伺服電機(jī)系統(tǒng)測(cè)試解決方案

隨著伺服電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備開始廣泛使用伺服電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵零部件，自然而然對(duì)伺服電機(jī)的性能要求也越來越高，尤其是其動(dòng)態(tài)特性，此時(shí)傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)已然無法實(shí)現(xiàn)相關(guān)測(cè)試，于是行業(yè)內(nèi)亟需能夠提供高性能伺服電機(jī)動(dòng)態(tài)特性、控制器控制性能測(cè)試的完整解決方案。

隨著伺服電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)開始廣泛使用伺服電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵零部件，自然而然對(duì)伺服電機(jī)的性能要求也越來越高，尤其是其動(dòng)態(tài)特性，此時(shí)傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)已然無法實(shí)現(xiàn)相關(guān)測(cè)試，于是行業(yè)內(nèi)亟需能夠提供高性能伺服電機(jī)動(dòng)態(tài)特性、控制器控制性能測(cè)試的完整解決方案。

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當(dāng)前針對(duì)電機(jī)的性能測(cè)量、評(píng)估的設(shè)備主要還是測(cè)功機(jī)。最初測(cè)功機(jī)只是針對(duì)電機(jī)的輸入電壓、電流、輸出轉(zhuǎn)速、扭矩進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出電機(jī)的輸入輸出功率和效率。但隨著電機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展，電機(jī)測(cè)試項(xiàng)目越來越多，測(cè)功機(jī)的功能也隨之豐富起來，即便如此，電機(jī)的動(dòng)態(tài)測(cè)試依然是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)難題。

首先動(dòng)態(tài)測(cè)試包含階躍響應(yīng)測(cè)試，分析轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng)時(shí)間，在電機(jī)負(fù)載在出現(xiàn)階躍變化，改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器把電機(jī)調(diào)節(jié)回正常工作狀態(tài)下所用的時(shí)間長(zhǎng)度，通常進(jìn)口高性能伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)時(shí)間要能夠達(dá)到us級(jí)別，轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)調(diào)整時(shí)間也要能夠達(dá)到ms級(jí)別，以安川伺服電機(jī)SGM7A-10AFA6C這一型號(hào)來說，其轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)時(shí)間可達(dá)790ms，轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)調(diào)整時(shí)間達(dá)28ms(以上數(shù)據(jù)根據(jù)致遠(yuǎn)電子MPT1000-F電機(jī)瞬態(tài)控制與測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果提供)。

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其次轉(zhuǎn)速波動(dòng)測(cè)試，考察在轉(zhuǎn)速控制模式下，轉(zhuǎn)矩突然發(fā)生變化時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng);以及超速實(shí)驗(yàn)，檢查電機(jī)的安裝質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子各部分承受離型力的機(jī)械強(qiáng)度和軸承在超速時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度。

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動(dòng)態(tài)測(cè)試難點(diǎn)一：PID調(diào)節(jié)緩慢

傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)在測(cè)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(shí)使用工控機(jī)做反饋控制判斷和顯示，由于通信總線時(shí)延的原因?qū)е翽ID調(diào)節(jié)速度緩慢，加載模式只能實(shí)現(xiàn)逐個(gè)點(diǎn)進(jìn)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(shí)現(xiàn)任意負(fù)載的加載，同時(shí)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(cè)功機(jī)無法實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試。

動(dòng)態(tài)測(cè)試難點(diǎn)二：

傳統(tǒng)集成廠商通過單純的儀器組合來實(shí)現(xiàn)測(cè)試平臺(tái)搭建，由于缺乏對(duì)測(cè)量原理的深入認(rèn)識(shí)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，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(cè)試響應(yīng)慢，只能應(yīng)用于穩(wěn)態(tài)測(cè)試需求;支持三通道電參數(shù)測(cè)量分析，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)的系統(tǒng)性聯(lián)調(diào)測(cè)試。

致遠(yuǎn)電子憑借在功率分析、電機(jī)測(cè)量領(lǐng)域的深入理解以及長(zhǎng)久積累，突破電機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)試瓶頸，采用獨(dú)創(chuàng)的自由加載引擎并融合儀器的設(shè)計(jì)理念，使用單獨(dú)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(shí)代意義的MPT混合型電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)滿足行業(yè)對(duì)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)的測(cè)量需求，引領(lǐng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入動(dòng)態(tài)測(cè)量領(lǐng)域。

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