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深度解讀驅(qū)動器測試系統(tǒng)設(shè)計

電子工程師 ? 來源:維庫電子 ? 作者:維庫電子 ? 2021-04-23 15:05 ? 次閱讀
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動器測試系統(tǒng)可對驅(qū)動器在離線和在線兩種狀態(tài)下進行測試,測試系統(tǒng)可以幫助調(diào)試人員快速確定、了解調(diào)試或使用過程中驅(qū)動器狀態(tài),并提出解決方案,操作簡單快捷,人機交互性好,系統(tǒng)遵循通用化、標準化和模塊化設(shè)計原則,具有良好的交互性、可移植性和可擴展性。

1.引言

交流調(diào)速系統(tǒng)通常選用IGBT脈寬調(diào)制驅(qū)動器,用以控制執(zhí)行電機作四象限運行,從而滿足控制系統(tǒng)高精度和高實時性要求。驅(qū)動器是控制系統(tǒng)中交流調(diào)速單元的核心部分,其質(zhì)量和性能直接影響整個控制系統(tǒng)的精度和性能。但是,在使用過程中,驅(qū)動器一旦出現(xiàn)故障,將影響整個控制系統(tǒng)的正常工作,因此,有必要設(shè)計研發(fā)出一種驅(qū)動器綜合性能測試系統(tǒng),來快速排除故障,確??刂葡到y(tǒng)性能品質(zhì)。

2.驅(qū)動器工作原理及測試系統(tǒng)技術(shù)特點

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圖1:驅(qū)動器調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

驅(qū)動調(diào)速一般可以分為整流、直流保持、逆變和控制四部分,電流調(diào)節(jié)器對電流實際值與給定值進行比較整定,速度調(diào)節(jié)器通過測速電機和轉(zhuǎn)子位置檢測得到速度實際值,對速度值進行整定。

驅(qū)動器屬于大功率精密裝置,它可能和外界形成相互干擾,影響正常工作。在同一供電電源上的其它設(shè)備產(chǎn)生的噪聲信號通過輻射和電源傳導等方式也可能進入驅(qū)動器,同時驅(qū)動器產(chǎn)生的高次諧波和電波噪聲也容易對電網(wǎng)和周邊設(shè)備產(chǎn)生影響。消除干擾,使設(shè)備正常工作是本系統(tǒng)一大特點,也是難點。設(shè)計中采用標準接地方式,并在驅(qū)動器前后端接入濾波裝置,電路中串入浪涌電流限制電路,有效避免相互干擾,使各測試信號量準確可靠。

測試系統(tǒng)采用在線式或離線式兩種測試方法,軟件實現(xiàn)智能處理模塊功能,專家系統(tǒng)為測試問題提供解決方案。

3.驅(qū)動器測試系統(tǒng)硬件電路實現(xiàn)

該測試系統(tǒng)主要包括以計算機為核心的測控臺和安裝待測驅(qū)動器及模擬負載、專用測量儀器等設(shè)備的測試平臺。電路設(shè)計采用診脈式抗干擾、冗余設(shè)計,確保硬件設(shè)計準確可靠。具體連接圖如下:

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圖2:驅(qū)動器測試系統(tǒng)連接圖

3.1啟動電路

啟動電路為被測驅(qū)動器提供工作電壓,電路中串入三個限流電阻,防止了浪涌電流。同時接觸器、熱繼電器和濾波器使提供的電壓質(zhì)量得到穩(wěn)定可靠的保證。上電過程中,只需控制計算機發(fā)出上電指令,接觸器動作,完成上電過程,實現(xiàn)安全可靠的“軟啟動”,啟動電路示意圖圖下。

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圖3:啟動電路示意圖

3.2使能及檢測電路

為保證被測驅(qū)動器在可控狀態(tài),對通過軟件界面,對被測驅(qū)動器脈沖使能和驅(qū)動使能進行控制。同時,對使能狀態(tài)在顯示界面上顯示出來,使操作更直觀。

驅(qū)動器上電和使能通過串口來通訊,并通過串口實時檢測驅(qū)動器工作狀態(tài)。串口通訊選用通訊卡PCL745,通過差分輸入,具有較強抗干擾能力,并且不需添加232或485轉(zhuǎn)換模塊,直接能與ADAM模塊完成通訊。具體連接示意圖如下。

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圖4:使能及檢測模塊連接圖

4.測試系統(tǒng)軟件特點

測試系統(tǒng)軟件按照軟件工程化要求編制,力爭做到功能強大、穩(wěn)妥可靠。同時軟件進行擴展,具備專家系統(tǒng)功能。

4.1人機交互界面

界面是測試系統(tǒng)的表現(xiàn)形式,是用戶進行分析判斷的窗口。用戶可以設(shè)置自檢項和測試項,同時還可以進行打印和故障診斷。在人機交互界面中對所要測試的項目進行設(shè)置,計算機向被測驅(qū)動器發(fā)出速度指令,通過專用接口和其它測試設(shè)備所得數(shù)據(jù),測試軟件進行在線分析比較,給出合格與否的結(jié)論,同時調(diào)用專家診斷知識庫的知識進行故障診斷,并且給出故障的解決方案。人機交互界面模塊組成如下圖5。

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圖5:人機交互界面模塊圖

4.2測試系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫

測試系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫采用標準訪問方式ODBC(Open Database Connectivity,開放數(shù)據(jù)庫連接),建立一組動態(tài)鏈接庫DLL,即驅(qū)動器基本信息庫和專機診斷知識庫。驅(qū)動器基本信息庫主要內(nèi)容是驅(qū)動器技術(shù)參數(shù),專家診斷知識庫主要是對驅(qū)動器典型故障的分析,如果用戶需要擴充專家診斷知識庫內(nèi)容,可以通過人機界面進行添加。

4.2重要項目測試

4.2.1外部電流極限降低測試

在被測驅(qū)動器的XX端加上-10V電壓,速度控制器的過流監(jiān)控功能失去作用,根據(jù)電流降低特性曲線,可知最大輸出電流被限制在40%Imax。速度給定值設(shè)置為-5V,驅(qū)動使能打開3分鐘后再關(guān)上,測量檢測孔的波形,Iist幅值應(yīng)為4+0.4V,“過流”指示燈不亮。電流降低特性曲線如圖6。

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圖6:電流降低特性曲線

4.2.2I2t監(jiān)控測試

I2t功能通過對電流實際值的近似平方,其結(jié)果再進行積分,如果電流實際值是額定值的1.1倍,積分器向負積分,否則向正積分。

具體測試選用測試功率板代替驅(qū)動器的功率模塊,關(guān)閉相應(yīng)開關(guān),在XX端加上-1V電壓,由XX特性曲線可知最大輸出電流為100%’Imax。在此測試界面下,速度給定設(shè)置為-5V,驅(qū)動使能開,測W孔Iist波形,把記錄數(shù)據(jù)輸入對應(yīng)單元,后臺軟件通過計算可以給出合格與否的結(jié)論(Iist幅值下降最終趨向應(yīng)為1.1IN,幅值最大保持時間T應(yīng)為 )。

5.結(jié)束語

驅(qū)動器測試系統(tǒng)可對驅(qū)動器在離線和在線兩種狀態(tài)下進行測試,測試系統(tǒng)可以幫助調(diào)試人員快速確定、了解調(diào)試或使用過程中驅(qū)動器狀態(tài),并提出解決方案,操作簡單快捷,人機交互性好,系統(tǒng)遵循通用化、標準化和模塊化設(shè)計原則,具有良好的交互性、可移植性和可擴展性。本測試系統(tǒng)的設(shè)計完成,對驅(qū)動器的維修保養(yǎng)提供了極大便利,同時可便攜式驅(qū)動器測試系統(tǒng)也在研究設(shè)計中,不久將完成。

編輯:jq

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