TH2838数字电桥与TH1779直流偏置电流源组合解决方案
大电流电感测试技术:常州同惠TH2838与TH1779组合方案解析。大电流电感研究背景与多重应用角色。在电磁学领域,电感是实现电能与磁能相互转换的核心元件,其工作原理基于电磁感应现象。当电流通过导体时,导体周围会形成磁场,而磁场的变化又会在导体中产生反向电动势,这一特性赋予了电感“阻碍电流变化”的核心功能。随着工业领域对设备性能要求的不断提升,传统电感已难以满足高功率、大电流场景的需求,大电流电感应运而生。大电流电感通过优化线圈匝数、选用高性能磁芯材料以及改进结构设计,显著提升了能量存储密度与动态响应能力,成为众多工业设备中的关键部件。
大电流电感在工业生产与能源领域中扮演着多重重要角色,具体体现在以下几个方面:
(一)储能系统中的稳定者
在电网调频、不间断电源(UPS)等储能相关场景中,大电流电感发挥着至关重要的作用。它与电容组成LC滤波网络,能够有效稳定输出电压,缓冲能量冲击。当电网电压出现波动或负载突然变化时,LC滤波网络可通过大电流电感的储能与释能特性,快速调节电流与电压,确保供电系统的稳定性,保障后端设备的正常运行。
(二)伺服电机中的性能优化者
在数控机床、机器人关节等高精度运动控制场景中,伺服电机的性能直接决定了设备的运行精度与动态响应速度。大电流电感在此处用于滤波电机电流,抑制转矩脉动。电机运行过程中,电流波动会导致转矩不稳定,进而影响设备的运动精度,大电流电感可过滤掉电流中的高频谐波成分,减少转矩脉动,提升伺服电机的动态响应速度,确保设备在高速运转与精准定位过程中的稳定性。
(三)新能源汽车中的效率提升者
随着新能源汽车行业的快速发展,800V高压平台逐渐成为主流技术方向。在新能源汽车的800V高压平台中,大电流电感用于隔离谐波,提升充电效率。充电过程中,电网电压与电流中的谐波成分会影响充电系统的稳定性与效率,大电流电感可有效阻隔这些谐波,减少能量损耗,缩短充电时间,同时保障电池的使用寿命。
客户测试需求与传统方案局限
(一)客户情况
某智能控制设备厂家专注于高精度运动控制系统的研发与生产,伺服电机是其核心产品之一。近期,该厂家计划对自主研发的伺服电机产品开展全面的电感参数测试工作,以进一步优化电机的电磁设计方案,提升电机在变负载工况下的控制精度,增强产品在市场中的竞争力。
(二)测试要求
伺服电机作为高精度运动控制系统的核心部件,其电感特性直接影响电机的动态响应性能、转矩稳定性等关键指标。此次测试的核心需求是在不同电流条件下,精准监测伺服电机绕组的电感值变化。通过获取不同电流工况下的电感数据,为优化电机电磁设计、提升电机在变负载工况下的控制精度提供可靠的数据支撑,确保伺服电机在各种复杂工况下都能稳定、高效运行。
(三)传统测试方案的局限
伺服电机在变负载运行过程中,绕组电感值会随电流增大呈现显著的非线性变化,这对测试设备的性能提出了较高要求。然而,传统的电感测试方法存在两大明显局限:
电流范围受限:普通LCR测试仪仅能提供毫安级的偏置电流,而伺服电机在实际工况中运行时,绕组电流通常达到安培级,普通LCR测试仪的电流输出能力无法覆盖电机实际工况中的电流范围,导致测试数据与实际运行数据存在较大偏差,无法准确反映电机在真实工况下的电感特性。
测试精度不足:在伺服电机的电感测试中,电流的稳定性对测试精度影响极大。当电流波动超过1%时,普通测试设备测得的电感值误差可能超过5%,这远远无法满足高精度运动控制系统对伺服电机电感参数测试精度的要求,难以基于这些不准确的测试数据对电机设计进行有效优化。
TH2838数字电桥与TH1779直流偏置电流源组合解决方案
为满足该智能控制设备厂家对伺服电机电感参数的测试需求,解决传统测试方案的局限,常州同惠电子推出了同惠TH2838精密LCR数字电桥与TH1779直流偏置电流源的组合搭配方案。该组合方案在电流输出范围、测试精度、兼容性等方面表现出色,能够精准、高效地完成伺服电机在不同电流工况下的电感参数测试工作。
(一)同惠TH2838精密LCR数字电桥:高精度测试的核心
同惠TH2838精密LCR数字电桥是一款专为高精度元件参数测试设计的设备,在伺服电机电感测试中承担着核心的参数测量任务,其性能优势、功能特点与产品用途如下:
性能优势
宽测试频率范围:同惠TH2838的测试频率范围覆盖20Hz-2MHz,能够完全覆盖伺服电机的典型工作频段。伺服电机在不同转速下,其绕组的工作频率会发生变化,宽频率范围的测试能力确保了在电机各种工作状态下,都能准确测量电感参数,避免因测试频率与实际工作频率不匹配导致的测试误差。
高测试精度与快测试速度:该设备的基本精度达到0.05%,在行业内处于领先水平,能够满足伺服电机电感参数高精度测试的需求,有效降低测试误差,为电机设计优化提供准确的数据依据。同时,同惠TH2838的测试速度最快可达5.6ms/次,快速的测试速度不仅提高了测试效率,还能减少测试过程中外界环境因素对测试结果的影响,进一步保证测试数据的稳定性。
功能特点
丰富的测试参数与量程:同惠TH2838除了能精准测量电感值(L)外,还可测量电容值(C)、电阻值(R)、品质因数(Q)、损耗因数(D)等多种元件参数,满足伺服电机测试过程中对不同参数的测量需求。此外,设备具备多种量程可选,可根据伺服电机绕组电感值的大小灵活选择合适量程,确保在不同电感值范围内都能实现高精度测量。
便捷的操作与数据处理功能:设备配备了清晰的显示屏与简洁的操作界面,操作人员可快速掌握操作方法,降低操作难度。同时,同惠TH2838支持数据存储与导出功能,可将测试数据以多种格式导出至计算机,方便后续对测试数据进行分析、整理与归档,为电机设计优化提供便捷的数据支持。
产品用途
电子元件生产测试:在电子元件生产过程中,同惠TH2838可用于电感、电容、电阻等元件的出厂检测,确保生产的元件参数符合设计标准,提高产品质量。
电力电子设备研发测试:在电力电子设备(如逆变器、变频器)的研发过程中,需要对设备中的各类元件参数进行精准测量,同惠TH2838可提供可靠的测试数据,助力研发人员优化设备设计,提升设备性能。
伺服电机与新能源汽车相关测试:如本次案例中的伺服电机电感参数测试,以及新能源汽车中各类电感元件的测试,同惠TH2838凭借其宽频率范围、高精度与快速度的优势,能够满足这些领域对元件参数测试的严苛要求。
(二)TH1779直流偏置电流源:大电流输出的保障
TH1779直流偏置电流源作为同惠TH2838的重要搭配设备,为伺服电机电感测试提供了稳定、大范围的直流偏置电流,解决了传统测试设备电流输出不足的问题,其性能优势、功能特点与产品用途如下:
性能优势
强大的电流输出能力:单台TH1779直流偏置电流源可实现0-50A的恒流输出,若测试需求超过单台设备的电流输出范围,最多可支持8台设备联机工作,此时最大恒流输出可达400A。这一强大的电流输出能力完全覆盖了伺服电机实际工况中的安培级电流范围,确保测试过程能够模拟电机在不同负载下的真实电流环境,获取准确的电感值变化数据。
稳定的电流输出精度:在提供大电流输出的同时,TH1779直流偏置电流源还具备出色的电流输出稳定性,电流波动小,有效避免了因电流波动导致的电感测试误差,为同惠TH2838精准测量电感参数提供了稳定的电流条件,进一步保障了测试数据的可靠性。
功能特点
良好的兼容性:TH1779直流偏置电流源与同惠TH2838等系列数字电桥实现无缝对接,无需额外添加复杂的转接设备,简化了测试系统的搭建流程。同时,该设备支持上位机软件联动控制,操作人员可通过上位机软件同时控制TH1779与同惠TH2838,实现测试参数设置、测试过程启动与停止、测试数据采集等一系列操作的自动化,提高测试效率,减少人为操作误差。
完善的保护功能:为确保测试过程的安全性与设备的可靠性,TH1779直流偏置电流源配备了过流保护、过压保护、过热保护等多种保护功能。当测试过程中出现电流过大、电压异常或设备温度过高等情况时,设备会自动触发保护机制,切断输出或降低输出参数,避免损坏测试设备与被测试的伺服电机,保障测试过程的安全稳定。
产品用途
大电流电感元件测试:除了伺服电机绕组电感测试外,TH1779直流偏置电流源还可用于新能源汽车充电桩中的大电流电感、工业储能系统中的电感元件等各类大电流电感的测试,为这些元件的参数测量提供稳定的大电流偏置。
电力设备调试与测试:在电力设备(如变压器、电抗器)的调试与测试过程中,需要提供大电流进行相关性能测试,TH1779直流偏置电流源可作为可靠的电流供给设备,满足测试需求。
电子器件可靠性测试:部分电子器件在研发与生产过程中,需要进行大电流应力下的可靠性测试,TH1779直流偏置电流源可提供符合要求的稳定大电流,助力评估器件在恶劣电流环境下的可靠性与使用寿命。
(三)组合方案的协同优势与测试效果
同惠TH2838精密LCR数字电桥与TH1779直流偏置电流源的组合方案,充分发挥了两款设备的优势,实现了协同工作。TH1779为测试提供稳定、大范围的直流偏置电流,模拟伺服电机在不同负载下的真实电流工况;同惠TH2838则在这一电流条件下,精准测量伺服电机绕组的电感值变化。通过上位机软件的联动控制,整个测试过程实现了自动化,操作人员只需在软件中设置好测试电流档位、测试频率等参数,设备即可自动完成多组测试,并实时记录与存储测试数据。
在本次某智能控制设备厂家的伺服电机电感测试中,该组合方案表现出色。测试过程中,TH1779稳定输出从0A到电机额定工作电流范围内的多个档位电流,同惠TH2838在每个电流档位下都精准测得对应的电感值,测试数据的误差控制在0.5%以内,远低于传统测试方案的误差水平。通过对测试数据的分析,厂家清晰掌握了伺服电机绕组电感值随电流变化的规律,为优化电机电磁设计方案、调整电机控制策略提供了准确、可靠的数据支撑,有效提升了伺服电机在变负载工况下的控制精度。此次测试不仅验证了同惠TH2838与TH1779组合在伺服电机电感测试领域的卓越性能,更彰显了国产测试设备在精度、稳定性与成本效益方面的综合优势。
行业发展趋势与展望
随着工业自动化、新能源、人工智能等领域的快速发展,智能装备对运动控制精度、能源转换效率的要求不断提升,这也推动着电感参数测试技术向更高水平发展。未来,电感参数测试将呈现出以下发展趋势:一是测试频率向更高频段(MHz级以上)发展,以满足高频电力电子设备中电感元件的测试需求;二是测试电流范围进一步扩大,随着大功率设备的普及,对大电流电感测试的需求将持续增加,测试设备需具备更大的电流输出能力;三是测试系统的集成化与智能化程度不断提高,实现多参数、多通道的同步测试,以及测试数据的自动分析与诊断,提高测试效率与数据利用率。
作为国内领先的电子测量仪器供应商,常州同惠电子始终致力于为行业客户提供高质量、高性价比的测试解决方案。面对行业发展趋势,同惠电子将不忘初心,持续创新,在现有同惠TH2838、TH1779等产品的基础上,进一步提升设备的性能指标,拓展产品的应用领域。同时,同惠电子将加强与行业客户的合作,深入了解不同行业的测试需求,开发出更贴合实际应用场景的定制化测试方案,为我国高端装备制造业的发展提供更全面、更优质的测试技术支持,助力国内企业提升产品质量与核心竞争力,推动我国电子测量行业与高端装备制造业共同迈向更高水平。