ICS25.040.20 JB J50 备案号：57853—2017 中华人民共和国机械行业标准 JB/T13070.4—2017 数控机床电气设备及系统 交流驱动单元 性能试验规范第4部分：电流环、速度 环及位置环带宽 ElectricalequipmentandsystemofNCmachinetools--Performancetest specification of AC drive unit-Part 4:Bandwidth of currentloop, speed loop and position loop 2017-01-09发布 2017-07-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T13070.42017 目 次 前言 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4试验设备 4.1一般要求... 4.2试验配置.. 4.3主要性能指标 5试验环境.. 6 试验方法.. 试验程序 7 7.1 电流环带宽的测试 7.2 速度环带宽测试. 7.3 位置环带宽测试. 8试验数据记录与处理 8.1电流环、速度环及位置环带宽性能试验记录 8.2试验记录格式 附录A（资料性附录） 试验记录示例 参考文献 图1电流环、速度环及位置环测试平台示意图 表A.1速度环带宽测试记录 JB/T13070.4—2017 前言 JB/T13070《数控机床电气设备及系统 交流驱动单元性能试验规范》分为四个部分： 第1部分：总则； 第2部分：参数自整定； 一第3部分：机械谐振自动抑制； 第4部分：电流环、速度环及位置环带宽。 本部分为JB/T13070的第4部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231）归口。 本部分起草单位：哈尔滨工业大学、国家机床质量监督检验中心、西安微电机研究所。 本部分主要起草人：杨明、徐殿国、黄祖广、赵钦志、邹继斌、李立毅、姜红、江善林、陈建明、 张学成。 本部分为首次发布。 II JB/T13070.4—2017 数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范 第4部分：电流环、速度环及位置环带宽 1范围 JB/T13070的本部分规定了数控机床用交流驱动单元电流环、速度环及位置环带宽试验的术语和 定义、试验设备、试验环境、试验方法、试验程序、试验数据记录与处理。 本部分适用于数控机床用交流驱动单元电流环、速度环及位置环带宽试验。其他类似用途的交流驱 动单元电流环、速度环及位置环带宽试验也可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JB/T13070.1--2017数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范第1部分：总则 3术语和定义 JB/T13070.1一2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 频带宽度bandwidth 驱动装置输入量为正弦波，随着正弦波信号的频率逐渐升高，对应的输出量的相位滞后逐渐增大， 同时幅值逐渐减小，相位滞后增大至90°时或者幅值减小至低频段幅值1/V2时的频率。 [GB/T16439—2009，定义3.13] 4试验设备 4.1一般要求 按JB/T13070.12017中5.2的规定。 4.2试验配置 试验配置如下： 电流环、速度环及位置环测试平台（见图1）； —频率特性分析仪； 数字示波器。 JB/T13070.4—2017 负载惯量 信号反馈 被测电动机 指令信号 驱动器 频率特性分析仪 电流环、速度环及位置环测试平台示意图 4.3主要性能指标 主要性能指标如下： -电气测量仪器、仪表精度不低于0.5%； 一转矩测量仪表精度不低于0.5%； 扫频范围为0.1Hz10kHz，振幅精度为土0.5dB，相位精度为土1°。 5试验环境 按JB/T13070.1—2017中5.3的规定。 6试验方法 分别在伺服系统电流环、速度环及位置环控制模式下，检测其输入指令与反馈值的幅度及相角频率 特性，按照频带宽度的定义，检测各个控制环的带宽，并记录伯德图。 7试验程序 7.1电流环带宽的测试 试验程序如下： a）将被测电动机按要求安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘大于电动机本体 惯量5倍以上。 b）驱动器工作在电流环（转矩）模式下。 c）输入呈正弦波并带有一定直流偏置的转矩指令，使电动机转速在维持30%额定转速基础上做正 弦加减速，以此降低驱动器脉宽死区以及动静摩擦对转矩带宽的影响。 d）转矩指令正弦幅值为100%额定转矩指令值，频率由10Hz逐渐升高，随着指令正弦波频率的提 高，电动机实际转矩的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。以 相位滞后增大至90°时的频率作为转矩伺服系统90°相移的频带宽度；以幅值减小至70.7%时的 频率作为转矩伺服系统-3dB频带宽度。 7.2速度环带宽测试 试验程序如下： 2 JB/T13070.42017 a）将被测电动机按要求安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘等于电动机本体 惯量。 b）驱动器工作在速度环模式下。 c）输入呈正弦波并带有一定直流偏置的转速指令，使电动机转速在维持30%额定转速基础上做正 弦加减速，以此降低驱动器脉宽死区以及动静摩擦对转矩带宽的影响。 d）转速指令正弦幅值为10%额定转速指令值，频率由1Hz逐渐升高，随着指令正弦波频率的提 高，电动机实际转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后遂渐增大，而幅值逐渐减小。 以相位滞后增大至90°时的频率作为速度伺服系统90°相移的频带宽度；以幅值减小至70.7% 时的频率作为速度伺服系统-3dB频带宽度。 7.3位置环带宽测试 试验程序如下： a）将被测电动机按要求安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘的惯量等于电动 机本体惯量。 b）驱动器工作在位置环模式下。 c）输入呈正弦波并带有一定直流偏置的位置指令，使电动机转速在维持30%额定转速基础上做正 弦加减速，以此降低驱动器脉宽死区以及动静摩擦对转矩带宽的影响。 d）位置指令正弦幅值为10%单位周脉冲，频率由1Hz逐渐升高，随着指令正弦波频率的提高， 电动机实际位置的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。以相 频率作为位置伺服系统-3dB频带宽度。 8试验数据记录与处理 8.1电流环、速度环及位置环带宽性能试验记录 试验后的记录中应包括下列信息： 被测电动机的身份信息（如名称、规格、型号、生产厂商、产地等）； 一试验设备、仪器仪表名称； 一对试验方法或程序的偏离及说明： 一测试的试验数据及曲线，简要列出数据分析处理过程及所用公式等： 一试验期间记录的室内环境条件； 一试验单位名称、确认试验数据有效的人员签名及日期。 8.2试验记录格式 试验记录示例参见附录A。 3 JB/T13070.4—2017 附录A （资料性附录） 试验记录示例 速度环带宽试验程序如下： a）将被测电动机安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘等于电动机本体惯量。 b）驱动器设定为速度环控制模式。 c）以频率特性分析仪的输出作为伺服驱动器的模拟量转速输入，驱动器的转速监控DA输出（或 测试发电动机的输出）作为频率特性分析仪的输入；设置3V为正弦波幅值（10%额定转速） 以及直流偏置信号（30%额定转速）。 d）频率特性分析仪启动扫频模式，扫频范围为1Hz500Hz。 e）记录扫频结果，示例见表A.1。 表A.1 速度环带宽测试记录 序号 -3db下的频率 90°下的频率 频率特性曲线 108.1 Hz. 67.32 Hz 率Hz (.) - {efault 10* 10 额率Hz.