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深度好文!脉宽调制马达驱动器的电气测量解决方案


  来源: 电子发烧友网 时间:2020-01-19 编辑:清风
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为了在马达驱动器的典型信号带宽中实现最佳性能,应使用闭环传感器。在驱动器输入中可以使用电流互感器和电流钳,但在驱动器输出中效果则不好。这是因为电流互感器在低频(低驱动速度)性能不佳,而且将限制测量与开关有关高频频率的能力。


当选择传感器时,重要的是考虑正在测量的信号和测量设备。选择与需要测量的最大信号(包括峰值)相对应的最大输入范围传感器。这将充分发挥传感器范围的效用。


您还希望对测量设备而言,在不引起过冲的前提下,传感器输出信号尽可能大。输入信号越大,信噪比越高,测量结果越好。 使用电流传感器对于闭环霍尔效应电流传感器,应当谨慎进行连接。将为传感器提供电源。电源通常包括正电源和负电源,而且必须提供足够电流,通常为10mA ~ 50mA。


传感器应当尽可能靠近测量仪器,以降低次级引线的电压和磁场耦合。 传感器输出是单一电流输出,信号和电源公用回路。该输出应当直接与测量设备电流输入的高端连接。测量设备电流输入的低端应当连接至与传感器电源相同的回路。而且,所有引线应当尽可能短。输出应当靠近电源连接。从理想角度看, 3 条线应当绞合在一起。 在脉宽调制驱动器环境中,在需要情况下,接地和屏蔽是一个好习惯。


在低连接中使用可叠堆4mm 将使低连接很容易接地。 屏蔽电缆将改进性能。屏蔽将接地,并与传感器电源公共端相连,而且,在相应的地方,它将与传感器接地相连。


屏蔽将保护电源连接与信号。 如果初级载体中电流占额定电流百分率较低,或者同测量仪器可用的电流量程相比,传感器输出较低,那么通过让电流多次通过传感器核心,可以改进电路性能。


例如, 如果您只有1000A 输入、1A 输出(1000:1)传感器,但您希望测量10A 电流,且输出电流只有10mA。为了更好地使用测量系统,使初级导体通过传感器10 次,将使输出电流增加至100mA。从初级载体角度看,初级电流从10A 增加至100A。 对于不同类型的电流传感器,为正确地读取电流,需要对测量仪器进行比例缩放。以1000:1 电流传感器为例,实际测量的电流是真实电流的1/1000。因此,电流输入需要扩大1000 倍。 电流传感器与PM4000 一起使用PA4000 的设计目的是与外部传感器一起使用。


其设计特性包括:


1. 可选择+/-15V 电源,与许多常用的闭环电流传感器一起使用。


2. 每通道电流单独缩放。


3. 后面板接地连接,简化电流测量低连接的屏蔽与接地。


4. 内建1 Arms 分流器,非常适合电流传感器输出。


如果您正在使用泰克电流钳或变压器,那么这些设备输出是4mm 安全香蕉插座。电缆可以直接插入PA4000 的电流分流器。由于电流传感器或电流钳的典型输出低1A,内建1A 分流器是个不错的选择。


为了获得精确的测量,只需要为仪器配置两个参数:


1. 分流器选择。这是在每组基础上设置的。


2. 电流输入比例因子。这是在每通道基础上设置的。比例因子是:初级电流/次级电流


如果您正在使用闭环电流传感器,那么需要向传感器提供电源。PA4000 内置的可选择±15V 电源非常适合这个功能。PA4000 的+15V 和-15V 电源必须与电流传感器连接,参见图13。



图13. 使用闭环电流传感器与PA4000 功率分析仪连接 传感器输出必须连接至通道1 的AHi 或A1A 连接器。


由于闭环传感器输出往往低于1A,因此A1A 连接器通常是更好的选择。电流通道的Alo 连接器必须与传感器电源连接器的公共端相连。 为了获得最佳性能,3 个连接器应当绞合在一起并进行屏蔽,屏蔽连接至传感器电源公共端。传感器电源公共端应当与PA4000 后面板的接地端相连。


10. 动态负载条件下的驱动器性能


脉宽调制驱动器的功耗和输出特性随着马达负载变化。虽然您的测试协议可能调用具体线路或负载条件下的测试 ,但您可能还需要检查变化条件下的功率特性。对负载变化期间的功率特性进行分析可能产生大量数据,不过,有了适当的软件和相配的分析仪,您可以随着负载或 其他条件变化,利用计算机来搜集和分析测量数据。

关键词:马达驱动器 电气测量 解决方案    浏览量:50676

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