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PWM占空比趋势测量可快速分析电机运行异常

对于电机控制来说,占空比是一项直接影响控制精度的关键参数,而如何快速分析出占空比变化的趋势,正是分析这一问题的核心。只要有了占空比变化趋势曲线,电机异常运行的原因自然就浮出水面。
  1、PWM占空比概述
  脉冲宽度调制(PWM)是一种对模拟信号进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号进行编码。PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有(ON),要么完全无(OFF)。电压或电流是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。而占空比就是高电平持续时间与整个周期时间的比值,占空比越大,高电平持续的时间越长,模拟电路开通的时间就越长,如图1所示。
  2、什么是占空比趋势测量?
  要测量占空比趋势首先要测量占空比,占空比测量方法是使用超高速ADC采样PWM波形,然后通过可编程逻辑器件FPGA测量高电平脉宽t和周期T计算出占空比。占空比趋势测量则是对每一个PWM波的占空比测量并存储下来,最后显示在屏幕上,如图2所示。一个PWM波对应一个占空比值,显示在屏幕上并且连线,这样就可以很直观的看到所有PWM波形的占空比变化趋势。
  示波器的存储深度对占空比趋势测量影响很大,所谓趋势趋势,即是长时间的变化动向,如果存储深度小,那么所记录的时间就很短,采样的波形也就很少,对于分析趋势就没有意义。目前ZDS4000系列示波器存储深度高达512Mpts,可以在高采样率下存储数十秒的波形,比较适合分析信号变化趋势。
  3、实例应用与分析
  某使用PWM波形驱动的直流电机在加速过程中存在微小抖动情况,观察电机转速波形如图3所示,开始加速后大约在3.6秒转速出现一个下拉动作。电机PWM调速原理是通过改变接通脉冲的宽度,使直流电机电枢上电压的占空比改变,从而改变电枢电压的平均值,控制电机的转速。因此基本可以确定这个转速下拉动作是由于PWM波占空比出现异常引起的。
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点击次数:  更新时间:2019-09-20 09:52:04  【打印此页】  【关闭
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