelvärde används för att minska variansen i testdatan. Ogiltiga outliers identifieras och filtreras ut baserat på hur mycket de avviker från medelvärdet. De godkända testpunkterna används för att bygga upp 2D-effektivitetskartan genom en fjärde gradens polynom regression. Därefter används tre olika metoder, linjära, kvadratiska och kubiska för att skapa kurvanpassningar genom polynomregression för att beskriva sambandet mellan ingångseffekt och utgångseffekt vid olika hastigheter. Resultaten visar att den kvadratiska metoden är det bästa alternativet eftersom det ger en mindre medelkvadratavvikelse och en hanterbar beräkningskomplexitet. Avslutningsvis kan den kvasistatiska dynamiska modellen för en likströmsmotor, som inkluderar en 2D-effektivitetskarta med det hastighetsbaserade polynomuttrycket för ingångseffekt, skapas av en ny metod som förliter sig på mindre och enklare materiel än traditionella metoder. Denna metod kringår en stor del av den omständiga modulering som precis varvtalsstyrning kräver vilken även är väldigt beroende på högprecisionssensorer. Den formulerade 2D-effektivitetskartan kommer ge betydande stöd till framtida utveckling av modelbaserade energihanteringsstrategier 2 (EMS). Polynomuttrycket ger ett mer effektivt tillvägagångssätt för att uppskatta omedelbar energieffektivitet för en inbäddad systemapplikation.

ST Aerospace located at Arlanda airport maintain and repair aircraft components. The maintenance activities that the workshop conducts require testing of the component’s function. For a long time the repair shop has experienced problems with the efficiency in this hydraulic testing. The efficiency problems are partially derived by the fact that the manufacturer’s component maintenance manuals (CMM) are not adapted to the specific test equipment that the shop uses. A lack of suitable training material also causes problems for new operators. The purpose of this thesis work was therefore to streamline this part of ST Aerospace’s operation, first by rewriting the test section of the manuals but also to produce a basic description of the test bench that is used in the testing activities. By studying the operator’s work with component testing a fundamental understanding of the test bench was obtained along with the specific knowledge that was required in order to rewrite the manuals to a version that ST can use with their specific test equipment. Along with the training material a total of four rewritten component manuals were produced on ST’s behalf. Since the purpose of this work was to streamline the company’s entire testing business, there are post-doubts about whether the correct way to address the issue was chosen. As the work continued it became increasingly more obvious that a more appropriate way of handling the efficiency problems should have been to fully focus on the training material for the test bench. By performing the work this way around the future rewriting of the hundreds of component manuals can be drastically simplified and more efficient, therefore the time required for rewriting can be drastically reduced. / ST Aerospace på Arlanda underhåller och reparerar flygplanskomponenter. I de underhållsåtgärder som verkstaden bedriver krävs testning av komponenternas funktion. Under en lång tid har verkstaden upplevt problem med effektiviteten i denna hydrauliska provning. Problemen med effektiviteten härstammar till viss del av att komponenttillverkarens testningsmanualer inte är anpassade till den specifika testutrustning som verkstaden använder sig av. Problemen härstammar också till viss del av att verkstaden haft problem med att utbilda nya operatörer av testutrustningen då lättförståeligt utbildningsmaterial till den avancerade utrustningen saknats. Syftet med detta examensarbete var därför att effektivisera denna del av ST Aerospace:s verksamhet genom att dels skriva om manualers testavsnitt men även att tillverka en lättförståelig beskrivning av verkstadens testutrustning i utbildningssyfte. Genom att följa operatörerna i deras arbete med av företaget utvalda komponenttester kunde en grundläggande förståelse både för testbänken men även för de utvalda testerna erhållas. Erfarenheten från testningen användes till att producera en lättförståelig beskrivning av provbänken samt till omskrivning av de utvalda komponentmanualerna. Utöver utbildningsmaterialet producerades totalt fyra omskrivna komponentmanualer för ST:s räkning. Då syftet med arbetet var att effektivisera hela ST:s provningsverksamhet är det i efterhand tveksamt till om angripningssättet av effektiviseringsproblemen varit rätt. Alltefter arbetets gång insågs i ökande grad att ett mer lämpligt angripningssätt hade varit att lägga all arbetstid på utbildningsmaterialet till provbänken för att på så sätt förenkla de framtida omskrivningarna av komponentmanualer. Ett mer utförligt utbildningsmaterial till testutrustningen kan effektivisera produceringen av omskrivna komponentmanualer betydligt då företaget i dagsläget testar hundratals komponenter.

This paper examines two examples of testing activities of sub-components of a 300kN methalox first-stage rocket engine developed by Pangea Aerospace, namely, theinjectors and the cryogenic pumps. One of the difficulties of these test campaignsis to evaluate the performances of these sub-components without using cryogenicpropellants and in conditions differing from flight conditions.Two different methods were used to replace the cryogenic propellants at extreme pressures and temperatures: the pumps were tested using water to replace both propellants, and the injectors were tested using water and nitrogen to account for the different propellant phases. The correlation, similarity methods, and bench sizing were detailed for both test campaigns, but only the injector test campaign was completed and its results were analyzed.The method to emulate cryogenic fluid behavior in a pump leads to the use of a bench controlling not only pressure and mass flow but also temperature to account for the cavitation effects. Furthermore, the bench must have the capability to pressurize the water under atmospheric pressure, leading to the use of a vacuum pump. The injector test campaign produces results that closely align with theoretical predictions. This enables the selection of the optimal single-element injector design through a quantitative assessment of the discharge coefficient and a qualitative evaluation of the spray angle and atomization. Although these studies are based on strong models, they must be compared to hotfire data and later flight data to be assessed fully, all the more so that the pump test campaign was not performed. / I denna rapport behandlas två exempel på provningsaktiviteter för delkomponenter av en methalox-driven 300 kN-klass raketmotor, utvecklad av Pangea Aerospace för användning på förstasteg. Delkomponenterna består av injektorerna samt dekryogena pumparna. En av svårigheterna med provkampanjerna är att utvärdera prestandan hos dessa delkomponenter utan att använda kryogena drivmedel och underförhållanden som skiljer sig från flygförhållandena. Två olika metoder användes för att imitera de kryogena drivmedlen vid extrema tryck och temperaturer. Först testades pumparna med vatten som en ersättning för de båda drivmedlen, och sedan testades injektorerna med både vatten och kväve för att ta hänsyn till de olika aggregations tillstånden. Korrelationen, likhetsmetoderna, samt provbänkstorleken utredes i detalj för bägge testkampanjer, men endast injektortestkampanjen slutfördes och dess resultat analyserades. Metoden för att efterlikna kryogena vätskors beteende i en pump leder till användning av en provbänk som inte bara reglerar tryck och massflöde utan även temperatur för att ta hänsyn till kavitations effekterna. Dessutom måste bänken ha kapacitet att trycksätta vattnet under atmosfärstryck, vilket leder till användning av en vakuumpump. Injektortestkampanjen ger resultat som ligger nära de teoretiska förutsägelserna. Detta gör det möjligt att välja den optimala injektordesignen genom en kvantitativ bedömning av utloppskoefficienten och en kvalitativ bedömning av vinkeln och finfördelningen av injektorstrålen. Även om dessa studier baseras på starka modeller måste de jämföras med data från brännprover och senare flygdata för att kunna bedömas fullt ut, särskilt som pumptestkampanjen inte genomfördes.

Detta examensarbete har utförts på uppdrag av Stegia AB. Stegias linjärmotorerprovas i en testbänk innan motorerna skickas till den slutliga kunden. Idag finns ettbehov av en testbänk som skall samla in data från utförda tester, minska risken atttesterna utförs fel, samt att testbänken skall vara lättare att använda för produktionspersonalen.Idag innehåller linjärmotortestet många manuella arbetsmoment,vilket innebär en hög risk för felaktiga resultat utan möjlighet till spårbarhet i testresultatet.Målet med detta arbete är att förenkla det slutliga testet av linjärmotorerför produktionspersonal, samt att minska risken för felaktigt utförda tester genomtestautomatisering. Resultatet presenteras i form av en prototyp som har konstruerats,vars syfte är att förbättra test av linjärmotorerna genom att uppfylla målet atträtt utförda tester görs på motorerna. Resultatet säkerställs genom validering ochutvärdering och analys av den framtagna prototypen. / This diploma work has been carried out on behalf of Stegia AB. Stegia manufacturesand sells linear motors that are tested in a test bench before shipped to thecustomer. Today there is a need for a test bench that collects test results from theperformed tests. The company would like to lower the risk of falsely made tests,and to make the test bench easier for the production staff to use. At this moment,the test of the linear motors is made up of several manual tasks before the test iscompleted. This increases the risk of wrong results because of incorrectly madetests, with no traceability of the results. The goal with this diploma work is to lowerthe risk of incorrect test result by automating the testing process for the productionstaff. The result is presented as a prototype, that should increase the reliability ofthe test result of the motors. The result is then validated and analyzed in this report.

Characterizing  power  switches  is  an  indispensable  step  when  designing  a  converter.  This  thesisinvestigates ways to achieve static and dynamic characterization of semiconductors for high power applications such as power grid or train traction. The static characterization has been tested with a Keysight B1506A device analyzer. The problems encountered have been analyzed and corrected.Then the design of a high current switching test bench for dynamic characterization is explained. The full-bridge  configuration  allows  controlled  and  spontaneous  commutations  so  the  bench  can measure hard and soft switching. The voltage can be up to 10 kV and the current up to 3 kA during the commutation. The choice of the probes is justified. The issues of bandwidth, input impedance and common mode current are taken into account. Data are processed in order to interpolate theswitching loss in hard and soft switching. / Karaktärisering  av  halvledarbrytare  är  ett  viktigt  steg  när  man  utformar  en  omvandlare.  Dennaavhandling undersöker olika sätt att uppnå statisk och dynamisk karakterisering av halvledare för högeffekttillämpningar såsom elnät eller ellok. Statisk karaktäriseringen har utförts med en Keysight B1506A-enhetsanalysator. De problem som uppstått har analyserats och korrigerats.Utformningen    av    en    testbänk    för    dynamisk    karakterisering    förklaras.    Den    kompletta bryggkonfigurationen möjliggör kontrollerad och spontan kommutation med spänningar upp till 10 kV och  strömmar  upp till 3 kA så att  bänken kan mäta hård  och mjuk  växling.  Valet  av sonderna förklaras.   Frågorna   om   bandbredd,   ingångsimpedans   och   common-mode   ström   tas   med   iberäkningen. Data bearbetas för att interpolera kopplings förlusten i hård och mjuk växling.