專(zhuān)利名稱(chēng)：交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及伺服電機(jī)測(cè)試數(shù)字控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和高性能永磁材料的發(fā)展，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)越來(lái)越受到人們的重視。目前，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的一些技術(shù)參數(shù)通常需要磁粉測(cè)功機(jī)來(lái)測(cè)試。磁粉測(cè)功機(jī)由裝有直流勵(lì)磁繞組的定子，鐵磁材料做成的轉(zhuǎn)子，以及填充在定子和轉(zhuǎn)子氣隙之間的高導(dǎo)磁材料磁粉組成。另有還有隔離變壓器、電參數(shù)測(cè)量?jī)x、測(cè)功機(jī)控制器、電氣接觸器等設(shè)備。采用磁粉測(cè)功機(jī)測(cè)試的工作原理是當(dāng)定子繞組通入直流勵(lì)磁電流時(shí)，產(chǎn)生的磁通將通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙，使氣隙間的磁粉磁化并形成兩端分別和定子內(nèi)圓及轉(zhuǎn)子外圓相接的磁粉鏈(相當(dāng)于磁勵(lì)線(xiàn))。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些磁粉鏈將被強(qiáng)行“拉長(zhǎng)”，在磁場(chǎng)中的磁力線(xiàn)具有力圖最短的固有特性作用下，這些磁粉鏈將“反抗被強(qiáng)行拉長(zhǎng)”而對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生反向壓力，從而起到制動(dòng)作用。定子勵(lì)磁電流越大，制動(dòng)力矩越強(qiáng)。制動(dòng)功率全部以發(fā)熱的方式消耗掉。然而，這種機(jī)械負(fù)載只適用于低轉(zhuǎn)速試驗(yàn)，一般還要采用水冷散熱，設(shè)備非常復(fù)雜，并需要一定的用水量；另外，其高轉(zhuǎn)速性能不太穩(wěn)定；使用較長(zhǎng)時(shí)間后，磁粉會(huì)因摩擦產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象而減小制動(dòng)功能及存在維修復(fù)雜等缺陷；所測(cè)試的數(shù)據(jù)只能供參考所用，不能做定性的技術(shù)參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，利用交流驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)制動(dòng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用磁粉測(cè)功機(jī)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)存在的上述諸多缺陷。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服驅(qū)動(dòng)器、制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)連接交流伺服驅(qū)動(dòng)器，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)連接制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)軸和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)軸通過(guò)一聯(lián)軸器固定鎖緊，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)分別固定安裝在兩個(gè)L型支架上，兩個(gè)L型支架固定安裝在一固定板上。進(jìn)一步，所述制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器連接一大功率電阻。進(jìn)一步，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)安裝有第一光電編碼器，所述制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)安裝有第二光電編碼器，所述交流伺服驅(qū)動(dòng)器、所述制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，所述數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)連接大規(guī)?？删幊涕T(mén)陣列(CPLD)，所述大規(guī)模可編程門(mén)陣列(CPLD)連接MITSUBISHI智能化功率模塊(IPM)。本發(fā)明的工作原理為當(dāng)定子繞組通入交流(磁粉測(cè)功機(jī)為直流勵(lì)磁)勵(lì)磁電流時(shí)，與被測(cè)電機(jī)磁場(chǎng)特性一致，產(chǎn)生磁通，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在磁場(chǎng)中的磁力線(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生反向壓力，從而起到制動(dòng)作用。定子勵(lì)磁電流越大，制動(dòng)力矩越強(qiáng)。制動(dòng)功率以大功率電阻的發(fā)熱方式消耗掉，不需要采用水冷散熱；不需要磁粉，所以不會(huì)因摩擦產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象，其高轉(zhuǎn)速性能穩(wěn)定。另外，制動(dòng)與測(cè)試的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(又名全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)器)該系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，大規(guī)模可編程門(mén)陣列(CPLD)和MITSUBISHI智能化功率模塊 (IPM)，集成度高，體積小，保護(hù)功能完善，可靠性高，采用最優(yōu)PID算法，完成PWM控制。有幅值控制、相位控制和幅值控制-相位控制，更能與交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整與配合，使伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)精度更高。有益效果本發(fā)明交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有多項(xiàng)保護(hù)功能、 可靠性高、成本低廉、操作方便、數(shù)據(jù)更精確，所測(cè)試的數(shù)據(jù)可做定性的技術(shù)參數(shù)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中編碼器的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)采集流程圖。圖中1.固定板，2.交流伺服驅(qū)動(dòng)器，3.交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)，4. L型支架， 5.聯(lián)軸器，6.制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)，7.制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，8.大功率電阻。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖I所示，固定板I上固定安裝兩個(gè)L型支架4，兩個(gè)L型支架4對(duì)稱(chēng)安置，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3固定安裝在其中一個(gè)L型支架4上，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī) 6固定安裝在另一個(gè)L型支架4上。交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3連接交流伺服驅(qū)動(dòng)器2，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)6連接制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器7，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3軸和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)6軸通過(guò)聯(lián)軸器5固定鎖緊。制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器7連接大功率電阻8，此處大功率電阻是額定功率值很高，一般在2KW以上，大的可以達(dá)到IOKW以上的電阻。大功率電阻8 的發(fā)熱將制動(dòng)功率消耗掉，不需要采用水冷散熱，不需要磁粉，所以不會(huì)因摩擦產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象，其高轉(zhuǎn)速性能穩(wěn)定。如圖I、圖2和圖3所示，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3上安裝有第一光電編碼器，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)6上安裝有第二光電編碼器。交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)第一光電編碼器將位置信號(hào)反饋至交流伺服驅(qū)動(dòng)器2，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二光電編碼器將制動(dòng)信號(hào)反饋給制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器7。交流伺服驅(qū)動(dòng)器2 通過(guò)大規(guī)模可編程門(mén)陣列(CPLD)設(shè)定被測(cè)試交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3的相應(yīng)型號(hào)規(guī)格參數(shù)。交流伺服驅(qū)動(dòng)器2在開(kāi)環(huán)控制的基礎(chǔ)上將速度和位置信號(hào)通過(guò)第一光電編碼器反饋給交流驅(qū)動(dòng)器做閉環(huán)負(fù)反饋到PID調(diào)節(jié)控制，利用PID算法計(jì)算出轉(zhuǎn)速偏差，并送到單片機(jī)分細(xì)處理，再利用PID算法調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)，產(chǎn)生PWM波，經(jīng)過(guò)智能化功率模塊IPM電路放大，從而提供給交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)3足夠大小的功率使其運(yùn)轉(zhuǎn)。再通過(guò)交流伺服驅(qū)動(dòng)器2內(nèi)部調(diào)節(jié)三個(gè)電流閉環(huán)，使交流永磁同步電動(dòng)機(jī)3的輸出對(duì)設(shè)定值追隨的準(zhǔn)確性和時(shí)間響應(yīng)特性都提高很多,使動(dòng)態(tài)的隨動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到的穩(wěn)態(tài)平衡也是動(dòng)態(tài)的平衡。制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器7通過(guò)內(nèi)部大規(guī)?？删幊涕T(mén)陣列(CPLD)設(shè)定制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)6的相應(yīng)型號(hào)規(guī)格參數(shù)。制動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器7通過(guò)第二光電編碼器反饋制動(dòng)信號(hào)到PID調(diào)節(jié)控制，利用PID算法計(jì)算出轉(zhuǎn)矩偏差，并送到單片機(jī)分細(xì)處理，再利用PID 算法調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)，產(chǎn)生PWM波，再經(jīng)過(guò)智能化功率模塊IPM電路放大，從而提供給制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)6足夠大小的轉(zhuǎn)矩來(lái)制動(dòng)。制動(dòng)功率由大功率電阻8以發(fā)熱方式消耗掉。通過(guò)在驅(qū)動(dòng)器控制的位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)中采集相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)。圖3中記錄了測(cè)試電機(jī)相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)如反饋速度、命令速度、平均力矩等一些技術(shù)參數(shù)。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服驅(qū)動(dòng)器、制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)連接交流伺服驅(qū)動(dòng)器，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)連接制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)軸和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)軸通過(guò)一聯(lián)軸器固定鎖緊，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)分別固定安裝在兩個(gè)L型支架上，兩個(gè) L型支架固定安裝在一固定板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器連接一大功率電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)上安裝有第一光電編碼器，所述制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)上安裝有第二光電編碼器，所述交流伺服驅(qū)動(dòng)器、所述制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，所述數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)連接大規(guī)?？删幊涕T(mén)陣列(CPLD)，所述大規(guī)?？删幊涕T(mén)陣列(CPLD)連接MITSUBISHI智能化功率模塊(IPM)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，包括交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服驅(qū)動(dòng)器、制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)連接交流伺服驅(qū)動(dòng)器，制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)連接制動(dòng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)軸和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)軸通過(guò)一聯(lián)軸器固定鎖緊，交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)分別固定安裝在兩個(gè)L型支架上，兩個(gè)L型支架固定安裝在一固定板上。本發(fā)明交流伺服永磁同步電動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有多項(xiàng)保護(hù)功能、可靠性高、成本低廉、操作方便、數(shù)據(jù)更精確，所測(cè)試的數(shù)據(jù)可做定性的技術(shù)參數(shù)。
文檔編號(hào)G01R31/34GK102589892SQ201210060568
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者王漢高 申請(qǐng)人:浙江滬龍電機(jī)有限公司