[實(shí)用新型]一種伺服電機(jī)負(fù)載控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202320025764.0
• 申請(qǐng)日: 2023-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN219245723U
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王敦江;范宇;白洪超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島艾諾智能儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34;H02P29/00;G05B19/042
• 代理公司: 山東祺智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37361
• 代理人: 孟繁修

本實(shí)用新型屬于電機(jī)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種伺服電機(jī)負(fù)載控制系統(tǒng)，包括伺服電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器和轉(zhuǎn)矩傳感器分別與伺服電機(jī)電性連接，主控板分別與伺服驅(qū)動(dòng)器和轉(zhuǎn)矩傳感器電性連接；所述的主控板包括：轉(zhuǎn)矩信號(hào)處理電路、轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路、模式切換電路、MCU、DA轉(zhuǎn)換器、PI控制器和驅(qū)動(dòng)輸出電路，MCU與DA轉(zhuǎn)換器電性連接，轉(zhuǎn)矩信號(hào)處理電路和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路分別與模式切換電路電性連接，DA轉(zhuǎn)換器和模式切換電路分別與PI控制器電性連接，PI控制器與驅(qū)動(dòng)輸出電路電性連接，驅(qū)動(dòng)輸出電路與伺服驅(qū)動(dòng)器電性連接。本實(shí)用新型具有低成本、高可靠性、便于設(shè)計(jì)為集成化測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電機(jī)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種伺服電機(jī)負(fù)載控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

一般中小型交流異步電機(jī)的出廠檢測(cè)，只需考察空載功率項(xiàng)目。BLDC(無(wú)刷直流電機(jī)，BrushlessDirectCurrentMotor)類電機(jī)與交流異步電機(jī)不同，此類電機(jī)往往需要通過控制器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在空載狀態(tài)下，BLDC電機(jī)定子繞組勵(lì)磁電流很小，其控制器上的功率器件、轉(zhuǎn)子的永磁體、以及霍爾元件上的一些故障問題的特征并不明顯，難以檢測(cè)到。因此BLDC電機(jī)或永磁同步電機(jī)在出廠檢測(cè)時(shí)，往往需要其工作在要求的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速條件下，使其繞組勵(lì)磁電流達(dá)到一定程度，并根據(jù)其帶負(fù)載條件下測(cè)試的功率值來(lái)判定是否合格。

電機(jī)負(fù)載測(cè)試設(shè)備，相對(duì)空載測(cè)試設(shè)備要復(fù)雜很多。一是要提供可調(diào)節(jié)、穩(wěn)定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，使得不同型號(hào)的電機(jī)，在測(cè)試時(shí)能工作在其要求的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速下。二是要提供合適的工裝，負(fù)載測(cè)試時(shí)，被測(cè)電機(jī)要通過轉(zhuǎn)子軸輸出轉(zhuǎn)矩，因此電機(jī)本體需要通過工裝可靠固定。轉(zhuǎn)子軸與負(fù)載工裝連軸對(duì)接時(shí)，不光要避免同軸度不好導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差，還要滿足快速夾裝的要求，以保證測(cè)試節(jié)拍。三是要處理好負(fù)載工裝與電機(jī)的絕緣，防止在電氣安全測(cè)試時(shí)出現(xiàn)漏電、損壞負(fù)載模塊和控制電路的情況。

目前常用的負(fù)載測(cè)試方案有以下兩種：

1、使用測(cè)功機(jī)系統(tǒng)。測(cè)功機(jī)能夠提供穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，其精度較好，測(cè)試、控制、校準(zhǔn)方法較為成熟。

使用測(cè)功機(jī)系統(tǒng)用于電機(jī)負(fù)載測(cè)試，能滿足提供穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)矩要求。但是測(cè)功機(jī)系統(tǒng)成本相對(duì)較高，測(cè)功機(jī)自帶的工裝難以滿足生產(chǎn)線快速裝夾被測(cè)電機(jī)的節(jié)拍要求。而且測(cè)功機(jī)的功能相對(duì)單一，對(duì)于BLDC類電機(jī)其他測(cè)試項(xiàng)如繞組參數(shù)、電氣安全、反電勢(shì)等測(cè)試的兼容性不好，無(wú)法集成在一套設(shè)備上。因此使用測(cè)功機(jī)作為負(fù)載測(cè)試模塊時(shí)，會(huì)降低測(cè)試節(jié)拍，增加測(cè)試工位，這極大的增加了設(shè)備、場(chǎng)地和操作人員的成本。

2、使用伺服電機(jī)，將其設(shè)定為轉(zhuǎn)矩工作模式，設(shè)定轉(zhuǎn)矩參數(shù)后可使其工作在開環(huán)轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，用于負(fù)載測(cè)試系統(tǒng)。

使用伺服電機(jī)設(shè)置為轉(zhuǎn)矩模式提供開環(huán)負(fù)載的測(cè)試系統(tǒng)，成本、可集成性、工裝設(shè)計(jì)難度均符合要求。但是伺服電機(jī)工作在開環(huán)負(fù)載情況下，會(huì)存在負(fù)載轉(zhuǎn)矩精度不高的問題。而且伺服電機(jī)工作在不同轉(zhuǎn)速時(shí)，或經(jīng)過長(zhǎng)期使用后，其軸上輸出的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)發(fā)生變化，會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生不利影響。

因此，開發(fā)一套能提供精確、穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)的負(fù)載控制系統(tǒng)，對(duì)于BLDC類電機(jī)或永磁同步電機(jī)的檢測(cè)十分重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有兩種電機(jī)負(fù)載測(cè)試系統(tǒng)存在的問題，設(shè)計(jì)了一套伺服電機(jī)負(fù)載控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種伺服電機(jī)負(fù)載控制系統(tǒng)，包括伺服電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器和轉(zhuǎn)矩傳感器分別與伺服電機(jī)電性連接，主控板分別與伺服驅(qū)動(dòng)器和轉(zhuǎn)矩傳感器電性連接；所述的主控板包括：轉(zhuǎn)矩信號(hào)處理電路、轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路、模式切換電路、MCU、DA轉(zhuǎn)換器、PI控制器和驅(qū)動(dòng)輸出電路，MCU與DA轉(zhuǎn)換器電性連接，轉(zhuǎn)矩信號(hào)處理電路和轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路分別與模式切換電路電性連接，DA轉(zhuǎn)換器和模式切換電路分別與PI控制器電性連接，PI控制器與驅(qū)動(dòng)輸出電路電性連接，驅(qū)動(dòng)輸出電路與伺服驅(qū)動(dòng)器電性連接。

優(yōu)選的，伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器和被測(cè)電機(jī)固定安裝在工裝支架上。