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無刷直流電機分析

返回列表 來源:未知 發布日期: 2021-04-12 15:01
前言
以下示例展示了使用 Teledyne LeCroy MDA810 電機驅動分析儀驗證電池供電的三相電機 驅動器和無刷直流電機,在這個示例中,驗證包括電氣和機械軸功率輸出的靜態和動態分 析。
靜態和動態分析
被測設備是從當地零售商處購買的電池供電鉆機。圖 1 顯示了采集的直流總線和驅動器輸 出的波形,還顯示了模擬轉矩/速度信號,數字霍爾傳感器速度信號和每周期波形以及轉矩 VS.速度的 X-Y 曲線。

圖 1 DC 總線、驅動輸出和轉矩速度信號 
    在此示例中屏幕捕獲的顯示網格區域分為四個象限,其中包含直流總線,驅動器輸出,機 械和轉矩 VS 速度的標簽。 前三個象限包含 2 秒(200 ms / div)(每個象限左側)的完整 采集和突出顯示區域的縮放軌跡(每個象限右側)。請注意,如在直流總線象限(Z6)中 可以看到的那樣,MDA800 可以顯示垂直放大軌跡以及水平放大軌跡,可以更詳細地了解 電壓幅度的變化。
機械波形是來自 Magtrol 測功機(機械象限的上半部分)的模擬轉矩和速度信號和來自電 動機驅動電路的霍爾傳感器信號。利用這些采集的信號,我們計算出下面平均值數值表中 顯示的的平均速度和扭矩值(見插圖)。

插圖: 平均值數值表 
點擊這些平均值,可以打開右下角看到的扭矩 VS 速度的每周期波形圖,在這個例子中, XY 圖增強了了每周期圖,使用 MDA800 的 Zoom + Gate 模式進一步增強了分析能力,可 以只使用縮放軌跡中的數據來創建每周期圖形和 XY 圖。

和其他分析方法的對比
     可以采用其他方式對無刷直流電動機及其相關的驅動電路進行分析,也就是使用傳統的功 率分析儀,如 Yokogawa,Zimmer 和其他供應商提供的功率分析儀; 或者使用四通道 8 位 示波器。 功率分析儀執行靜態分析,但不能進行動態分析,也沒有提供 MDA800 的 Zoom + Gate 功能,以便在采集的波形中隔離一段感興趣的進行分析。但是可以以 0.25% 的精度來表征電動機和驅動器的輸入/輸出效率,盡管在本應用中一般不需要這樣的精度。 此外,MDA800 可以從無刷霍爾傳感器信號中計算速度,這是功率分析儀無法做到的。
    同時,示波器只能采集和顯示電壓信號,并且在本應用中具有有限的計算能力。 另一方 面,MDA800 提供了強大的分析能力,可以描繪測量結果 VS 時間的曲線。以這種方式, 儀器可以輕松發現數據的動態變化。
最后,MDA810 還可以作為全功能的 8 通道,12 位高帶寬示波器,將驅動系統控制事件 或其他信號與電機或驅動器功率行為相關聯。
總結
     憑借其豐富多樣的分析功能,MDA800 為無刷直流電機及其驅動電路的性能提供了更加深 入的洞察。對于諸如扭矩和速度之類參數,繪制動態變化的能力,是排除這種系統故障的 寶貴工具。當與 MDA800 的長存儲相結合時,該設備能夠使用戶遠遠超越靜態平均測量, 進入全面動態分析領域。
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