伺服系統特性分析與開發測試平臺
- 首部專為伺服系統特性分析而設計的開發測試平臺研制成功,并于2009年4月正式交付兵器部某研究所,用于某高炮火力交流伺服控制系統的產品研發和生產測試。經過5個多月的試用,全部技術性能達到設計要求,并可替代同類進口設備。
伺服系統特性分析簡稱伺服分析,是伺服電機與伺服控制器的集成測試。它在專門設計的開發測試臺上,通過對伺服系統進行各種特定的加載試驗,包括動態試驗、瞬態試驗、周期循環試驗以及堵轉、反拖等極限試驗。在試驗過程中實時記錄伺服系統轉矩、轉速的動態變化,以此來觀察和分析伺服系統,特別是伺服控制器內部參數對系統特性的影響,為伺服系統的設計改進和參數調試提供全面、科學和真實的依據。
新的開發測試平臺采用了目前最先進的交流測功機技術,使用交流異步電機做加載設備,加載電機由交流傳動(變頻器)提供驅動電源,并精確的控制加載電機的轉速或轉矩。加載電機吸收的能量可以在外接的電阻器上消耗掉(能耗吸收型),也可以直接返回到電網(能量回饋型)。由于采用了ABB傳動稱為直接轉矩控制(DTC)的交流傳動和高標公司獨創的轉矩閉環控制策略,轉矩動態特性(即從 0 Nm 到 100% 加載電機額定轉矩的加載時間)小于 5ms,轉矩控制精度達到 0.1 Nm。
為適應多個品種規格伺服電機的安裝和試驗,測試平臺設計為一個三坐標可調節的多功能試驗臺架,臺架上安裝有高精度扭矩傳感器、轉速脈沖編碼器和同步升速傳動機構,測試臺尺寸為長1500X寬600X高900毫米,最高轉速為 18000 rpm。
測試系統具備非常完善和有效的伺服分析功能,主要測控設備有交流測功機、可編程交流測功機控制器和基于 LabVIEW 設計的計算機測試軟件。移動式臺架的測試功率范圍從1.1 kW 到 15 kW,固定式臺架的測試功率范圍可以不受限制。
此外,該測試系統還可以增加電參數分析儀等智能儀表,監測電機的電壓、電流、功率、效率、溫升以及伺服控制器的運行情況,也可用于伺服系統的性能參數測試和產品的品質檢驗