基于驅(qū)動器測試系統(tǒng)設(shè)計

1.引言

交流調(diào)速系統(tǒng)通常選用IGBT脈寬調(diào)制驅(qū)動器，用以控制執(zhí)行電機作四象限運行，從而滿足控制系統(tǒng)的高精度和高實時性要求。驅(qū)動器是控制系統(tǒng)中交流調(diào)速單元的核心部分，其質(zhì)量和性能直接影響整個控制系統(tǒng)的精度和性能。但是，在使用過程中，驅(qū)動器一旦出現(xiàn)故障，將影響整個控制系統(tǒng)的正常工作，因此，有必要設(shè)計研發(fā)出一種驅(qū)動器綜合性能測試系統(tǒng)，來快速排除故障，確?？刂葡到y(tǒng)性能品質(zhì)。

2.驅(qū)動器工作原理及測試系統(tǒng)技術(shù)特點



圖1：驅(qū)動器調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

驅(qū)動調(diào)速一般可以分為整流、直流保持、逆變和控制四部分，電流調(diào)節(jié)器對電流實際值與給定值進行比較整定，速度調(diào)節(jié)器通過測速電機和轉(zhuǎn)子位置檢測得到速度實際值，對速度值進行整定。

驅(qū)動器屬于大功率精密裝置，它可能和外界形成相互干擾，影響正常工作。在同一供電電源上的其它設(shè)備產(chǎn)生的噪聲信號通過輻射和電源傳導(dǎo)等方式也可能進入驅(qū)動器，同時驅(qū)動器產(chǎn)生的高次諧波和電波噪聲也容易對電網(wǎng)和周邊設(shè)備產(chǎn)生影響。消除干擾，使設(shè)備正常工作是本系統(tǒng)一大特點，也是難點。設(shè)計中采用標準接地方式，并在驅(qū)動器前后端接入濾波裝置，電路中串入浪涌電流限制電路，有效避免相互干擾，使各測試信號量準確可靠。

測試系統(tǒng)采用在線式或離線式兩種測試方法，軟件實現(xiàn)智能處理模塊功能，專家系統(tǒng)為測試問題提供解決方案。

3.驅(qū)動器測試系統(tǒng)硬件電路實現(xiàn)

該測試系統(tǒng)主要包括以計算機為核心的測控臺和安裝待測驅(qū)動器及模擬負載、專用測量儀器等設(shè)備的測試平臺。電路設(shè)計采用診脈式抗干擾、冗余設(shè)計，確保硬件設(shè)計準確可靠。具體連接圖如下：



圖2：驅(qū)動器測試系統(tǒng)連接圖

3.1啟動電路

啟動電路為被測驅(qū)動器提供工作電壓，電路中串入三個限流電阻，防止了浪涌電流。同時接觸器、熱繼電器和濾波器使提供的電壓質(zhì)量得到穩(wěn)定可靠的保證。上電過程中，只需控制計算機發(fā)出上電指令，接觸器動作，完成上電過程，實現(xiàn)安全可靠的“軟啟動”，啟動電路示意圖圖下。



圖3：啟動電路示意圖

3.2使能及檢測電路

為保證被測驅(qū)動器在可控狀態(tài)，對通過軟件界面，對被測驅(qū)動器脈沖使能和驅(qū)動使能進行控制。同時，對使能狀態(tài)在顯示界面上顯示出來，使操作更直觀。

驅(qū)動器上電和使能通過串口來通訊，并通過串口實時檢測驅(qū)動器工作狀態(tài)。串口通訊選用通訊卡PCL745，通過差分輸入，具有較強抗干擾能力，并且不需添加232或485轉(zhuǎn)換模塊，直接能與ADAM模塊完成通訊。具體連接示意圖如下。



圖4：使能及檢測模塊連接圖

4.測試系統(tǒng)軟件特點

測試系統(tǒng)軟件按照軟件工程化要求編制，力爭做到功能強大、穩(wěn)妥可靠。同時軟件進行擴展，具備專家系統(tǒng)功能。

4.1人機交互界面

界面是測試系統(tǒng)的表現(xiàn)形式，是用戶進行分析判斷的窗口。用戶可以設(shè)置自檢項和測試項，同時還可以進行打印和故障診斷。在人機交互界面中對所要測試的項目進行設(shè)置，計算機向被測驅(qū)動器發(fā)出速度指令，通過專用接口和其它測試設(shè)備所得數(shù)據(jù)，測試軟件進行在線分析比較，給出合格與否的結(jié)論，同時調(diào)用專家診斷知識庫的知識進行故障診斷，并且給出故障的解決方案。人機交互界面模塊組成如下圖5。