《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電機(jī)瞬態(tài)測試的核心關(guān)鍵“同步性”

2016-07-08
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子

  說到電機(jī)試驗,大家往往想到的都是如何保證測試精度,會用到高精度的測量儀器設(shè)備、傳感器等。但隨著電機(jī)行業(yè)的發(fā)展,特別是矢量變頻控制等電機(jī)控制技術(shù)的日益成熟,測試人員需要對電機(jī)的瞬態(tài)特性進(jìn)行分析,這時候就要注意到一個新的測試要點——如何保證測試的同步性。

  為什么要關(guān)注測試的同步性?

  所謂同步性,即在電機(jī)測試中確保每個測量參數(shù)是在同一時間點下采集的,主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)速、位置、扭矩、電壓、電流、溫度、振動等參數(shù)的同步采集。

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  測試的同步性對結(jié)果的影響最明顯在于效率測量。如果轉(zhuǎn)速n、扭矩T等機(jī)械參數(shù)和電壓U、電流I等電參數(shù)不在同一時間點下采集,那么根據(jù)效率計算公式計算出來的結(jié)果也是錯誤的。

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  電機(jī)效率計算公式

  另外,對于新能源汽車,變頻電機(jī)、伺服電機(jī)等需要把電機(jī)驅(qū)動器和電機(jī)進(jìn)行同步測量,分析系統(tǒng)性能的電機(jī),測試的同步性也是分析其實時狀態(tài)下電機(jī)控制器效率與電機(jī)效率對系統(tǒng)影響的關(guān)鍵。

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  為什么過去沒有關(guān)注測試的同步性?

  過去測試的電機(jī),主要是以異步電機(jī)為主,測試人員只需要測量其各個恒工況下的參數(shù),就得到其輸出性能,描繪出Tn曲線或效率曲線。即使測試過程數(shù)據(jù)的采集不是同一時間點下,但由于不同時間下電機(jī)的工況(轉(zhuǎn)速、扭矩等)是穩(wěn)定不變的,所以測試結(jié)果也是正確的。

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  電機(jī)的Tn曲線

  但隨著電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展,越來越多的電機(jī)需要測量其在工況變化時的參數(shù)。如調(diào)速過程、負(fù)載階躍沖擊等,這些對動態(tài)變化過程的瞬態(tài)測量需要保證數(shù)據(jù)采集時的實時同步,得出的實時數(shù)據(jù)曲線才有參考價值,所以業(yè)界也開始對測量的同步性關(guān)注起來。

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  電機(jī)的調(diào)速響應(yīng)曲線

  如何保證測試的同步性?

  保證測試的同步性,尤其是保證電壓、電流、轉(zhuǎn)速、扭矩這四個電機(jī)最關(guān)鍵的參數(shù)采集時的同步性,一直都是業(yè)界的難題。傳統(tǒng)的方案是采用多個儀器、傳感器來采集,最終走總線進(jìn)行上傳,在上位機(jī)進(jìn)行效率運(yùn)算,往往會引入ms級的時延,對于當(dāng)下動輒幾ms的電機(jī)控制變化響應(yīng)時間來說,這個時延是無法接受的。

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  傳統(tǒng)方案PK致遠(yuǎn)電子同步采集方案

  針對這一問題,致遠(yuǎn)電子的MPT電機(jī)測試系統(tǒng)采用單臺采集終端方案,通過完全自主設(shè)計的新一代MDA功率分析儀,同時對電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、角度位置進(jìn)行實時采集和錄波,直接在采集終端上計算出效率,同步誤差時延低至10ns,真正意義上解決了電機(jī)瞬態(tài)測試或動態(tài)測試的同步性難題。


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