一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法
2023-11-02 11:02:32
專利名稱：一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法
技術領域：
本發明涉及一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法，主要應用於工業自動化領域需要模擬、測試驅動器和電機等參數的場合，尤其適用於需要模擬、測試動態負載的場合。
背景技術：
工業生產、自動化等領域廣泛應用的電機和驅動器，出廠前通常需要進行性能測試，現場應用中需要進行參數調整。現今普遍使用的測試方法為驅動器控制電機運動，同時採用測功機與電機通過聯軸器連接，給電機加一反向力矩，通過觀察測功機系統上顯示數據測試電機及驅動器參數。也可以通過此方法模擬電機及驅動器現場應用情況，但測功機只能輸出恆定力矩，這在應用中幾乎沒有可能，也達不到良好的模擬調試效果。安裝後現場上機調試，由於環境惡劣調試效果不好保證，浪費大量時間。如數控工具機上常採用的一種機械結構——凸輪機構，由於凸輪機構沿圓周方向的不規則性質，使電機運動一周時在各角度位置處電機軸受力不同，不好模擬及調試。
發明內容
本發明的目的在於克服現有應用中的缺陷，提供一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法，能夠模擬任何機械結構的負載情況進行測試，無需上機安裝。為達到上述目的，本發明所採用的技術方案為—種動負荷模擬測試儀包括伺服電機、具有力矩驅動模式的伺服驅動器、負荷設定加載及參數顯示軟體，所述負荷設定加載及參數顯示軟體運行於PC機上，其中具有力矩驅動模式的伺服驅動器與上位PC機採用總線或串口或USB 口方式連接，負荷設定加載及參數顯示軟體可以通過總線發送模擬實際機械結構的位置力矩關係的控制命令給伺服驅動器控制伺服電機運動，且可以實時顯示被測電機的運行狀態信息，顯示被測電機接受的控制命令與電機實際運動偏差，所述伺服電機與被測電機採用聯軸器反向連接。具有力矩驅動模式的伺服驅動器與上位PC機採用總線或串口或USB 口方式連接中所述總線為PowerLink總線或KherCat總線或CAN總線；所述串口接口為RS232或 RS485 或 RS422 接口。一種動負荷模擬測試方法，包括如下步驟A、動負荷模擬測試電機與被測電機採用聯軸器反向連接，PC機通過負荷設定加載及參數顯示軟體採用力矩控制模式控制模擬測試電機驅動器給模擬測試電機加上一個與被測電機反向的力矩。 B、被測驅動器與上位PC機採用總線方式連接PC機通過負荷設定加載及參數顯示
軟體採用位置、速度、力矩模式控制被測驅動器，使被測電機運動。 C、被測電機反饋位置、速度、力矩等信息給負荷設定加載及參數顯示軟體，各信息分別與負荷設定加載參數進行對比，負荷設定加載及參數顯示軟體進行計算後可顯示實際
偏差信息。D、根據負荷設定加載及參數顯示軟體顯示的實際偏差調整被測電機負荷輸出。進一步的步驟D中所述調整被測電機負荷輸出方式為手動調整。進一步的步驟D中所述調整被測電機負荷輸出方式為負荷設定加載及參數顯示軟體經過對實際偏差計算後自適應調整。進一步的，模擬測試儀中伺服電機額定力矩應不小於被測電機額定力矩；進一步的，當模擬測試儀中伺服電機力矩小於被測電機時，為保證提供所需反向力矩，需在伺服電機與聯軸器間加一個減速器。進一步的，當被測對象為伺服電機及驅動器時，負載設定加載及參數顯示軟體接收被測驅動器反饋的被測電機實際運動數據，與設定運動命令數據進行比較，調整控制參數使運動模擬達到理想效果。當被測對象為步進電機及驅動器時，負載設定加載及參數顯示軟體觀測電機電流等信息與命令數據對比使被測電機儘量達到理想狀態。根據以上結構，相比於普通模擬測試等方法，本發明的模擬測試儀及測試方法具有以下優點1.該測試儀結構簡單，操作維護方便；2.方便模擬現場，可以模擬各種不同機械結構如凸輪等的動態負載；3.通過上位PC機負載設定容易，控制精度高，可以顯示力矩、速度、位置等信息， 實時顯示被測電機及驅動器接收的命令與實際運動結果偏差，參數調整修改方便，直接在上位機上通過負載設定加載及參數顯示軟體上修改。
圖1為一種動負荷模擬測試儀的工作原理圖。圖2為凸輪機構運動一周力矩變化曲線圖。圖3為凸輪機構運動一周與電機響應位置對應關係圖。
具體實施例方式下面結合附圖和優選實施例——模擬調試凸輪結構，對本發明提出的一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法做進一步說明。圖1為本發明一種動負荷模擬測試儀的工作原理圖，模擬測試儀1包括伺服電機 4、具有力矩驅動模式的伺服驅動器3、負荷設定加載及參數顯示軟體2。其中伺服驅動器3 與上位PC機採用總線方式連接，負荷設定加載及參數顯示軟體2可以通過總線發送模擬實際機械結構的位置力矩關係的控制命令給伺服驅動器3控制伺服電機4運動，且可以實時顯示被測電機的位置、速度、力矩等實際運動信息，顯示被測電機接收的控制命令與電機實際運動偏差。該模擬測試儀的模擬測試方法為1.模擬調試儀1中的伺服電機4與被測電機採用聯軸器5連接。凸輪機構運動一周力矩如圖2所示，將凸輪運動一周的力矩與電機相應位置對應如圖3所示。PC機通過負荷設定加載及參數顯示軟體2採用力矩控制模式按圖3所示數據控制伺服驅動器3給伺服電機4加上一個與被測電機反向的力矩。負載設定加載及參數顯示軟體2通過接收伺服驅動器3反饋的伺服電機4實際運動數據，調整伺服驅動器3的控制參數，使被測電機的反向力矩達到理想狀態。 2.被測驅動器與上位PC機採用總線方式連接，PC機通過負荷設定加載及參數顯示軟體2採用位置、速度、力矩模式控制被測驅動器，使被測電機運動。負載設定加載及參數顯示軟體2接收被測驅動器反饋的被測電機實際運動數據，顯示其位置、速度、力矩等信息並與設定的命令數據或理想數據對比，調整負載設定加載及參數顯示軟體2上的控制參數，使被測電機及驅動器的運動模擬達到理想效果。 3.記錄負荷設定加載及參數顯示軟體上的被測電機及驅動器控制參數，此參數即為實際操作其模擬的機械結構時所需的參數。為安全起見，應保證電機4的額定轉矩大於被測電機的額定轉矩，當電機4的額定轉矩小於被測電機額定轉矩時，可在電機4上加一減速器，提高反向力矩。以上為本發明的一個優選實施例，也可以採用周期性恆定負載方式為被測電機、 驅動器提供阻力，從而模擬測試電機及驅動器。本優選實施例是模擬伺服電機控制凸輪機構運動，當模擬步進電機等電機時因為沒有反饋，負荷設定加載及參數顯示軟體顯示電機電流等信息與命令數據對比使被測電機儘量達到理想狀態。
權利要求
1.一種動負荷模擬測試儀，其特徵在於，所述動負荷模擬測試儀包括伺服電機、具有力矩驅動模式的伺服驅動器、負荷設定加載及參數顯示軟體，負荷設定加載及參數顯示軟體運行於PC機上，所述負荷設定加載及參數顯示軟體可以實時顯示被測電機的運行狀態信息，所述力矩驅動模式的驅動器與PC機採用總線或串口或USB 口方式連接，所述動負荷模擬測試儀中電機與被測電機通過聯軸器反向連接。
2.如權利要求1所述動負荷模擬測試儀，其特徵在於，所述模擬測試儀中伺服電機力矩應大於被測電機力矩。
3.如權利要求1所述動負荷模擬測試儀，其特徵在於，所述模擬測試儀中伺服電機力矩小於被測電機時，在所述伺服電機與聯軸器間加一個減速器。
4.如權利要求1所述動負荷模擬測試儀，其特徵在於，所述總線為PowerLink總線或 EtherCat總線或CAN總線；所述串口接口為RS232或RS485或RS422接口。
5.一種動負荷模擬測試方法，其特徵在於，所述動負荷測試方法包括如下步驟A、動負荷模擬測試電機與被測電機採用聯軸器連接，PC機通過負荷設定加載及參數顯示軟體採用力矩控制模式控制模擬測試電機驅動器給模擬測試電機加上一個與被測電機反向的力矩。B、被測驅動器與上位PC機採用總線方式連接PC機通過負荷設定加載及參數顯示軟體採用位置、速度、力矩模式控制被測驅動器，使被測電機運動。C、被測電機反饋位置、速度、力矩等信息給負荷設定加載及參數顯示軟體，各信息分別與負荷設定加載參數進行對比，負荷設定加載及參數顯示軟體進行計算後可顯示實際偏差 fn息οD、根據負荷設定加載及參數顯示軟體顯示的實際偏差調整被測電機負荷輸出。
6.如權利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特徵在於，步驟C中被測電機反饋位置、 速度、力矩等信息可通過負荷設定加載及參數顯示軟體顯示。
7.如權利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特徵在於，步驟D中所述調整被測電機負荷輸出方式為手動調整。
8.如權利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特徵在於，步驟D中所述調整被測電機負荷輸出方式為負荷設定加載及參數顯示軟體經過對實際偏差計算後自適應調整。
9.如權利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特徵在於，負載設定加載及參數顯示軟體通過接收模擬測試電機驅動器反饋的模擬測試電機實際運動數據，與設定的控制數據對比，調整力矩、速度、位置等控制參數，使被測電機的反向力矩與負荷設定加載數據相符。
全文摘要
本發明是一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法。所述動負荷模擬測試儀伺服電機、具有力矩驅動模式的伺服驅動器、負荷設定加載及參數顯示軟體，負荷設定加載及參數顯示軟體可以通過總線發送模擬實際機械結構的位置力矩關係的控制命令給伺服驅動器控制伺服電機運動，所述伺服電機與被測電機採用聯軸器反向連接。所述模擬測試方法包括通過負荷設定加載及參數顯示軟體控制模擬測試電機及被測電機運轉，PC機通過負荷設定加載及參數顯示軟體採用力矩控制模式控制模擬測試電機驅動器給模擬測試電機加上一個與被測電機反向的力矩，從而對被測電機進行模擬測試。所述模擬測試儀及模擬測試方法的具有結構簡單，操作維護方便及可以模擬各種不同機械結構如凸輪等的動態負載的優點。
文檔編號G01R31/34GK102435948SQ20111031909
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者曾逸, 符豔君, 郭洋 申請人:深圳眾為興技術股份有限公司