伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式與伺服驅(qū)動(dòng)器的測試方法

性能測試方法
1、力矩響應(yīng)測試

測試方法：把被測目標(biāo)電機(jī)和電機(jī)軸固定裝置（徑向可旋轉(zhuǎn)，也可以固定，類似于機(jī)床常用的分度頭）穩(wěn)固的固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，并且保證電機(jī)軸和固定裝置中心同心，把電機(jī)軸用固定裝置固定，如圖3-1所示。伺服使能，旋轉(zhuǎn)固定裝置，使U相電流最大，U相電流可以反映力矩大小。在階躍的力矩指令輸入條件下，U相電流的建立時(shí)間即可反映力矩響應(yīng)時(shí)間。

觀測方法：用示波器觀測，觀察時(shí)間軸設(shè)置為1ms，電流上升時(shí)間即為力矩響應(yīng)時(shí)間。

伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式與伺服驅(qū)動(dòng)器的測試方法

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）力矩指令為30％額定模擬量轉(zhuǎn)矩，固定裝置不固定，伺服ON，驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)器帶電機(jī)在力矩環(huán)下能正常運(yùn)行，確保電機(jī)軸轉(zhuǎn)了一圈以上。

（2）伺服OFF，分度頭固定電機(jī)軸，電流鉗夾在驅(qū)動(dòng)器輸出的U相上，用示波器觀測U相電流的大小，伺服ON，旋轉(zhuǎn)固定裝置調(diào)節(jié)電機(jī)軸位置，同時(shí)觀測示波器上顯示U相電流的變化，當(dāng)U相電流最大的時(shí)候，停止旋轉(zhuǎn)分度頭，伺服OFF，鎖住固定裝置。

（3）模擬量力矩指令調(diào)節(jié)到50％額定轉(zhuǎn)矩，示波器設(shè)置為上升沿觸發(fā)，伺服ON大概1秒鐘后伺服OFF，示波器上俘獲到響應(yīng)電流波形和力矩波形，示波器不能有濾波，保存實(shí)驗(yàn)波形，并做好記錄。再重復(fù)做本實(shí)驗(yàn)5次，共保存3次相同條件下的電流響應(yīng)波形。

（4）模擬量力矩指令調(diào)節(jié)到100％額定轉(zhuǎn)矩，重復(fù)步驟3。

本例中力矩環(huán)響應(yīng)時(shí)間小于4毫秒。

2、速度響應(yīng)測試

速度帶寬測試方法：調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)使電機(jī)空載響應(yīng)性能最佳，將最大轉(zhuǎn)速限制在3000RPM，電流設(shè)定為電機(jī)額定電流。用函數(shù)信號發(fā)生器發(fā)一個(gè)頻率按照正弦規(guī)律變化的脈沖信號，逐漸加大輸入信號正弦變化的頻率，當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)正弦變化的頻率定義為伺服驅(qū)動(dòng)器速度響應(yīng)頻率，速度帶寬測試平臺(tái)結(jié)構(gòu)。

伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式與伺服驅(qū)動(dòng)器的測試方法

加速性能測試方法：采用階躍響應(yīng)的測試方法，本例中就是直接給一個(gè)2500轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，用示波器觀察電機(jī)里電流波形。如圖3-3所示，本例中整個(gè)加速到穩(wěn)定的時(shí)間小于30ms。

伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式與伺服驅(qū)動(dòng)器的測試方法

3、定位精度與重復(fù)定位精度測試

伺服驅(qū)動(dòng)器控制交流永磁同步伺服電機(jī)最終定位點(diǎn)和目標(biāo)值的靜態(tài)誤差稱為定位精度。重復(fù)定位精度是在相同轉(zhuǎn)速和加減速條件下電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度，連續(xù)得到結(jié)果的偏差程度。

重復(fù)定位精度測試方法：自制脈沖發(fā)生器分別以三種不同的頻率發(fā)送脈沖給伺服驅(qū)動(dòng)器。脈沖數(shù)為30000。控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，然后反轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，觀察定位位置與起始位置之間的誤差以及每次定位位置的差異，并記錄三組數(shù)據(jù)。然后控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，然后反轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)，再記錄三組數(shù)據(jù)。

位置偏差檢測：將激光筆固定于電機(jī)軸上，每次運(yùn)行停止時(shí)，記錄測試墻面光點(diǎn)的位置，記錄其誤差。

伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式與伺服驅(qū)動(dòng)器的測試方法

測試實(shí)驗(yàn)分如下兩步做：

1） 測試脈沖的發(fā)送頻率定為500hz，發(fā)生周期為3s，即每隔3s發(fā)送1500個(gè)脈沖，此時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器的電子齒輪比為100/3；則正轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，然后反轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)停止（經(jīng)過電子齒輪變速后電機(jī)每轉(zhuǎn)1圈需要，10000個(gè)脈沖，電機(jī)會(huì)每隔3秒轉(zhuǎn)半圈），電機(jī)軸與墻面直接的距離是3m，激光筆投射到墻面上的最大偏差為2mm，經(jīng)過多次測試其結(jié)果一致。利用三角函數(shù)關(guān)系可以算出偏差角度，再以360°對應(yīng)300脈沖，計(jì)算結(jié)果是定位精度小于1個(gè)脈沖。即伺服電機(jī)定位精度為1個(gè)脈沖，滿足設(shè)計(jì)要求。

2） 測試脈沖的發(fā)送頻率定為500hz，發(fā)生周期為3s，即每隔3s發(fā)送1500個(gè)脈沖，此時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器的電子齒輪比為100/3；則正轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，然后反轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)停止，電機(jī)軸與墻面直接的距離是3m，激光筆投射到墻面上的最大偏差也為2mm，經(jīng)過多次測試其結(jié)果一致。計(jì)算結(jié)果是定位精度小于1個(gè)脈沖。即伺服電機(jī)重復(fù)定位精度為1個(gè)脈沖，滿足設(shè)計(jì)要求。