伺服電機系統(tǒng)測試解決方案

隨著伺服電機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床、工業(yè)機器人、自動化生產(chǎn)設(shè)備開始廣泛使用伺服電機作為運動控制的關(guān)鍵零部件，自然而然對伺服電機的性能要求也越來越高，尤其是其動態(tài)特性，此時傳統(tǒng)測功機已然無法實現(xiàn)相關(guān)測試，于是行業(yè)內(nèi)亟需能夠提供高性能伺服電機動態(tài)特性、控制器控制性能測試的完整解決方案。

隨著伺服電機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床、工業(yè)機器人、自動化生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)開始廣泛使用伺服電機作為運動控制的關(guān)鍵零部件，自然而然對伺服電機的性能要求也越來越高，尤其是其動態(tài)特性，此時傳統(tǒng)測功機已然無法實現(xiàn)相關(guān)測試，于是行業(yè)內(nèi)亟需能夠提供高性能伺服電機動態(tài)特性、控制器控制性能測試的完整解決方案。

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當(dāng)前針對電機的性能測量、評估的設(shè)備主要還是測功機。最初測功機只是針對電機的輸入電壓、電流、輸出轉(zhuǎn)速、扭矩進行測量，計算出電機的輸入輸出功率和效率。但隨著電機行業(yè)的飛速發(fā)展，電機測試項目越來越多，測功機的功能也隨之豐富起來，即便如此，電機的動態(tài)測試依然是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)難題。

首先動態(tài)測試包含階躍響應(yīng)測試，分析轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng)時間，在電機負(fù)載在出現(xiàn)階躍變化，改變電機的輸出轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩時，電機驅(qū)動器把電機調(diào)節(jié)回正常工作狀態(tài)下所用的時間長度，通常進口高性能伺服電機轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)時間要能夠達到us級別，轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)調(diào)整時間也要能夠達到ms級別，以安川伺服電機SGM7A-10AFA6C這一型號來說，其轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)時間可達790ms，轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)調(diào)整時間達28ms(以上數(shù)據(jù)根據(jù)致遠(yuǎn)電子MPT1000-F電機瞬態(tài)控制與測試系統(tǒng)測試結(jié)果提供)。

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其次轉(zhuǎn)速波動測試，考察在轉(zhuǎn)速控制模式下，轉(zhuǎn)矩突然發(fā)生變化時電機轉(zhuǎn)速的波動;以及超速實驗，檢查電機的安裝質(zhì)量、實驗轉(zhuǎn)子各部分承受離型力的機械強度和軸承在超速時的機械強度。

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動態(tài)測試難點一：PID調(diào)節(jié)緩慢

傳統(tǒng)測功機在測試與加載過程中普遍采用調(diào)節(jié)PID來改變負(fù)載大小，同時使用工控機做反饋控制判斷和顯示，由于通信總線時延的原因?qū)е翽ID調(diào)節(jié)速度緩慢，加載模式只能實現(xiàn)逐個點進行加載，如下圖所示：

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導(dǎo)致加載速度無法提高更加無法實現(xiàn)任意負(fù)載的加載，同時也由于儀器本身采樣率、轉(zhuǎn)速扭矩采樣率低下，大大限制了傳統(tǒng)測功機無法實現(xiàn)伺服系統(tǒng)動態(tài)特性的測試。

動態(tài)測試難點二：

傳統(tǒng)集成廠商通過單純的儀器組合來實現(xiàn)測試平臺搭建，由于缺乏對測量原理的深入認(rèn)識和研發(fā)經(jīng)驗，難以根據(jù)客戶需求提供完善的功能定制服務(wù)。由此而展現(xiàn)出來的問題日益嚴(yán)重，比如加載、測試響應(yīng)慢，只能應(yīng)用于穩(wěn)態(tài)測試需求;支持三通道電參數(shù)測量分析，無法實現(xiàn)對電機驅(qū)動器、電機的系統(tǒng)性聯(lián)調(diào)測試。

致遠(yuǎn)電子憑借在功率分析、電機測量領(lǐng)域的深入理解以及長久積累，突破電機動態(tài)測試瓶頸，采用獨創(chuàng)的自由加載引擎并融合儀器的設(shè)計理念，使用單獨的硬件PID控制器做負(fù)反饋控制判斷，大幅提高PID調(diào)節(jié)速度，推出具有劃時代意義的MPT混合型電機測試系統(tǒng)，同時滿足行業(yè)對電機及其控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動態(tài)的測量需求，引領(lǐng)電機實驗進入動態(tài)測量領(lǐng)域。

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關(guān)鍵詞： 伺服電機