驱动器测试系统设计

1.引言

　　交流调速系统通常选用IGBT脉宽调制驱动器，用以控制执行电机作四象限运行，从而满足控制系统的高精度和高实时性要求。驱动器是控制系统中交流调速单元的核心部分，其质量和性能直接影响整个控制系统的精度和性能。但是，在使用过程中，驱动器一旦出现故障，将影响整个控制系统的正常工作，因此，有必要设计研发出一种驱动器综合性能测试系统，来快速排除故障，确保控制系统性能品质。

2.驱动器工作原理及测试系统技术特点

图1：驱动器调速系统原理框图

　　驱动调速一般可以分为整流、直流保持、逆变和控制四部分，电流调节器对电流实际值与给定值进行比较整定，速度调节器通过测速电机和转子位置检测得到速度实际值，对速度值进行整定。

　　驱动器属于大功率精密装置，它可能和外界形成相互干扰，影响正常工作。在同一供电电源上的其它设备产生的噪声信号通过辐射和电源传导等方式也可能进入驱动器，同时驱动器产生的高次谐波和电波噪声也容易对电网和周边设备产生影响。消除干扰，使设备正常工作是本系统一大特点，也是难点。设计中采用标准接地方式，并在驱动器前后端接入滤波装置，电路中串入浪涌电流限制电路，有效避免相互干扰，使各测试信号量准确可靠。

　　测试系统采用在线式或离线式两种测试方法，软件实现智能处理模块功能，专家系统为测试问题提供解决方案。

3.驱动器测试系统硬件电路实现

　　该测试系统主要包括以计算机为核心的测控台和安装待测驱动器及模拟负载、专用测量仪器等设备的测试平台。电路设计采用诊脉式抗干扰、冗余设计，确保硬件设计准确可靠。具体连接图如下：

图2：驱动器测试系统连接图

　　3.1启动电路

　　启动电路为被测驱动器提供工作电压，电路中串入三个限流电阻，防止了浪涌电流。同时接触器、热继电器和滤波器使提供的电压质量得到稳定可靠的保证。上电过程中，只需控制计算机发出上电指令，接触器动作，完成上电过程，实现安全可靠的“软启动”，启动电路示意图图下。

图3：启动电路示意图

　　3.2使能及检测电路

　　为保证被测驱动器在可控状态，对通过软件界面，对被测驱动器脉冲使能和驱动使能进行控制。同时，对使能状态在显示界面上显示出来，使操作更直观。

驱动器上电和使能通过串口来通讯，并通过串口实时检测驱动器工作状态。串口通讯选用通讯卡PCL745，通过差分输入，具有较强抗干扰能力，并且不需添加232或485转换模块，直接能与ADAM模块完成通讯。具体连接示意图如下。

图4：使能及检测模块连接图