電機與驅動器的設計注意事項和測量方法

　　隨著現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)和電機控制技術的飛速發(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)或機械加工廠家也開始引入機器人來替代傳統(tǒng)的人力勞動。像廣東省就以佛山順德為試點，在以美的為首的多家大型行業(yè)領頭企業(yè)中開展機器人產(chǎn)線應用項目，目的在于提升本地制造業(yè)智能化水平，促進制造業(yè)轉型升級。在“中國制造2025”的大環(huán)節(jié)背景下，同樣的政府和企業(yè)合作項目在全國正風風火火地執(zhí)行中。

　　而作為智能自動化生產(chǎn)工廠的核心設備：電機及其控制器(變頻器)，他們之間的關系卻并沒有我們想象這么簡單?？刂破鞯囊胱?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/電機">電機的工況變得可調(diào)，可根據(jù)實際現(xiàn)場應用實現(xiàn)不同的動態(tài)性能輸出(像機器人就是一個很好的例子)，但電機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、 電機控制器引起的電機效率和溫升問題

　　無論是什么種類的電機控制器或變頻器，在運行的過程中均存在不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行。諧波會引起電機定子銅耗、轉子銅耗、鐵耗及附加損耗的增加，直接導致電機的真實效率降低，并且有可能出現(xiàn)溫升過高問題。因此在做電機控制器的設計或選型時，其輸出信號的諧波含有率是一項比較重要的指標。

　　解決方案

　　既然要對電機控制器的輸出信號進行諧波分析，就必須用到寬頻帶的諧波分析儀。當前行業(yè)的做法一般用多通道的功率分析儀來組件電機測試系統(tǒng)來進行測試。如圖所示，在測試過程中實時采集電機和驅動器的電參數(shù)和機械參數(shù)，在分析電機和控制器的實時單獨效率的同時，也可以把諧波測試結果記錄下來，考量其余效率之間相互影響的關系。

　　2、 如何考量電機對頻繁啟動、制動的適應能力

　　這個問題也非常常見。由于電機采用控制器供電后，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行快速制動，為實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件。這一類的行業(yè)應用以伺服電機為主，像數(shù)控機床上的位置控制電機就是此類型電機控制系統(tǒng)的代表。

　　那么既然電機的工況是經(jīng)常變化的，在其自身的機械系統(tǒng)和電池系統(tǒng)處于循環(huán)交變力作用下，就有可能對電機的機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題。另外對于伺服電機這類主要運行在動態(tài)啟停的復雜工況的電機產(chǎn)品，其控制性能(包括電機和控制器之間的連接控制)都是需要做測試考量的項目。

　　解決方案：

　　為了滿足當前電機和控制器的需求，就需要一套可針對伺服系統(tǒng)的電機、驅動器及整個控制系統(tǒng)進行完整性能分析與控制特性分析的設備。

　　周立功致遠電子的MPT混合型電機測試系統(tǒng)可通過自由加載引擎技術對被試電機進行連續(xù)動態(tài)變化的負載加載，實現(xiàn)真實環(huán)境中被試電機的工況模擬，從而可開展對應的電機及控制的動態(tài)響應控制、實際工況仿真及老化等各類測試，讓電機測試進入動態(tài)時代，滿足當前電機行業(yè)尤其是機器人行業(yè)對運動控制相關項目的負載測試需求。