本實(shí)用新型涉及一種用于電機(jī)帶載測試的電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，特別是低壓小功率的永磁電機(jī)控制參數(shù)調(diào)試的對(duì)拖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

技術(shù)背景

電機(jī)對(duì)拖平臺(tái)是一種用于測試電機(jī)性能的測試平臺(tái)。電機(jī)性能的測試主要是指在帶負(fù)載情況下以及在負(fù)載突變的情況下，被測電機(jī)的各項(xiàng)性能。而電機(jī)對(duì)拖測試平臺(tái)就是提供給被測電機(jī)各種負(fù)載的測試平臺(tái)。目前，傳統(tǒng)的電機(jī)對(duì)拖平臺(tái)的負(fù)載主要有以下幾種形式：一是采用直流發(fā)電機(jī)和功率電阻來模擬負(fù)載，通過電阻將直流發(fā)電機(jī)發(fā)出來的電能消耗掉；二是采用交流永磁同步電機(jī)對(duì)拖，用三相整流橋?qū)⒔涣饔来磐诫姍C(jī)發(fā)出來的電能整流成直流電，再使用電容儲(chǔ)能濾波或者直接供給功率電阻來消耗電能；三是使用測功機(jī)作為負(fù)載，這個(gè)也是目前的主流方式。采用方式一和方式二的對(duì)拖平臺(tái)采用功率電阻將能量消耗掉，而在不同轉(zhuǎn)速下電機(jī)發(fā)出來的電壓隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，消耗的電阻上的功率則是與轉(zhuǎn)速成二次方的關(guān)系。測試在特定轉(zhuǎn)速下的負(fù)載功率，需要精確計(jì)算電阻的阻值和測試在不同轉(zhuǎn)速下負(fù)載電機(jī)輸出的電壓值，且難以模擬負(fù)載波動(dòng)的情況。采用方式一難以找到與被測電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率等級(jí)、慣量等相近的直流電機(jī)。采用方式二采用電容濾波時(shí)，在模擬負(fù)載突變，切換電阻時(shí)，由于電容的儲(chǔ)能作用，將導(dǎo)致響應(yīng)有延時(shí)。如果不加電容濾波，在低速時(shí)，整流出來的電壓波動(dòng)較大，導(dǎo)致負(fù)載的波動(dòng)較大。采用方式三能夠比較好的解決上述問題，但目前的主流的測功機(jī)在對(duì)小功率、高轉(zhuǎn)速、低扭矩的永磁電機(jī)測試方面幾乎沒有相應(yīng)的產(chǎn)品，且測功機(jī)的轉(zhuǎn)速也有限制，轉(zhuǎn)矩相差較大，導(dǎo)致測量誤差較大，并且測功機(jī)相對(duì)成本較高。導(dǎo)致目前低壓小功率高轉(zhuǎn)速電機(jī)測試幾乎是空白，而低壓小功率電機(jī)很容易由于功率輸入過大導(dǎo)致電機(jī)燒毀，亟待一種專用的對(duì)拖測試平臺(tái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于低壓小功率、低扭矩對(duì)拖實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)。

一種用于低壓小功率、低扭矩對(duì)拖實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)，包括開關(guān)電源、第一直流功率表、第二直流功率表、第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)、負(fù)載電機(jī)、被測電機(jī)、聯(lián)軸器和電機(jī)測試架；

所述的被測電機(jī)與負(fù)載電機(jī)通過聯(lián)軸器連接并固定到測試架上；第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接被測電機(jī)；第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接負(fù)載電機(jī)；第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過第一直流功率表與開關(guān)電源連接好，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過第二直流功率表與開關(guān)電源連接好；第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過通訊線與上位機(jī)連接；開關(guān)電源的輸入端接交流電源和負(fù)載電機(jī)的輸出電源。

所述的負(fù)載電機(jī)和被測電機(jī)型號(hào)相同。

本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)被測電機(jī)與負(fù)載電機(jī)共用開關(guān)電源，電能形成了環(huán)流，節(jié)約的電能、省去了電能耗散的功率電阻部分，降低了成本。

(2)負(fù)載電機(jī)可以選用和被測電機(jī)相同的型號(hào)，在電機(jī)的測量特性上比較容易匹配，如：轉(zhuǎn)速、扭矩等。

(3)可以模擬實(shí)際被測電機(jī)工作時(shí)候的負(fù)載變化情況，調(diào)整出被測電機(jī)的參數(shù)實(shí)用性強(qiáng)。

(4)具有被測電機(jī)參數(shù)可視化功能，可以實(shí)時(shí)觀測并調(diào)整電機(jī)控制參數(shù)，方便電機(jī)控制參數(shù)的整定。

(5)被測電機(jī)與負(fù)載電機(jī)在同一個(gè)上位機(jī)上顯示，可以很好的比較負(fù)載變化時(shí)，被測電機(jī)性能的變化。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種用于低壓小功率、低扭矩對(duì)拖實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)，包括開關(guān)電源、第一直流功率表、第二直流功率表、第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)、負(fù)載電機(jī)、被測電機(jī)、聯(lián)軸器和電機(jī)測試架；

所述的被測電機(jī)與負(fù)載電機(jī)通過聯(lián)軸器連接并固定到測試架上；第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接被測電機(jī)；第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接負(fù)載電機(jī)；第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過第一直流功率表與開關(guān)電源連接好，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過第二直流功率表與開關(guān)電源連接好；第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過通訊線與上位機(jī)連接；開關(guān)電源的輸入端接交流電源和負(fù)載電機(jī)的輸出電源。

該系統(tǒng)的測試方法，具體包括以下步驟：

步驟(1)：將被測電機(jī)與負(fù)載電機(jī)通過聯(lián)軸器連接并固定到測試架上；將兩臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器分別與被測電機(jī)和負(fù)載電機(jī)連接好(如果負(fù)載電機(jī)自身不帶有編碼器要將編碼器線與驅(qū)動(dòng)器連接好)，并將兩臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器通過功率表與開關(guān)電源連接好；將兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與上位機(jī)間的通訊線連接好。

步驟(2)：將負(fù)載電機(jī)調(diào)制成電流控制模式，根據(jù)負(fù)載電機(jī)的電阻電感參數(shù)，調(diào)整電流環(huán)的PI參數(shù)，并將其設(shè)置為id＝0的控制模式，iq值可由上位機(jī)來設(shè)置，編碼器的位置、轉(zhuǎn)速信息實(shí)時(shí)發(fā)送到上位機(jī)；由永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型得知，調(diào)整iq就是調(diào)整電機(jī)的輸出力矩，得到負(fù)載電機(jī)的輸出力矩。

步驟(3)：將被測電機(jī)調(diào)試成需要測試的模式(如速度、位置等)，通過仿真器實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)或者通過上位機(jī)調(diào)整參數(shù)。并將需要實(shí)時(shí)跟蹤的參數(shù)通過通訊線傳送到上位機(jī)上打印出來，實(shí)時(shí)跟蹤電機(jī)控制性能的變化。

步驟(4)：將上位機(jī)的通訊接口與被測電機(jī)、負(fù)載電機(jī)通訊接口調(diào)試好，將負(fù)載電機(jī)需要模擬出的負(fù)載變化，在調(diào)試時(shí)發(fā)送下去，并將負(fù)載電機(jī)的速度、位置信息顯示調(diào)試好。調(diào)試好被測電機(jī)需要的指令(如速度、位置等)和需要觀測的變量顯示。

步驟(5)：將開關(guān)電源上電，初始負(fù)載電機(jī)Q軸電流值iq設(shè)為0。通過上位機(jī)或者仿真器發(fā)送被測電機(jī)的參數(shù)(如速度、位置等)使被測電機(jī)運(yùn)行在需要測量的狀態(tài)。通過上位機(jī)發(fā)送電流指令給負(fù)載電機(jī)，模擬被測電機(jī)需要的負(fù)載變化；通過上位機(jī)或仿真器調(diào)整被測電機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行參數(shù)整定；從而完成測試。