伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法
性能測試方法
1、力矩響應測試
測試方法:把被測目標電機和電機軸固定裝置(徑向可旋轉,也可以固定,類似于機床常用的分度頭)穩(wěn)固的固定在實驗臺上,并且保證電機軸和固定裝置中心同心,把電機軸用固定裝置固定,如圖3-1所示。伺服使能,旋轉固定裝置,使U相電流最大,U相電流可以反映力矩大小。在階躍的力矩指令輸入條件下,U相電流的建立時間即可反映力矩響應時間。
觀測方法:用示波器觀測,觀察時間軸設置為1ms,電流上升時間即為力矩響應時間。
伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法
實驗步驟:
(1)力矩指令為30%額定模擬量轉矩,固定裝置不固定,伺服ON,驗證驅(qū)動器帶電機在力矩環(huán)下能正常運行,確保電機軸轉了一圈以上。
(2)伺服OFF,分度頭固定電機軸,電流鉗夾在驅(qū)動器輸出的U相上,用示波器觀測U相電流的大小,伺服ON,旋轉固定裝置調(diào)節(jié)電機軸位置,同時觀測示波器上顯示U相電流的變化,當U相電流最大的時候,停止旋轉分度頭,伺服OFF,鎖住固定裝置。
(3)模擬量力矩指令調(diào)節(jié)到50%額定轉矩,示波器設置為上升沿觸發(fā),伺服ON大概1秒鐘后伺服OFF,示波器上俘獲到響應電流波形和力矩波形,示波器不能有濾波,保存實驗波形,并做好記錄。再重復做本實驗5次,共保存3次相同條件下的電流響應波形。
(4)模擬量力矩指令調(diào)節(jié)到100%額定轉矩,重復步驟3。
本例中力矩環(huán)響應時間小于4毫秒。
2、速度響應測試
速度帶寬測試方法:調(diào)整伺服驅(qū)動器參數(shù)使電機空載響應性能最佳,將最大轉速限制在3000RPM,電流設定為電機額定電流。用函數(shù)信號發(fā)生器發(fā)一個頻率按照正弦規(guī)律變化的脈沖信號,逐漸加大輸入信號正弦變化的頻率,當電機堵轉時正弦變化的頻率定義為伺服驅(qū)動器速度響應頻率,速度帶寬測試平臺結構。
伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法
加速性能測試方法:采用階躍響應的測試方法,本例中就是直接給一個2500轉的轉速,用示波器觀察電機里電流波形。如圖3-3所示,本例中整個加速到穩(wěn)定的時間小于30ms。
伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法
3、定位精度與重復定位精度測試
伺服驅(qū)動器控制交流永磁同步伺服電機最終定位點和目標值的靜態(tài)誤差稱為定位精度。重復定位精度是在相同轉速和加減速條件下電機旋轉一定角度,連續(xù)得到結果的偏差程度。
重復定位精度測試方法:自制脈沖發(fā)生器分別以三種不同的頻率發(fā)送脈沖給伺服驅(qū)動器。脈沖數(shù)為30000。控制伺服電機正轉10轉,然后反轉10轉,觀察定位位置與起始位置之間的誤差以及每次定位位置的差異,并記錄三組數(shù)據(jù)。然后控制伺服電機正轉10轉,然后反轉20轉,再記錄三組數(shù)據(jù)。
位置偏差檢測:將激光筆固定于電機軸上,每次運行停止時,記錄測試墻面光點的位置,記錄其誤差。
伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法
測試實驗分如下兩步做:
1) 測試脈沖的發(fā)送頻率定為500hz,發(fā)生周期為3s,即每隔3s發(fā)送1500個脈沖,此時伺服驅(qū)動器的電子齒輪比為100/3;則正轉10轉,然后反轉10轉停止(經(jīng)過電子齒輪變速后電機每轉1圈需要,10000個脈沖,電機會每隔3秒轉半圈),電機軸與墻面直接的距離是3m,激光筆投射到墻面上的最大偏差為2mm,經(jīng)過多次測試其結果一致。利用三角函數(shù)關系可以算出偏差角度,再以360°對應300脈沖,計算結果是定位精度小于1個脈沖。即伺服電機定位精度為1個脈沖,滿足設計要求。
2) 測試脈沖的發(fā)送頻率定為500hz,發(fā)生周期為3s,即每隔3s發(fā)送1500個脈沖,此時伺服驅(qū)動器的電子齒輪比為100/3;則正轉10轉,然后反轉20轉停止,電機軸與墻面直接的距離是3m,激光筆投射到墻面上的最大偏差也為2mm,經(jīng)過多次測試其結果一致。計算結果是定位精度小于1個脈沖。即伺服電機重復定位精度為1個脈沖,滿足設計要求。