普科科技PKC7030高頻交直流電流探頭在工業(yè)自動(dòng)化伺服驅(qū)動(dòng)器測(cè)試中的應(yīng)用案例

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，伺服驅(qū)動(dòng)器作為控制電機(jī)運(yùn)行的核心部件，其性能的穩(wěn)定性和可靠性直接影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行效率。而對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)的電流進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，是評(píng)估其性能的重要手段。普科科技的 PKC7030 高頻交直流電流探頭憑借出色的性能，在伺服驅(qū)動(dòng)器測(cè)試中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

測(cè)試場(chǎng)景與需求

某工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備制造商正在對(duì)一款新型伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行出廠前的性能測(cè)試。該伺服驅(qū)動(dòng)器用于控制高精度數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給電機(jī)，其工作時(shí)電流變化復(fù)雜，包含直流分量和高頻交流分量，頻率范圍在 DC 到 40MHz 之間。測(cè)試過(guò)程中需要滿足以下需求：

1. 能夠精準(zhǔn)測(cè)量驅(qū)動(dòng)器輸出的連續(xù)電流，最大值可達(dá) 30A。

2. 可以捕捉到電流的快速變化，上升時(shí)間需在 7ns 以內(nèi)，以準(zhǔn)確反映電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)電流。

3. 測(cè)量精度要求較高，在 5A 量程下誤差需控制在 ±1%±1mA 以內(nèi)，30A 量程下誤差在 ±1%±10mA 以內(nèi)，以保證對(duì)驅(qū)動(dòng)器效率等參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

4. 當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，過(guò)流報(bào)警值在 5A 量程下為≥5Apk，30A 量程下為≥50Apk，以保障測(cè)試設(shè)備和人員的安全。

測(cè)試設(shè)備選擇

經(jīng)過(guò)對(duì)多種電流測(cè)量設(shè)備的對(duì)比，測(cè)試團(tuán)隊(duì)最終選擇了普科科技的 PKC7030 高頻交直流電流探頭。該探頭的帶寬為 DC-50MHz，完全覆蓋了伺服驅(qū)動(dòng)器的工作頻率范圍；連續(xù)電流最大值為 30A，滿足驅(qū)動(dòng)器的正常工作電流測(cè)量需求；上升時(shí)間≤7ns，能夠精準(zhǔn)捕捉電流的瞬態(tài)變化；在精度方面，5A 量程下為 ±1%±1mA，30A 量程下為 ±1%±10mA，符合測(cè)試的精度要求；同時(shí)具備過(guò)流報(bào)警功能，報(bào)警值也與測(cè)試需求相匹配。此外，其國(guó)產(chǎn)身份在售后響應(yīng)和成本方面也具有一定優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)價(jià) 10880 元，性價(jià)比頗高。

測(cè)試系統(tǒng)搭建

設(shè)備連接

將 PKC7030 高頻交直流電流探頭的鉗口夾持在伺服驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)連接的動(dòng)力線上，確保夾持牢固且與導(dǎo)線良好接觸。探頭通過(guò) 1M 的 BNC 線與示波器相連，示波器用于顯示和記錄電流波形。同時(shí)，為了給探頭供電和進(jìn)行控制，將探頭主機(jī)與專用電源連接，并通過(guò)控制軟件與計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。

參數(shù)設(shè)置

根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)器的工作電流范圍，將 PKC7030 設(shè)置為 30A 量程，此時(shí)衰減倍數(shù)為 10X，電流傳輸比為 0.1V/A。在示波器上設(shè)置合適的觸發(fā)條件和時(shí)基，以便清晰觀察電流的變化情況。通過(guò)控制軟件設(shè)置過(guò)流報(bào)警參數(shù)，當(dāng)電流達(dá)到 50Apk 時(shí)，探頭發(fā)出報(bào)警信號(hào)，示波器和計(jì)算機(jī)同時(shí)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

測(cè)試過(guò)程與結(jié)果分析

穩(wěn)態(tài)電流測(cè)試

在伺服驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)電機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)電流測(cè)試。此時(shí)電機(jī)的工作電流為 15A，通過(guò) PKC7030 測(cè)量，示波器上顯示的電壓值為 1.502V，根據(jù)電流傳輸比換算得到電流為 15.02A。與高精度功率計(jì)測(cè)量的 15.00A 相比，誤差為 0.13%，在 ±1%±10mA 的精度范圍內(nèi)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

瞬態(tài)電流測(cè)試

當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)，電流會(huì)出現(xiàn)快速變化。在電機(jī)啟動(dòng)瞬間，通過(guò) PKC7030 捕捉到的電流波形顯示，電流從 0 迅速上升到 28A，上升時(shí)間為 6.5ns，小于探頭 7ns 的上升時(shí)間，完整地記錄了電流的瞬態(tài)過(guò)程。這有助于工程師分析驅(qū)動(dòng)器在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的響應(yīng)速度和過(guò)載能力。

過(guò)流保護(hù)測(cè)試

模擬伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障導(dǎo)致過(guò)流的情況，當(dāng)電流達(dá)到 52Apk 時(shí)，PKC7030 立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，示波器和計(jì)算機(jī)同步記錄下過(guò)流瞬間的電流波形和時(shí)間。這驗(yàn)證了探頭過(guò)流報(bào)警功能的可靠性，能夠及時(shí)提醒測(cè)試人員采取措施，避免設(shè)備損壞。

測(cè)試總結(jié)

通過(guò)本次測(cè)試可以看出，普科科技的 PKC7030 高頻交直流電流探頭在伺服驅(qū)動(dòng)器測(cè)試中表現(xiàn)出色。其寬頻帶、高精度、快速響應(yīng)以及可靠的過(guò)流報(bào)警功能，滿足了伺服驅(qū)動(dòng)器在不同工作狀態(tài)下的電流測(cè)量需求。不僅為工程師提供了準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)，幫助他們?cè)u(píng)估伺服驅(qū)動(dòng)器的性能，還保障了測(cè)試過(guò)程的安全性。該探頭的應(yīng)用，有效提高了伺服驅(qū)動(dòng)器的測(cè)試效率和質(zhì)量，為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支持。

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