电机瞬态测试的关键——同步性

说到电机试验，大家往往想到的都是如何保证测试精度，会用到高精度的测量仪器设备、传感器等。但随着电机行业的发展，特别是矢量变频控制等电机控制技术的日益成熟，测试人员需要对电机的瞬态特性进行分析，这时候就要注意到一个新的测试要点——如何保证测试的同步性。

为什么要关注测试的同步性？

所谓同步性，即在电机测试中确保每个测量参数是在同一时间点下采集的，主要体现在转速、位置、扭矩、电压、电流、温度、振动等参数的同步采集。

测试的同步性对结果的影响最明显在于效率测量。如果转速n、扭矩T等机械参数和电压U、电流I等电参数不在同一时间点下采集，那么根据效率计算公式计算出来的结果也是错误的。

电机效率计算公式

另外，对于新能源汽车，变频电机、伺服电机等需要把电机驱动器和电机进行同步测量，分析系统性能的电机，测试的同步性也是分析其实时状态下电机控制器效率与电机效率对系统影响的关键。

为什么过去没有关注测试的同步性？

过去测试的电机，主要是以异步电机为主，测试人员只需要测量其各个恒工况下的参数，就得到其输出性能，描绘出Tn曲线或效率曲线。即使测试过程数据的采集不是同一时间点下，但由于不同时间下电机的工况（转速、扭矩等）是稳定不变的，所以测试结果也是正确的。

电机的Tn曲线

但随着电机控制技术发展，越来越多的电机需要测量其在工况变化时的参数。如调速过程、负载阶跃冲击等，这些对动态变化过程的瞬态测量需要保证数据采集时的实时同步，得出的实时数据曲线才有参考价值，所以业界也开始对测量的同步性关注起来。

电机的调速响应曲线

如何保证测试的同步性？

保证测试的同步性，尤其是保证电压、电流、转速、扭矩这四个电机最关键的参数采集时的同步性，一直都是业界的难题。传统的方案是采用多个仪器、传感器来采集，最终走总线进行上传，在上位机进行效率运算，往往会引入ms级的时延，对于当下动辄几ms的电机控制变化响应时间来说，这个时延是无法接受的。

传统方案PK致远电子同步采集方案

针对这一问题，广州致远电子的MPT电机测试系统采用单台采集终端方案，通过完全自主设计的新一代MDA功率分析仪，同时对电机的电压、电流、转速、转矩、角度位置进行实时采集和录波，直接在采集终端上计算出效率，同步误差时延低至10ns，真正意义上解决了电机瞬态测试或动态测试的同步性难题。