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深度好文!脈寬調制馬達驅動器的電氣測量解決方案


  來源: 電子發燒友網 時間:2020-01-19 編輯:清風
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為了在馬達驅動器的典型信號帶寬中實現最佳性能,應使用閉環傳感器。在驅動器輸入中可以使用電流互感器和電流鉗,但在驅動器輸出中效果則不好。這是因為電流互感器在低頻(低驅動速度)性能不佳,而且將限制測量與開關有關高頻頻率的能力。


當選擇傳感器時,重要的是考慮正在測量的信號和測量設備。選擇與需要測量的最大信號(包括峰值)相對應的最大輸入范圍傳感器。這將充分發揮傳感器范圍的效用。


您還希望對測量設備而言,在不引起過沖的前提下,傳感器輸出信號盡可能大。輸入信號越大,信噪比越高,測量結果越好。 使用電流傳感器對于閉環霍爾效應電流傳感器,應當謹慎進行連接。將為傳感器提供電源。電源通常包括正電源和負電源,而且必須提供足夠電流,通常為10mA ~ 50mA。


傳感器應當盡可能靠近測量儀器,以降低次級引線的電壓和磁場耦合。 傳感器輸出是單一電流輸出,信號和電源公用回路。該輸出應當直接與測量設備電流輸入的高端連接。測量設備電流輸入的低端應當連接至與傳感器電源相同的回路。而且,所有引線應當盡可能短。輸出應當靠近電源連接。從理想角度看, 3 條線應當絞合在一起。 在脈寬調制驅動器環境中,在需要情況下,接地和屏蔽是一個好習慣。


在低連接中使用可疊堆4mm 將使低連接很容易接地。 屏蔽電纜將改進性能。屏蔽將接地,并與傳感器電源公共端相連,而且,在相應的地方,它將與傳感器接地相連。


屏蔽將保護電源連接與信號。 如果初級載體中電流占額定電流百分率較低,或者同測量儀器可用的電流量程相比,傳感器輸出較低,那么通過讓電流多次通過傳感器核心,可以改進電路性能。


例如, 如果您只有1000A 輸入、1A 輸出(1000:1)傳感器,但您希望測量10A 電流,且輸出電流只有10mA。為了更好地使用測量系統,使初級導體通過傳感器10 次,將使輸出電流增加至100mA。從初級載體角度看,初級電流從10A 增加至100A。 對于不同類型的電流傳感器,為正確地讀取電流,需要對測量儀器進行比例縮放。以1000:1 電流傳感器為例,實際測量的電流是真實電流的1/1000。因此,電流輸入需要擴大1000 倍。 電流傳感器與PM4000 一起使用PA4000 的設計目的是與外部傳感器一起使用。


其設計特性包括:


1. 可選擇+/-15V 電源,與許多常用的閉環電流傳感器一起使用。


2. 每通道電流單獨縮放。


3. 后面板接地連接,簡化電流測量低連接的屏蔽與接地。


4. 內建1 Arms 分流器,非常適合電流傳感器輸出。


如果您正在使用泰克電流鉗或變壓器,那么這些設備輸出是4mm 安全香蕉插座。電纜可以直接插入PA4000 的電流分流器。由于電流傳感器或電流鉗的典型輸出低1A,內建1A 分流器是個不錯的選擇。


為了獲得精確的測量,只需要為儀器配置兩個參數:


1. 分流器選擇。這是在每組基礎上設置的。


2. 電流輸入比例因子。這是在每通道基礎上設置的。比例因子是:初級電流/次級電流


如果您正在使用閉環電流傳感器,那么需要向傳感器提供電源。PA4000 內置的可選擇±15V 電源非常適合這個功能。PA4000 的+15V 和-15V 電源必須與電流傳感器連接,參見圖13。



圖13. 使用閉環電流傳感器與PA4000 功率分析儀連接 傳感器輸出必須連接至通道1 的AHi 或A1A 連接器。


由于閉環傳感器輸出往往低于1A,因此A1A 連接器通常是更好的選擇。電流通道的Alo 連接器必須與傳感器電源連接器的公共端相連。 為了獲得最佳性能,3 個連接器應當絞合在一起并進行屏蔽,屏蔽連接至傳感器電源公共端。傳感器電源公共端應當與PA4000 后面板的接地端相連。


10. 動態負載條件下的驅動器性能


脈寬調制驅動器的功耗和輸出特性隨著馬達負載變化。雖然您的測試協議可能調用具體線路或負載條件下的測試 ,但您可能還需要檢查變化條件下的功率特性。對負載變化期間的功率特性進行分析可能產生大量數據,不過,有了適當的軟件和相配的分析儀,您可以隨著負載或 其他條件變化,利用計算機來搜集和分析測量數據。

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