浅谈电机与驱动器的同步测量

　　摘要：当下支持调速和运动控制的电机应用得越来越多，对其进行性能测试时的问题也渐渐暴露出来了——如何实现电机与驱动器的同步测量呢？

　　众所周知，电机是一种能将电能转化成机械能的设备，它广泛应用在工业、农业、军工、轨道交通、家用电器、医疗等领域，可以说是无处不在。尤其随着行业中变频调速技术的发展，支持实时控制的电机可以说是越来越多，因为它们具备一些不可替代的特点：可根据负载需要进行实时的输出转速、转矩调节，以实现运动控制或者节能的目的。这类电机都有一个共同点——需要驱动器控制，最典型的可数是伺服电机和变频电机了。

 

　　像传统的风机、水泵行业，原本是用三相异步电机的，现在都该用变频器+变频电机的组合了，就是为了实现对电机的调速控制，达到节能减排的目的。例如在排水负荷高时，提高水泵电机的输出功率，实现满载输出；在晚上等排水负荷小的时候，通过变频器降低水泵电机的转速，减少水泵的输出功率，从而达到节能的目的。

　　变频电机、无刷电机虽然通过可对电机的控制实现了更好的节能性，但也引入了一个新的设备——电机驱动器（变频器）。由于电机驱动器也是存在效率损耗的，所以我们在评估电机性能时也不能只关注电机，要把驱动器和电机视作一个综合系统来评估了。

　　电机与驱动器同步测试的重要性

　　传统电机测试中，电机的效率并不是衡定不变的，而是随着转速（负载）的不同而变化。就效率测试这一点来说，电机驱动器也是一样的。

　　因此，为了保证电机的效率和电机驱动器效率测试的准确性，必须保证两者是在同一个负载下时对效率进行测量的，也就是说，要保证在同一个时间点下进行采集。这里一般会用到多通道的功率分析仪进行测量，如下图，就是一种非常常用的对变频电机及变频器进行同步测试的方法。

　　在此系统中，变频器（电机驱动器）的三相输入、三相输出、电机的转速扭矩输出都接到同一台设备（功率分析仪）上进行采集，并通过设备内部的效率运算工具实现对电机、电机驱动器及整个系统的效率同步测量。在确保功率分析仪的同步性足够好的情况下，如例子中用到的PA功率分析仪同步误差低至10ns，基本上效率的测试结果是准确无误的。

　　实际应用

　　像在ZLG致远电子的电机测试领域产品——MPT电机测试系统中，就是运用上述的同步测量方案。通过此法，可以实时获取电机和驱动器的同步输出性能参数和效率值，非常有利于使用者对数据进行有效的分析利用。