電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和測(cè)量方法

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(dòng)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(dòng)。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(jí)。在“中國(guó)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(guó)正風(fēng)風(fēng)火火地執(zhí)行中。

而作為智能自動(dòng)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(jiǎn)單?？刂破鞯囊胱岆姍C(jī)的工況變得可調(diào)，可根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)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(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。諧波會(huì)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(hào)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(duì)電機(jī)控制器的輸出信號(hào)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(cè)試系統(tǒng)來進(jìn)行測(cè)試。如圖所示，在測(cè)試過程中實(shí)時(shí)采集電機(jī)和驅(qū)動(dòng)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(cè)試結(jié)果記錄下來，考量其余效率之間相互影響的關(guān)系。

2、 如何考量電機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)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(dòng)（即軟啟動(dòng)），并可利用控制器多提供的多種制動(dòng)方式來進(jìn)行快速制動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)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(duì)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(duì)于伺服電機(jī)這類主要運(yùn)行在動(dòng)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(cè)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(duì)伺服系統(tǒng)的電機(jī)、驅(qū)動(dòng)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(cè)試系統(tǒng)可通過自由加載引擎技術(shù)對(duì)被試電機(jī)進(jìn)行連續(xù)動(dòng)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(duì)應(yīng)的電機(jī)及控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)控制、實(shí)際工況仿真及老化等各類測(cè)試，讓電機(jī)測(cè)試進(jìn)入動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)項(xiàng)目的負(fù)載測(cè)試需求。