無刷電機角度標定以及Cogging測試系統(tǒng)
無刷電機角度標定以及Cogging測試系統(tǒng)
系統(tǒng)框架
本系統(tǒng)主要由機械平臺、相關傳感器、數(shù)據(jù)采集卡計算機以及數(shù)據(jù)采集軟件組成。
機械平臺主要由測試臺、伺服電機及驅動器、電源、轉速傳感器、扭矩傳感器以及被測電機組成。機械平臺的設計要保證伺服電機、被測電機、轉速傳感器、扭矩傳感器的同軸度要在合理的公差范圍內(nèi)，否則會影響測量精度。同時還要保證整個機械平臺有一定的剛度和重量，防止設備一旦運行起來發(fā)生振動和變形。
設備運行穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)采集卡將同時采集電流傳感器信號、反電動勢電壓、霍爾傳感器信號、角度編碼器信號以及扭矩傳感器信號。
由于所有的信號都同時進入數(shù)據(jù)采集卡，利用數(shù)據(jù)采集卡的同步采集功能將這些信號無延時的采集到計算機中。它能保證通道信號之間的延時在微秒級內(nèi)，這樣就保證了信號之間的時序關系。本系統(tǒng)主要用來校準角度，信號之間時序關系尤為重要，它是角度標定的依據(jù)。這個系統(tǒng)的成敗主要在于數(shù)據(jù)采集的同步性。
硬件性能和參數(shù)
伺服電機
交流伺服電機型號 40CB
絕緣電阻 —— 500VDC 100MΩ Min
絕緣強度 —— 1700VAC 1Min
使用環(huán)境溫度 —— -20℃ ～ +60℃
使用環(huán)境濕度 —— <%85RH 無凝露,無結霜
貯存環(huán)境溫度 —— -20℃ ～ +65℃
貯存環(huán)境濕度 —— <%85RH 無凝露,
無結霜絕緣等級 —— F 級
額定輸出功率 W 100
額定轉矩 N·m 0.32
瞬間最大轉矩 N·m 0.81
額定轉速 rpm 3000
最高轉速 rpm 3600
電機轉子慣量 kg·cm2 0.0351
轉矩系數(shù) N·m/A 0.32
額定相電流 A 1.0
瞬間最大相電流 A 2.9
電樞繞組相電阻 Ω 20.9
電樞繞組相電感 mH 18.426
電氣時間常數(shù) ms 0.88
重量 Kg 0.5
編碼器 P/R 2500
負載慣量 負載慣量≤電機轉子慣量×
角度傳感器
型 號：260編碼器
—外形小巧，厚度僅1.19英寸
—可提供4極、 6極、 8極、12極整流信號
—空心軸孔徑選擇：5 mm 到0.625 英寸（15.88 mm）
—高達120oC操作溫度（有其他溫度需求，請與廠家聯(lián)系）
—簡便新型的簧片式安裝
—300KHz頻率響應
—密封等級可達IP64
—夾緊式通孔安裝
—輸出形式：集電極開路輸出、推拉輸出和差動線驅動輸出
扭矩傳感器
型號：T20WN
· 額定扭矩 0.1 N?m, 0.2 N?m, 0.5 N?m, 1 N?m, 2 N?m, 5 N?m, 10 N?m, 20 N?m, 50 N?m, 100 N?m 和 200 N?m
· 額定轉速10,000 rpm (帶有角度測量系統(tǒng)為 3,000 rpm)
· 無接觸測量信號傳輸
· 可進行轉動和非轉動測量
· 軸端摩擦力連接
· 內(nèi)置角度和速度測量系統(tǒng)
· 扭矩信號輸出: +/- 10 V
· 附件: 聯(lián)軸器, VK20A 接線盒
數(shù)據(jù)采集卡
型號：PXIe-6251
· 16路模擬輸入通道, 1.25 MS/s (單通道), 1 MS/s (多通道); 16位分辨率, ±10 V
· 關聯(lián) (Correlated) DIO (8條時鐘線, 10 MHz); 模擬和數(shù)字觸發(fā)
· 可溯源至NIST的校準證書, 以及70多個信號調(diào)理選項
· 采用NI-MCal校準技術，提高測量精度
· 使用高精度M系列，提高測量精度、分辨率和敏感度
I-DAQmx驅動軟件和NI LabVIEW SignalExpress交互式數(shù)據(jù)記錄軟件
電流傳感器
電流傳感器型號LT108-S7
· 霍爾閉環(huán)電流傳感器
· 原邊測量額定值是100A
· 輸出50mA
· 供電電壓±12--15V
· 精度分別是：0.5%
· 頻率范圍0-100KHZ
· 溫度范圍-10--+70℃
· 響應時間≤1μS
· 底板固定安裝
軟件界面
軟件功能
1. 密碼登錄 設置不同的權限，更安全的測量
2. 采集參數(shù)設置 設置和采集相關的參數(shù)以及傳感器參數(shù)
3. 系統(tǒng)參數(shù) 和系統(tǒng)相關的參數(shù)設置等
4. 測試報告 生成和測量相關的數(shù)據(jù)報告
5. 生成二維碼 將相關的測量結果生成二維碼
6. 圖形顯示 更直觀的顯示測試結果