HDO8000系列文章之六——电机驱动和控制系统的测试

2015-06-16 09:25:54   来源:ednchina   

关键字: HDO8000系列  电机驱动  控制系统

一.引言

国际能源机构IEA曾经声称全球45%的电能是电机所消耗的。在中国,这个比例是54%。这一方面反映了电机的使用是如此广泛,另一方面也敦促业界开发和使用更高效的电机。为了满足机电工程师对电机驱动和控制系统的测试需求,力科公司新推出基于8通道、12bit示波器的电机驱动和控制系统测试平台HDO8000。

 

图 1电机驱动和控制系统测试平台HDO8000

 

图 1电机驱动和控制系统测试平台HDO8000

二. 电机测试需求分析

下图是一个典型的电机驱动和控制系统框图,大致分为功率驱动部分、电机控制部分、电机和传感器部分。

 

图 2一个典型的电机驱动和控制系统功率驱动部分

 

图 2一个典型的电机驱动和控制系统功率驱动部分

功率驱动部分

图 2中的功率驱动部分是一个典型的级联H-bridge驱动电路。将其放大到图 3显示:

 

图 3 H-bridge驱动电路

 

图 3 H-bridge驱动电路

H-bridge驱动电路的输入为三相交流电,经过整流后变成直流电压(DC bus)。6个功率管组成的桥式电路将直流电压逆变为三相PWM信号输出给电机。

对于这一部分进行功率分析是电机测试最重要的内容。主要关注输入端的功率测量,输出端的功率测量,以及功率转换效率。

其次桥式电路的调试和验证也是必不可少的,这通常涉及对6个功率管的驱动电压、漏源电压和电流的测量。

电机控制部分

电机控制部分通常是一个嵌入式系统,核心是DSP或MCU,主要负责执行电机驱动算法、采集电机反馈信号以及和其他系统的通信接口。对这部分的测试涉及常规的数字电路测试,接口电路测试等。

电机和传感器

对电机的测试主要关注输入的电气功率、其实就是功率驱动部分的输出功率,电机输出的机械参数,即转速、扭矩、方向等,这些机械参数通常可由传感器输出。

三. 测试功能 为了满足上述的测试需求,力科公司推出的8通道、12bit示波器HDO8000系列能够提供以下测试功能:

1. 功率分析

在《利用八通道示波器分析三相交流电》一文中,我们已经了解到如何用示波器测试三相电的有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等参数,对于电机功率驱动电路的输入和输出功率的测量也是相同原理。为了适应多种供电方式,HDO8000能够测量五种接线方式:单相两线制、单相三线制、三相三线制(两瓦特计和三瓦特计)、三相四线制。仪器界面会给出连线示意图,指导使用者如何连接被测信号。同时也提供火线-火线电压到火线-零线电压的转换。图 4是设置界面示意。

 

图 4 电机功率测试设置界面示意

 

图 4 电机功率测试设置界面示意

功率参数的测试结果能以表格方式显示在仪器界面上,如下图所示。

 

图 5 功率数值测量结果

 

图 5 功率数值测量结果

除了图 5所示的功率参数以外,还可以观测信号的波形,特别是能够提取一个周期内的细节波形以供分析。另外还能对功率等参数在长时间内变动情况做数值统计。这特别适合对电机启动和停止过程、负载变化过程做动态响应分析。例如当HDO8000存储深度为200Mpts,采样率设为10MS/s时,可以观测20秒长度的三相电电压、电流、各种功率、功率因数、相角的实时波形。下图是一个长时间动态响应分析的例子:

[1] [2]
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0616/article_11991.html
[发表评论]
[加入收藏]
[打印本页]
[关闭窗口]
[返回顶部]
[RSS订阅]
小广播
每日新闻
最热点击
本周热门资源推荐
EEWORLD独家
论坛精华
精选博文