伺服電機系統(tǒng)測試解決方案

隨著伺服電機技術的飛速發(fā)展，數控機床、工業(yè)機器人、自動化生產設備開始廣泛使用伺服電機作為運動控制的關鍵零部件，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相關測試，于是行業(yè)內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。

隨著伺服電機技術的飛速發(fā)展，數控機床、工業(yè)機器人、自動化生產設備已經開始廣泛使用伺服電機作為運動控制的關鍵零部件，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相關測試，于是行業(yè)內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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當前針對電機的性能測量、評估的設備主要還是測功機。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)內的技術難題。

首先動態(tài)測試包含階躍響應測試，分析轉速/轉矩控制響應時間，在電機負載在出現階躍變化，改變電機的輸出轉速/轉矩時，電機驅動器把電機調節(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速階躍響應時間要能夠達到us級別，轉矩階躍響應調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，其轉速階躍響應時間可達790ms，轉矩階躍響應調整時間達28ms(以上數據根據致遠電子MPT1000-F電機瞬態(tài)控制與測試系統(tǒng)測試結果提供)。

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其次轉速波動測試，考察在轉速控制模式下，轉矩突然發(fā)生變化時電機轉速的波動;以及超速實驗，檢查電機的安裝質量、實驗轉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調節(jié)緩慢

傳統(tǒng)測功機在測試與加載過程中普遍采用調節(jié)PID來改變負載大小，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導致PID調節(jié)速度緩慢，加載模式只能實現逐個點進行加載，如下圖所示：

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導致加載速度無法提高更加無法實現任意負載的加載，同時也由于儀器本身采樣率、轉速扭矩采樣率低下，大大限制了傳統(tǒng)測功機無法實現伺服系統(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測試平臺搭建，由于缺乏對測量原理的深入認識和研發(fā)經驗，難以根據客戶需求提供完善的功能定制服務。由此而展現出來的問題日益嚴重，比如加載、測試響應慢，只能應用于穩(wěn)態(tài)測試需求;支持三通道電參數測量分析，無法實現對電機驅動器、電機的系統(tǒng)性聯(lián)調測試。

致遠電子憑借在功率分析、電機測量領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計理念，使用單獨的硬件PID控制器做負反饋控制判斷，大幅提高PID調節(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，引領電機實驗進入動態(tài)測量領域。

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關鍵詞： 伺服電機