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电机驱动和控制系统的测试

更新时间:2019-08-10

  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。

  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 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:

  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。

  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、香港挂牌彩图正版!方向等,这些机械参数通常可由传感器输出。

  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:

  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-火线电压到火线是设置界面示意。