當下數控機床、機器人等自動化設備廣泛地使用伺服電機作為運動控制的關鍵零部件,本文提出了一種滿足伺服電機動態特性、控制器控制性能測試的測試解決方案。
隨著伺服電機技術的飛速發展,數控機床、工業機器人、自動化生產設備已經開始廣泛使用伺服電機作為運動控制的關鍵零部件,自然而然對伺服電機的性能要求也越來越高,尤其是其動態特性,此時傳統測功機已然無法實現相關測試,于是行業內亟需能夠提供高性能伺服電機動態特性、控制器控制性能測試的完整解決方案。

當前針對電機的性能測量、評估的設備主要還是測功機。最初測功機只是針對電機的輸入電壓、電流、輸出轉速、扭矩進行測量,計算出電機的輸入輸出功率和效率。但隨著電機行業的飛速發展,電機測試項目越來越多,測功機的功能也隨之豐富起來,即便如此,電機的動態測試依然是行業內的技術難題。
首先動態測試包含階躍響應測試,分析轉速/轉矩控制響應時間,在電機負載在出現階躍變化,改變電機的輸出轉速/轉矩時,電機驅動器把電機調節回正常工作狀態下所用的時間長度,通常進口高性能伺服電機轉速階躍響應時間要能夠達到us級別,轉矩階躍響應調整時間也要能夠達到ms級別,以安川伺服電機SGM7A-10AFA6C這一型號來說,其轉速階躍響應時間可達790ms,轉矩階躍響應調整時間達28ms(以上數據根據致遠電子MPT1000-F電機瞬態控制與測試系統測試結果提供)。

其次轉速波動測試,考察在轉速控制模式下,轉矩突然發生變化時電機轉速的波動;以及超速實驗,檢查電機的安裝質量、實驗轉子各部分承受離型力的機械強度和軸承在超速時的機械強度。

動態測試難點一:PID調節緩慢
傳統測功機在測試與加載過程中普遍采用調節PID來改變負載大小,同時使用工控機做反饋控制判斷和顯示,由于通信總線時延的原因導致PID調節速度緩慢,加載模式只能實現逐個點進行加載,如下圖所示:
