在《JB/T10184-2014标准》的规范下,交流伺服驱动器的频带宽度测试方法得到了明确的指导。具体操作是向驱动器发出幅值为额定转速指令1%的正弦波转速指令,频率从1Hz开始逐步增加,并记录电动机转速曲线。通过观察转速波形与指令波形的相位关系,当相位滞后达到90°时,该频率即为90°相移的频带宽度;当幅值降至1/√2时,对应的频率即为-3dB频带宽度,以先满足的条件为准。
为了便于理解这一测试方法,本文将《通用技术条件》简称《条件》。在伺服驱动器的控制信号端子中,设有1至2个模拟电压信号指令输入端子,用于外部输入转速或转矩指令,通常被称为“伺服驱动器的AD端口”。转速指令通常采用±10V的幅值正弦波信号,如图1所示。
图1展示了伺服驱动器的模拟量控制信号输入。若伺服驱动器不对输入指令设定阈值(电压死区),则在理想情况下,+10V对应电机正转的额定速度,-10V对应电机反转的额定速度。指令电压幅度的变化将直接导致电机转速的线性变化,如图2所示。
《条件》中提到:“驱动器输入正弦波转速指令,其幅值为额定转速指令值的0.01倍。”以转速指令幅值为±10V,电机额定转速为6000RPM为例,当输入幅值为0.1V的正弦波电压信号时,伺服电机的转速为60RPM。
《条件》还指出:“频率由1Hz逐渐升高,记录电动机对应的转速曲线。”随着正弦波频率的提升,如图3所示,伺服电机将经历正向加速、正向减速、反向加速、反向减速四个阶段,形成一个运动周期。在特定频率下,伺服电机的*高转速为60RPM。随着频率的增加,转速波形对指令波形的相位滞后逐渐增大,幅值逐渐减小。
《条件》进一步规定:“测取相位滞后增大至90°时的频率作为90°相移的频带宽度;幅值减小至1/√2倍的频率作为-3dB频带宽度,以先达到的条件为准。”以幅值频率曲线为例,如图4所示,此时频率f即为伺服驱动器的频带宽度。
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