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永磁同步伺服電機(jī)性能測試平臺系統(tǒng)搭建的兩種方案

發(fā)布日期:2023-05-08新聞來源:威衡科技

一、測功機(jī)測試平臺

1、系統(tǒng)介紹

整個(gè)測試平臺主要由四個(gè)部分組成:一套伺服驅(qū)動器和永磁同步電機(jī)、相關(guān)參數(shù)的測量裝置、測功機(jī)和工控計(jì)算機(jī)。

2、測試方法

搭建測試平臺后,起動伺服驅(qū)動器向被測電機(jī)供電,使被測電機(jī)工作在速度模式下,然后根據(jù)測試要求調(diào)節(jié)測功機(jī)到指定負(fù)載。電參數(shù)測量裝置可測得電機(jī)的電壓、電流、功率因數(shù)和輸入功率等參數(shù)。溫度測量裝置通過安置在電機(jī)內(nèi)部的或外表的溫度傳感器可測得電機(jī)繞組溫度、軸承、編碼器或電機(jī)外殼等的溫度。測功機(jī)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率等參數(shù)??赏ㄟ^數(shù)據(jù)采集卡連接到工控計(jì)算機(jī)用相關(guān)軟件對各測試數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。

交、直流電機(jī)測試系統(tǒng),分別包括空載測試、負(fù)載測試、堵轉(zhuǎn)測試。在空載測試時(shí),可以自動完成啟動過程中轉(zhuǎn)速的變化曲線,分析電機(jī)的啟動特性;全面記錄電機(jī)的機(jī)械特性及工作特性,具有方法科學(xué)、測量準(zhǔn)確、自動化程度高等特點(diǎn)。

二、對拖式測試平臺
1、系統(tǒng)組成

對拖式測試平臺主要由四部分組成:兩套伺服驅(qū)動器和永磁同步電機(jī)、相關(guān)參數(shù)的測量裝置、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和工控計(jì)算機(jī)。

2、測試方法

搭建測試平臺后,被測電機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和陪測電機(jī)之間的機(jī)械連接要保證足夠的同軸度和機(jī)械穩(wěn)定性,通常陪測端的電機(jī)和驅(qū)動器的功率等級要大于被測端的電機(jī)和驅(qū)動器。起動陪測電機(jī)使其工作在速度模式下,拖動被測電機(jī)使其工作在發(fā)電狀態(tài)下。再起動被測電機(jī)端的驅(qū)動器向被測電機(jī)供電,此時(shí)被測電機(jī)應(yīng)工作在轉(zhuǎn)矩模式(電流模式)下,且給定電流的方向應(yīng)與被測電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致,此時(shí)轉(zhuǎn)矩傳感器顯示的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值即為此刻被測電機(jī)在該給定電流下的轉(zhuǎn)矩。電參數(shù)測量裝置可測得電機(jī)的電壓、電流、功率因數(shù)和輸入功率等參數(shù)。溫度測量裝置通過安置在電機(jī)內(nèi)部或外表的溫度傳感器可測得電機(jī)繞組溫度、軸承、編碼器或電機(jī)外殼等的溫度??稍诠た赜?jì)算機(jī)上用相關(guān)軟件對各測試數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。

三、電機(jī)性能測試方案的比較
1、應(yīng)用范圍

測功器由于受磁粉制動器的滑差功率的影響,使其只能用在轉(zhuǎn)速較低的情況,中間需加裝減速度機(jī)構(gòu)才能同時(shí)滿足被測電機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速的要求。系統(tǒng)配置需要經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算才能滿足通用性的要求。

對拖式測試平臺可通過選擇不同量程的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器來完成不同規(guī)格電機(jī)的測試。

2、平臺的搭建和操作

測功機(jī)測試平臺中,被測電機(jī)始終工作在電動狀態(tài)下,屬于“主動”旋轉(zhuǎn)。而在對拖式測試平臺中,被測電機(jī)和陪測電機(jī)既有工作在電動狀態(tài)下的時(shí)候,同時(shí)有工作在發(fā)電狀態(tài)下的時(shí)候,因此兩端的伺服驅(qū)動器均需有足夠容量的內(nèi)置或外置的功率電阻,或者采取其他措施來保證能量的正常流動。平臺的搭建和操作的復(fù)雜程度對拖測試平臺要大于測功機(jī)測試平臺。

3、能效性

測功機(jī)測試平臺中,測功機(jī)作為電機(jī)負(fù)載,將消耗電機(jī)測試過程中產(chǎn)生的能量。因此能量的流動方向是:靠測功機(jī)本身無法有效消耗時(shí),通常會有風(fēng)冷或水冷裝置來幫助測功機(jī)散熱。對拖式測試平臺通常有三種能量解決方式:能量消耗型;能量回饋型;對拖互饋型。

1)能量消耗型是在兩端的伺服驅(qū)動器均連接足夠容量的功率電阻,通過功率電阻的發(fā)熱來消耗測試過程中產(chǎn)生的能量;
2)能量回饋型是指將電機(jī)測試產(chǎn)生的能量再回饋到電網(wǎng),但回饋系統(tǒng)較復(fù)雜,通常也比較昂貴;

3)對拖互饋性是指兩端的伺服驅(qū)動器共用直流母線或交流母線,將等設(shè)備的效率,大大提高電能利用率。