使用MXO示波器优化电动传动系统

你的任务

传动系统性能表征是多方面的，它确保了无缝集成和最佳功能。需要在传动系统内的关键点进行电压和电流波形分析，以确定不同阶段的功率转换以及效率和功率因数，从而找到改进的领域。必须验证电机控制算法，以确保电机行为准确且响应迅速，与控制输入相符。瞬态分析有助于确定传动系统对负载或功率条件突然变化的响应。识别和减轻谐波系统失真有助于提高电能质量和传动系统的整体可靠性。这种综合方法确保了对传动系统行为的透彻理解，并有助于优化传动系统性能。

海洋仪器的解决方案

在处理如此多样的测量需求时，需要使用不同的设备来确保结果的精确性。功率分析仪、低频矢量分析仪或总线解码器都能帮助实现精确测量。示波器在可视化时间和幅度关系方面也发挥着独特的作用，同时提供许多工具，如FFT、数学函数、谐波分析、数字通信协议解码和频率响应分析。

作为下一代示波器，MXO系列在电动传动系统优化方面表现出色，它提供基本的时间分析、最快的内置波形采集、18位HD分辨率、超快FFT频谱功能和非常深的记录长度。MXO3和MXO5系列是首款用于三相分析的八通道示波器，可同时测量电压和电流。

MXO系列示波器优点

每秒450万波形：最高捕获率可达99%

18位HD模式：最精确和准确的内置模式

每个通道125/500 Mpoints：保持高更长时间的采样率

45000 FFT/s：用于EMI分析的响应频谱

数字触发器：最高内置触发灵敏度为0.0001div

变频驱动控制需要更多通道

将直流电池电源转换为交流电动机驱动电源是动力系统的主要组成部分。为了提高效率，通过脉冲宽度调制（PWM）将定时适当的逆变器门（图腾柱）将直流脉冲转换为不同宽度的脉冲，然后将其滤波为交流形式以驱动电动机电机。三相电动机需要三组逆变器门，其开关逻辑和时序将影响驱动性能。每个逆变器相中都会测量电压和电流。测量扭矩和电机驱动速度的功率探头接口提供了洞察力。MXO3和MXO5系列拥有更多通道，有助于全面了解逆变器驱动控制。

开关问题

为了提高效率和加快传动系统的响应速度，采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）的设计正在转向使用宽带隙技术（例如碳化硅；SiC）的晶体管，这种技术能提供更快的开关速度。更重要的是，这些晶体管具有更低的动态导通电阻，从而提高了导电效率。

更快的上升/下降沿是一个设计挑战，因为它们可能会在系统中引入EMI噪声。当高侧和低侧门极都打开时，寄生信号可能会加剧振铃并导致破坏性的直通事件。需要对晶体管和逆变器电路进行额外的时序分析。

MXO系列数字触发器在检测晶体管门电路中的毛刺方面非常有用。其18位HD分辨率提供了高精度的可触发波形，并具有高触发灵敏度，有助于调试设计。快速的FFT功能有助于检测EMI发射，并改进电路滤波器设计。

总结

电动传动系统的改进需要采用不同的测试方法，从高级三相谐波改进到门驱动器开关分析。与用于高精度规格测量的功率分析仪不同，示波器可以提供时序视图，帮助用户了解不同时序控制的时间变化行为。示波器还非常通用，在时域和频域中具有测试功能，可用于电力效率测量、EMI调试、谐波分析和总线解码。

MXO系列示波器配备了标准的深度记录长度，这使得它们非常适合电动传动系统，因为它们通常具有较慢的响应速度。数字触发、HD精度、测量轨迹、快速频谱分析和八通道能力在评估电动传动系统性能时，为测量提供了无限的可能性。