隨著(zhù)中國智能制造 2025 戰略的提出以及電機工業(yè)的迅速發(fā)展，行業(yè)內對于交流伺服電機的性能指標提出了更多以及更高的要求，在電機廠(chǎng)商層面，除了對電機的磁路仿真設計、工藝路線(xiàn)進(jìn)行研究以外，往往缺失的是對新產(chǎn)品樣機大批量的關(guān)鍵性能與理論仿真的驗證 ; 在配套主機廠(chǎng)層面，隨著(zhù)電機選型品種繁多、應用層面廣、性能參數多、知識層面寬泛，且對應不同應用場(chǎng)合對性能的偏重點(diǎn)也不同，這些問(wèn)題都對電機性能測試技術(shù)有了更高的要求。對此，需要形成全面的評價(jià)標準和準確的測試手段，因而，開(kāi)發(fā)一套交流伺服電機性能測試平臺顯得尤為重要。
一、測試平臺總體架構
基于高精度高響應自主研發(fā)高響應高精度伺服電機作為負載，采用高性能自主驅動(dòng)控制單元的轉矩、速度閉環(huán)控制策略，以及成熟穩定的電網(wǎng)回饋方案，既能實(shí)現零轉速下的持續扭矩輸出，又在節能環(huán)保方面獨樹(shù)一幟。具有其它測功機無(wú)法比擬的轉矩動(dòng)態(tài)響應以及優(yōu)異的轉矩轉速控制特性，提升了電機性能測試的高效節能及高可靠性。采用浮動(dòng)式轉速轉矩傳感器，大幅增大轉速轉矩采樣準確性。該測試平臺實(shí)現了傳統靜態(tài)測功機無(wú)法進(jìn)行的測控方案，如能量回饋、瞬態(tài)加載、反向拖動(dòng)、轉速控制等。測試臺結構采用水平、垂直防震一體式臺架，被測電機 L 型板與測試臺面采用導軌安裝及導軌定位技術(shù)，保障了被測電機與傳感器間的同軸度。測試系統由上位機軟件給驅動(dòng)單元發(fā)出轉矩指令或速度指令空載負載電機加載，并由高精度傳感器上傳實(shí)時(shí)轉矩轉速信號、功率分析儀檢實(shí)時(shí)輸入輸出電流、電壓、功率、效率并通過(guò)PCI 數據采集卡上傳至控制軟件，軟件通過(guò)負載電機編碼器及采集卡數據信息進(jìn)行閉環(huán)控制，并由控制軟件繪制所需實(shí)驗曲線(xiàn)，進(jìn)行實(shí)驗數據處負載電機通過(guò)回饋模塊實(shí)現能源高品質(zhì)回收再利用。
三、硬件設計
1.負載電機選擇額定功率為18.5Kw、額定轉速1500rpm，最高轉速 10000rpm，額定電流為43A的異步電機 。
2.選擇高精度200Nm數字轉矩轉速傳感器，轉速精度 ±0.5，轉矩精度 ±0.1，作為測量與控制系統的首要環(huán)節，傳感器必須具有快速、準確、可靠的性能。
3.聯(lián)軸器選用高精度彈性聯(lián)軸器，保障同軸度穩定性的同時(shí)，也能保障扭矩轉速的準確傳遞。
4. 能量回饋單元選用大容量能量回饋單元，全自動(dòng)負載系統選用自主研發(fā)驅動(dòng)單元實(shí)現高精度、高響應的扭矩及轉速輸出。5. PID執行單元選用自主研發(fā)PLC控制系統，提供更穩定快速的執行各種測試條件。6. 采用軍工級（6 通道）高精度多功能電力分析儀來(lái)進(jìn)行電氣參數測試，可同時(shí)測試驅動(dòng)器前端和后端，保障實(shí)驗數據的準確性。
測試平臺的軟件開(kāi)發(fā)與功能設計是十分重要的工作。根據測試需求，系統上位機控制軟件系統可以實(shí)現下列功能 :
1.數據采集 : 能與下位機系統建立通訊，實(shí)現扭矩、轉速、功率、電流等數據互傳。2.命令發(fā)送 : 能將各種測試命令下發(fā)至下位機，實(shí)現與負載系統、PID 控制系統、功率分析儀主動(dòng)控制權。3. 實(shí)時(shí)數據繪制 : 將采集到的數據進(jìn)行分析并繪制出曲線(xiàn)。4. 參數設置 : 對負載控制系統剛性進(jìn)行 PID調節。5. 狀態(tài)顯示:顯示當前測試扭矩、功率、轉速、電流、電機實(shí)時(shí)溫度等。6. 測試項目 : 能夠為測試者提供多種不同的測試項目及自動(dòng)測試方案。
