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電機(jī)與驅(qū)動器的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和測量方法。

內(nèi)容簡介:由于電機(jī)采用控制器供電后,可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動(即軟啟動),并可利用控制器多提供的多種制動方式來進(jìn)行快速制動,為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件。這一類的行業(yè)應(yīng)用以伺服電機(jī)為主,像數(shù)控機(jī)床上的位置控制電機(jī)就是此類型電機(jī)控制系統(tǒng)的代表。
      隨著現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)和電機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展,工廠的生產(chǎn)制造自動化程度越來越高。像工業(yè)機(jī)器人原來只在汽車等高端產(chǎn)品的生產(chǎn)中使用到,但現(xiàn)在也越來越普及了,很多家電生產(chǎn)或機(jī)械加工廠家也開始引入機(jī)器人來替代傳統(tǒng)的人力勞動。像廣東省就以佛山順德為試點(diǎn),在以美的為首的多家大型行業(yè)領(lǐng)頭企業(yè)中開展機(jī)器人產(chǎn)線應(yīng)用項(xiàng)目,目的在于提升本地制造業(yè)智能化水平,促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。在“中國制造2025”的大環(huán)節(jié)背景下,同樣的政府和企業(yè)合作項(xiàng)目在全國正風(fēng)風(fēng)火火地執(zhí)行中。

      而作為智能自動化生產(chǎn)工廠的核心設(shè)備:電機(jī)及其控制器(變頻器),他們之間的關(guān)系卻并沒有我們想象這么簡單。控制器的引入讓電機(jī)的工況變得可調(diào),可根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)現(xiàn)不同的動態(tài)性能輸出(像機(jī)器人就是一個(gè)很好的例子),但電機(jī)和控制器之間也存在一些相互影響的因素,這里將一一為大家介紹:
      1、 電機(jī)控制器引起的電機(jī)效率和溫升問題
      無論是什么種類的電機(jī)控制器或變頻器,在運(yùn)行的過程中均存在不同程度的諧波電壓和電流,使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。諧波會引起電機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗、鐵耗及附加損耗的增加,直接導(dǎo)致電機(jī)的真實(shí)效率降低,并且有可能出現(xiàn)溫升過高問題。因此在做電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)或選型時(shí),其輸出信號的諧波含有率是一項(xiàng)比較重要的指標(biāo)。

      解決方案
      既然要對電機(jī)控制器的輸出信號進(jìn)行諧波分析,就必須用到寬頻帶的諧波分析儀。當(dāng)前行業(yè)的做法一般用多通道的功率分析儀來組件電機(jī)測試系統(tǒng)來進(jìn)行測試。如圖所示,在測試過程中實(shí)時(shí)采集電機(jī)和驅(qū)動器的電參數(shù)和機(jī)械參數(shù),在分析電機(jī)和控制器的實(shí)時(shí)單獨(dú)效率的同時(shí),也可以把諧波測試結(jié)果記錄下來,考量其余效率之間相互影響的關(guān)系。
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      2、 如何考量電機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力
      這個(gè)問題也非常常見。由于電機(jī)采用控制器供電后,可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動(即軟啟動),并可利用控制器多提供的多種制動方式來進(jìn)行快速制動,為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件。這一類的行業(yè)應(yīng)用以伺服電機(jī)為主,像數(shù)控機(jī)床上的位置控制電機(jī)就是此類型電機(jī)控制系統(tǒng)的代表。

      那么既然電機(jī)的工況是經(jīng)常變化的,在其自身的機(jī)械系統(tǒng)和電池系統(tǒng)處于循環(huán)交變力作用下,就有可能對電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。另外對于伺服電機(jī)這類主要運(yùn)行在動態(tài)啟停的復(fù)雜工況的電機(jī)產(chǎn)品,其控制性能(包括電機(jī)和控制器之間的連接控制)都是需要做測試考量的項(xiàng)目。
      解決方案:
      為了滿足當(dāng)前電機(jī)和控制器的需求,就需要一套可針對伺服系統(tǒng)的電機(jī)、驅(qū)動器及整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行完整性能分析與控制特性分析的設(shè)備。

      周立功致遠(yuǎn)電子的MPT混合型電機(jī)測試系統(tǒng)可通過自由加載引擎技術(shù)對被試電機(jī)進(jìn)行連續(xù)動態(tài)變化的負(fù)載加載,實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境中被試電機(jī)的工況模擬,從而可開展對應(yīng)的電機(jī)及控制的動態(tài)響應(yīng)控制、實(shí)際工況仿真及老化等各類測試,讓電機(jī)測試進(jìn)入動態(tài)時(shí)代,滿足當(dāng)前電機(jī)行業(yè)尤其是機(jī)器人行業(yè)對運(yùn)動控制相關(guān)項(xiàng)目的負(fù)載測試需求。

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