伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法

性能測試方法
1、力矩響應測試

測試方法：把被測目標電機和電機軸固定裝置（徑向可旋轉(zhuǎn)，也可以固定，類似于機床常用的分度頭）穩(wěn)固的固定在實驗臺上，并且保證電機軸和固定裝置中心同心，把電機軸用固定裝置固定，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相電流的建立時間即可反映力矩響應時間。

觀測方法：用示波器觀測，觀察時間軸設置為1ms，電流上升時間即為力矩響應時間。

伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法

實驗步驟：

（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，驗證驅(qū)動器帶電機在力矩環(huán)下能正常運行，確保電機軸轉(zhuǎn)了一圈以上。

（2）伺服OFF，分度頭固定電機軸，電流鉗夾在驅(qū)動器輸出的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)電機軸位置，同時觀測示波器上顯示U相電流的變化，當U相電流最大的時候，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電流波形和力矩波形，示波器不能有濾波，保存實驗波形，并做好記錄。再重復做本實驗5次，共保存3次相同條件下的電流響應波形。

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

本例中力矩環(huán)響應時間小于4毫秒。

2、速度響應測試

速度帶寬測試方法：調(diào)整伺服驅(qū)動器參數(shù)使電機空載響應性能最佳，將最大轉(zhuǎn)速限制在3000RPM，電流設定為電機額定電流。用函數(shù)信號發(fā)生器發(fā)一個頻率按照正弦規(guī)律變化的脈沖信號，逐漸加大輸入信號正弦變化的頻率，當電機堵轉(zhuǎn)時正弦變化的頻率定義為伺服驅(qū)動器速度響應頻率，速度帶寬測試平臺結(jié)構(gòu)。

伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法

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

伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法

3、定位精度與重復定位精度測試

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

重復定位精度測試方法：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)動器。脈沖數(shù)為30000。控制伺服電機正轉(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軸上，每次運行停止時，記錄測試墻面光點的位置，記錄其誤差。

伺服驅(qū)動器的工作模式與伺服驅(qū)動器的測試方法

測試實驗分如下兩步做：

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個脈沖，此時伺服驅(qū)動器的電子齒輪比為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每轉(zhuǎn)1圈需要，10000個脈沖，電機會每隔3秒轉(zhuǎn)半圈），電機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)關系可以算出偏差角度，再以360°對應300脈沖，計算結(jié)果是定位精度小于1個脈沖。即伺服電機定位精度為1個脈沖，滿足設計要求。

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個脈沖，此時伺服驅(qū)動器的電子齒輪比為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。計算結(jié)果是定位精度小于1個脈沖。即伺服電機重復定位精度為1個脈沖，滿足設計要求。