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          脈寬調(diào)制(PWM) 馬達驅(qū)動器電源的測試分析(下)

          作者: 時間:2017-01-12 來源:網(wǎng)絡 收藏

          9.進行連接

          對馬達驅(qū)動器進行電壓連接通常只是小事一樁,因為對各相之間電壓進行測量。進行電流連接則更具挑戰(zhàn)。進行電流連接主要有兩種方式。第一種是方式“分割”導 體,并使電流通過電流分流器,然后測量電流分流器兩端電壓降。雖然這種方式在地功率情況下可行,但當電流較高時,則行不通。

          對于大電流,可能使用電流傳感器。通常,這涉及到使初級電流載流導體與電流測量設備相連。測量設備生成一個與初級電流成比例的次級電流。

          一般情況下,這需要通過電流測量裝置的初級載流導體傳遞。測量設備創(chuàng)建一個與初級電流成比例的次級電流。

          為什么使用電流傳感器?

          使用電流傳感器的原因主要有3個:

          1. 正在測量的信號可能與測量設備不兼容。例如,大部分測試臺儀器無法測量超過100 A 的電流,而這么大的電流是大型馬達和驅(qū)動器中常見的。

          2. 消除測量儀器與測量信號的耦合。在脈寬調(diào)制驅(qū)動器中,快速開關(guān)電壓(dV/dt) 往往造成正在測量的輸出信號具有很大的共模分量。高共模電壓給電流測量帶來不確定性。使用電流傳感器隔離分析儀的電流輸入和電壓波動,從而消除因共模引起的不確定性。

          3. 為了便利和安全。在馬達系統(tǒng)中往往存在高壓,而且電源阻抗往往極低。如果連接不正確,可能造成大量能量流動。

          選擇正確的電流傳感器

          電流傳感器有許多種,在馬達測量中使用的4 種最常見電流傳感器是:

          1. 電流鉗

          2. 閉環(huán)霍爾效應

          3. IT 型閉環(huán)

          4. 電流互感器

          為了在馬達驅(qū)動器的典型信號帶寬中實現(xiàn)最佳性能,應使用閉環(huán)傳感器。在驅(qū)動器輸入中可以使用電流互感器和電流鉗,但在驅(qū)動器輸出中效果則不好。這是因為電流互感器在低頻(低驅(qū)動速度)性能不佳,而且將限制測量與開關(guān)有關(guān)高頻頻率的能力。

          當選擇傳感器時,重要的是考慮正在測量的信號和測量設備。選擇與需要測量的最大信號(包括峰值)相對應的最大輸入范圍傳感器。這將充分發(fā)揮傳感器范圍的效用。

          您還希望對測量設備而言,在不引起過沖的前提下,傳感器輸出信號盡可能大。輸入信號越大,信噪比越高,測量結(jié)果越好。

          使用電流傳感器

          對于閉環(huán)霍爾效應電流傳感器,應當謹慎進行連接。將為傳感器提供電源。電源通常包括正電源和負電源,而且必須提供足夠電流,通常為10mA ~ 50mA。

          傳感器應當盡可能靠近測量儀器,以降低次級引線的電壓和磁場耦合。

          傳感器輸出是單一電流輸出,信號和電源公用回路。該輸出應當直接與測量設備電流輸入的高端連接。測量設備電流輸入的低端應當連接至與傳感器電源相同的回路。而且,所有引線應當盡可能短。輸出應當靠近電源連接。從理想角度看, 3 條線應當絞合在一起。

          在脈寬調(diào)制驅(qū)動器環(huán)境中,在需要情況下,接地和屏蔽是一個好習慣。在低連接中使用可疊堆4mm 將使低連接很容易接地。

          屏蔽電纜將改進性能。屏蔽將接地,并與傳感器電源公共端相連,而且,在相應的地方,它將與傳感器接地相連。屏蔽將保護電源連接與信號。

          如果初級載體中電流占額定電流百分率較低,或者同測量儀器可用的電流量程相比,傳感器輸出較低,那么通過讓電流多次通過傳感器核心,可以改進電路性

          能。

          例如, 如果您只有1000A 輸入、1A 輸出(1000:1)傳感器,但您希望測量10A 電流,且輸出電流只有10mA。為了更好地使用測量系統(tǒng),使初級導體通過傳感器10 次,將使輸出電流增加至100mA。從初級載體角度看,初級電流從10A 增加至100A。

          對于不同類型的電流傳感器,為正確地讀取電流,需要對測量儀器進行比例縮放。以1000:1 電流傳感器為例,實際測量的電流是真實電流的1/1000。因此,電流輸入需要擴大1000 倍。

          電流傳感器與PM4000 一起使用

          PA4000 的設計目的是與外部傳感器一起使用。其設計特性包括:

          1. 可選擇+/-15V 電源,與許多常用的閉環(huán)電流傳感器一起使用。

          2. 每通道電流單獨縮放。

          3. 后面板接地連接,簡化電流測量低連接的屏蔽與接地。

          4. 內(nèi)建1 Arms 分流器,非常適合電流傳感器輸出。

          如果您正在使用泰克電流鉗或變壓器,那么這些設備輸出是4mm 安全香蕉插座。電纜可以直接插入PA4000 的電流分流器。由于電流傳感器或電流鉗的典型輸出低1A,內(nèi)建1A 分流器是個不錯的選擇。

          為了獲得精確的測量,只需要為儀器配置兩個參數(shù):

          1. 分流器選擇。這是在每組基礎上設置的。

          2. 電流輸入比例因子。這是在每通道基礎上設置的。比例因子是:

          如果您正在使用閉環(huán)電流傳感器,那么需要向傳感器提供電源。PA4000 內(nèi)置的可選擇±15V 電源非常適合這個功能。PA4000 的+15V 和-15V 電源必須與電流傳感器連接,參見圖13。

          圖13. 使用閉環(huán)電流傳感器與PA4000 功率分析儀連接

          傳感器輸出必須連接至通道1 的AHi 或A1A 連接器。由于閉環(huán)傳感器輸出往往低于1A,因此A1A 連接器通常是更好的選擇。電流通道的Alo 連接器必須與傳感器電源連接器的公共端相連。



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