[电子电路]东菱交流伺服驱动器测试大纲.doc

v1.00 eps 交流伺服驱动器交流伺服驱动器 新产品测试手册新产品测试手册 东菱技术股份有限公司东菱技术股份有限公司 目目 录录 第一章第一章 引引 言言.4 1.1 测试目的 .4 1.2 测试分类 .4 1.3 参考资料 .4 1.4范围.4 第二章第二章 测试内容测试内容.5 2.1 测试内容列表.5 第三章第三章 功能测试功能测试.11 3.1 数码显示键盘操作 .11 3.2 输入信号测试 .11 3.2.1 s-on（伺服使能信号）.12 3.2.2 a-clr/spd_inv （报警清除/速度反向信号）.13 3.2.3 ccwl/cwl (正/反转驱动禁止信号).13 3.2.4 cle（偏差计数器清零信号）.14 3.2.5 inh（脉冲输入禁止信号）.14 3.2.6 spd1/spd2（速度指令切换选择信号）.15 3.2.7 zerospd（零速箝位信号）.15 3.2.8 c-mode（控制方式选择信号）.16 3.2.9 t-sel2/ t-sel1（转矩指令切换选择信号）.16 3.2.10 puls、sign信号.17 3.3 输出信号测试.17 3.3.1 s-rdy（伺服准备好）.18 3.3.2 alm（报警信号）.19 3.3.3 brk（制动信号）.19 3.3.4 zo (z相脉冲信号).20 3.3.5 coin/ v-cmp（定位完成）.20 3.3.6 tlc(转矩限制输出信号) .21 3.3.7 zsp(零速检出信号).21 3.3.8 pao/ pbo/ pzo( pg分频输出).22 3.4 参数设置功能.22 3.5 监视功能 .23 3.6 辅助功能 .23 3.7 位置控制功能 .24 3.8 速度控制功能 .25 3.9 转矩限制功能 .25 3.10 报警功能 .26 3.11 停止方式功能 .27 3.12 通讯功能 .27 第四章第四章 性能测试性能测试.29 4.1 散热性能测试 .29 4.2 电源适应性.29 4.3 正反转速差.29 4.4 转速调整率.29 4.5 转速波动.30 4.6 转速变化的时间相应.31 4.7 效率.32 4.8 过载保护试验.32 4.9 过压欠压保护.32 4.10 环境试验.33 4.10.1 高温热启动试验.33 4.10.2 低温冷启动试验.33 4.10.3 高温高湿试验.33 4.10.2 环境变化（高温、电源电压波动）条件下的加载实验.33 4.11 扫频振动试验.34 第五章第五章 电磁兼容测试电磁兼容测试.35 5.1 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 .35 5.2 电压暂降和短时中断抗扰度 .36 5.3 静电放电抗扰度试验 .37 5.4 辐射骚扰试验 .37 5.5 传导骚扰试验 .37 5.6 传导骚扰抗扰度试验 .38 5.7 射频电磁场辐射抗扰度试验 .38 5.8 浪涌抗扰度试验 .39 第六章第六章 电气安全性测试电气安全性测试.40 6.1 电路板耐压试验 .40 6.2 耐电压强度试验 .40 6.3 漏电流测试 .41 6.4 绝缘电阻试验 .41 6.5 短路保护试验 .41 第七章第七章 出厂检验出厂检验.43 7.1 检验规则 .43 7.1.1 出厂检验.43 7.1.2 抽样检验.43 7.1.3 型式检验.43 7.2 包装入库检验 .45 7.3 标志、包装、运输和贮存 .46 7.3.1 标志.46 7.3.2 包装.46 7.3.3 运输、贮存.46 第一章第一章 引引 言言 1.11.1 测试目的测试目的 伺服产品在设计过程中或者在产品的软、硬件升级过程中，伺服驱动器中软、硬件设 计可能存在一些错误和缺陷，通过相应测试手段提早发现问题，然后提出相应的改进设计， 以达到提高产品设计质量的目的，避免由于潜在的软硬件设计缺陷和错误造成的隐患。 1.21.2 测试分类测试分类 伺服驱动器测试分为：功能性测试、性能测试、电磁兼容测试、电气安全性测试。 功能测试主要是测试产品的功能是否符合说明书要求，是否符合行业应用，整个系统 是否可靠； 性能测试主要测试产品在空载及模拟负载条件下的各种动作是否符合要求，通过采集 相应数据分析评价性能是否符合要求； 电磁兼容测试是测试伺服驱动器是否具有抵制来自供电电网或外电磁场干扰的能力； 电气安全性测试是测试伺服驱动器的能否达到安全标准。 1.31.3 参考资料参考资料 序号序号资料名称资料名称作者作者 1 gb/t16439-1996 交流伺服系统通用技术条件国家标准 2 jb/t 10184-2000 交流伺服驱动器通用技术条件机械行业标准 3 eps 系列 ac 伺服驱动器用户手册技术部 1.41.4 范围范围 本标准规定了东能通用交流伺服驱动器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包 装、运输及贮存。 本标准适用于模拟和数字化的通用交流伺服驱动器（以下简称驱动器） 。 本标准未列入而伺服系统产品又必须涉及的技术要求，应按照有关的电动机标准和电 子设备标准的规定执行。 第二章第二章 测试内容测试内容 2.12.1 测试内容列表测试内容列表 根据伺服驱动器说明书，产品的测试项目、项目内容、测试工具以及需要参考的技术 标注在下表中都列了出来，测试中根据测试的具体要求选择相应测试项目进行测试。 类类 别别 测试项目测试项目测试内容测试内容 测试测试 工具工具 技术标准技术标准 数码显示数码显示 键盘操作键盘操作 【1】测试按键响应是否正确，手感 是否良好，每个按键的功能是否正 确； 【2】测试 led 显示是否正确； 【3】测试在按键与 led 显示的配 合是否正确，在监控界面、参数界 面、辅助功能、状态显示界面下是 否正确。 s-on 外部伺服使能操作外部伺服使能操作 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态和动作时序。 a-clr 报警清除操作报警清除操作 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态。 ccwl 正转驱动禁止正转驱动禁止 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态。 cwl 反转驱动禁止反转驱动禁止 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态。 cle 偏差计数器清零偏差计数器清零 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态。 inh 脉冲指令输入禁止脉冲指令输入禁止 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态。 zerospd 零速箝位零速箝位 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态和动作时序。 c-mode 控制方式选择控制方式选择 验证此信号输入时驱动器呈现的状 态。 puls 指令脉冲输指令脉冲输 入入 功功 能能 测测 试试 输输 入入 信信 号号 sign 指令符号输指令符号输 入入 验证指令脉冲的输入 形态（包括指令类型、 相位等） 1、ep s 测试 工装 1、 eps 系列 ac 伺服驱动器用户手 册 2、 设计和开发任 务书 3、其他任务要求 类类 别别 测试项目测试项目测试内容测试内容 测试测试 工具工具 技术标准技术标准 s-rdy 伺服准备好输出信号伺服准备好输出信号 验证主电路电源 on 时此信号输出 状态是否正确。 alm 报警输出信号报警输出信号。 验证报警发生时，报警输出是否有 效，并验证此信号输出的时序。 brk 保持制动器信号保持制动器信号。 验证此信号的输出是否有效，输出 时序是否正确（伺服 on/off 切换 时状态，超程状态等下是否正确） 。 zo 编码器编码器 z 相脉冲输出相脉冲输出 验证编码器的 z 相脉冲位置、脉冲 宽度是否正确。 coin 定位完成信号或速度到达信号定位完成信号或速度到达信号。 验证此信号在速度控制和位置控制 时输出是否有效，以及其输出时序 是否正确。 tlc 转矩限制输出信号转矩限制输出信号 验证内外部转矩限制时此信号输出 状态是否正确。 zsp 零速检出信号零速检出信号 验证电机转速低于 no.51（零速） 设定值时输出是否正确。 pao pbo 输输 出出 信信 号号 pzo pg 分频输出分频输出 验证编码器分频输出信号是否正确。 （脉冲输出个数、相位等） 1、ep s 测试 工装 2、示 波器 参数设置功能参数设置功能 【1】测试参数的修改功能； 【2】测试参数的保存功能； 【3】测试参数的最大值最小值范围； 【4】测试可见参数范围和内部参数 显示范围； 监控功能监控功能 【1】测试监控范围是否正确； 【2】测试各个监控状态及其显示的 数值是否正确。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 报警存储报警存储 【1】测试报警发生后，是否保存了 此报警；【2】测试报警记录序列是 否正确。 速度试运速度试运 行行 通过键盘操作验证速度试运行功能 是否正确。 辅辅 助助 功功 能能 报警记录报警记录 清除清除 执行此功能后，重新上电后，报警 记录是否清除； 类类 别别 测试项目测试项目测试内容测试内容 测试测试 工具工具 技术标准技术标准 参数初始参数初始 化化 执行参数初始化操作后，各个参数 是否能恢复成系统的默认值。 版本查看版本查看 执行版本查看功能，检查 dsp、fpga 版本是否正确； 位置控制功能位置控制功能 【1】设定伺服运行与位置控制模式， 检测最大输入脉冲频率，测试不同 输入脉冲形式接收是否正确； 【2】检测位置控制功能是否正确， 定位是否正确，位置环参数、速度 环参数更改后，对运行的影响是否 正确； 【3】测试伺服的分频功能是否正确。 （各种速度下脉冲信号，z 信号宽 度，脉冲相位，每次的 z 信号位置 等） 1、ep s 测试 工装 2、脉 冲发生 设备 速度控制功能速度控制功能 【1】设定伺服运行与内部速度控制 模式，检测速度是否根据外部 io 的 选择而变化； 【2】检测速度控制功能是否正确， 速度是否正确，速度环参数更改后， 对运行的影响是否正确； 1、ep s 测试 工装 转矩限制功能转矩限制功能 【1】用加载的方法测试转矩限制功 能。当负载转矩大于设定转矩时电 机应堵转，保持一段时间后则报警。 【2】超程停止时的转矩限制测试 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 报警功能报警功能 【1】模拟产生各种故障或非正常状 态，验证驱动器能否显示对应的报 警号并输出报警信号。 【2】检测报警后，伺服停止方式是 否正确 停止方式停止方式 【1】验证伺服 off 和报警时电机 的停止方式是否能根据停止参数而 改变。 【2】验证超程时电机的停止方式是 否能根据超程参数而改变。 1、ep s 测试 工装 通讯功能通讯功能 【1】验证通讯速度是否正确。 【2】验证通讯协议是否正确。 【3】连接上位机，验证和上位机软 件通讯是否正确。 1、上 位机 散热性能测试散热性能测试 【1】电机以额定负载、额定转速运 行 8 小时，应不出现报警，驱动器 温度应65。 1、加 载设备 性性 能能 测测 试试电源适应性电源适应性 【1】当供电电压在额定电压值的 1、ep gb/t16439-1996 类类 别别 测试项目测试项目测试内容测试内容 测试测试 工具工具 技术标准技术标准 110%和 85及频率在 50hz1hz 的 范围内变化时，伺服系统应能正常 运行。 s 测试 工装 2、加 载设备 正反转速差正反转速差 【1】测量在空载条件下，电机在额 定转速时的正反转速差。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 转速调整率转速调整率 【1】在某一给定转速下，负载由空 载变化到连续工作区中规定的最大 负载时，测量其转速变化率。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 转速波动转速波动 【1】在额定转速、空载条件下，记 录转速波形并找出 nmax 和 nmin， 再计算转速波动。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 转速变化的响转速变化的响 应时间应时间 【1】在空载零速状态下，输入额定 转速的阶跃信号，测量转速变化的 时间响应过程中的响应时间、瞬态 超调量和建立时间。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 效率效率 【1】测量伺服系统输入电功率对输 出的机械功率的转换效率。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 3、功 率测试 分析仪 过载保护试验过载保护试验 【1】测量伺服系统的过载保护功能， 测出其“电流时间”关系图,应符合 设计要求。 1、ep s 测试 工装 2、加 载设备 过压欠压保护过压欠压保护 【1】伺服驱动器带匹配电机 500 转 /分钟空载运行，调整电源电压，观 察驱动器应出现相应报警。 环境试验环境试验 【1】高温热启动试验 【2】低温冷启动试验 【3】高温高湿试验 【4】环境变化（高温、电源电压波 动）条件下的加载实验 交流伺服系统通用 技术条件 类类 别别 测试项目测试项目测试内容测试内容 测试测试 工具工具 技术标准技术标准 扫频振动试验扫频振动试验 【1】试验完成后，伺服驱动器外观 无异常，内部元器件外观无损伤和 脱落，伺服产品上电工作正常。 ems 【1】电快速瞬变脉冲群抗扰度 (eft) 【2】电压暂降和短时中断抗扰度 【3】静电放电抗扰度（esd） 【4】浪涌（冲击）抗扰度 专用仪 器 电电 磁磁 兼兼 容容 测测 试试emi 【1】辐射搔扰 【2】传导骚扰试验 【3】传导骚扰抗扰度试验 【4】射频电磁场辐射抗扰度试验 专用仪 器 电路板耐压试电路板耐压试 验验 【1】对 pcb 上不相连的两条走线 （相邻的电源和地线）间进行高压 测试。 专用仪 器 耐电压强度试耐电压强度试 验验 试验在伺服驱动器电源输入端与保 护接地端之间能承受 ac 2500v(试 验时间为 10s)。 专用仪 器 绝缘电阻绝缘电阻 【1】试验伺服驱动器电源输入端与 保护接地端的电阻； 【2】试验伺服驱动器中的直流母线 的正负极短接端与保护接地端之间 的电阻； 专用仪 器 gb/t16439-1996 交流伺服系统通用 技术条件中要求 的标准 泄漏电流泄漏电流 【1】伺服系统在空载状态额定转速 下运行的泄漏电流 专用仪 器 gb/t16439-1996 交流伺服系统通用 技术条件中要求 的标准 电电 气气 安安 全全 性性 测测 试试 短路保护试验短路保护试验 【1】在空载、额定电压下，逐渐提 高转速同时使电机任意两根相线之 间突然短路，直至伺服驱动器出现 短路保护，再恢复正常接线，然后 重新起动伺服系统应能正常工作。 gb/t16439-1996 交流伺服系统通用 技术条件中要求 的标准 检验规则检验规则 【1】出厂检验（入库检验） 【2】抽样检验（抽样检查） 【3】型式检验（例行检验） 出出 厂厂 检检 验验包装入库检验包装入库检验 【1】 伺服驱动器的型号标贴和外 箱标贴型号、序列号、批次号一致。 【2】 伺服驱动器塑料包装袋内放 了盖章的合格证。 【3】外纸箱标贴位置正确、字迹清 楚。 【4】 包装纸箱无破损、脏污等可 视的不良现象。 【5】 检验完毕要在纸箱标贴上盖 检验“pass”章。 目测 类类 别别 测试项目测试项目测试内容测试内容 测试测试 工具工具 技术标准技术标准 【6】 包装完毕的伺服驱动器要贴 qc 标贴，并且贴附位置正确。 标志、包装、标志、包装、 运输和贮存运输和贮存 【1】驱动器产品在明显部位应有铭 牌，并且保证在整个使用期内不脱 落。 【2】驱动器包装箱按产品的重量、 大写选择适当的箱档、氧化钢带和 包角等进行加固。 【3】包装好的产品应适应公路、铁 路、航空等运输。 第三章第三章 功能测试功能测试 3.13.1 数码显示键盘操作数码显示键盘操作 测试方法测试方法 通过目测观察 led 显示是否正确，通过按键和显示验证功能响应是否正确。 具体操作具体操作 步骤一、伺服驱动器上电。 步骤二、测试按键响应是否正确，手感是否良好，每个按键的功能是否正确； 步骤三、观察 led 显示是否正确； 步骤四、测试在按键与 led 显示的配合是否正确，在监控界面、参数界面、辅助功能、状 态显示界面下是否正确。 符合判据符合判据 1、按键功能正确，手感良好； 2、在按键与 led 显示的配合下，监控界面、参数界面、辅助功能、状态显示界面都 正确。 3.23.2 输入信号测试输入信号测试 相关说明： 使用 eps 测试台输入 io 信号，测试伺服驱动器能否准确响应外部 io 信号输入。 输入信号包括： s-on（伺服使能） a-clr/spd_inv（报警清除/速度反向信号） ccwl（正转驱动禁止） cwl（反转驱动禁止） cle/spd1（偏差计数器清零信号/速度指令切换选择） inh/spd2（脉冲指令输入禁止信号/速度指令切换选择） zerospd/ t-sel2（零速箝位信号/转矩指令切换选择） c-mode/ t-sel1（控制方式选择信号/转矩指令切换选择） puls（脉冲信号） sign（方向） 信号名信号名引脚号引脚号功能功能 s-on24 允许伺服器工作（低电平有效）。 a-clr 报警清除端子（低电平有效）。 spd_inv 21 速度指令方向取反信号（速度控制模式有效） 。 ccwl cwl 20 19 正转驱动禁止 反转驱动禁止 超程禁止：为on时停止伺服电机的运转。 cle 用于将位置偏差信号清为0，（低电平有效）。 spd1 1 用于速度指令切换选择与spd2配合使用。 （速度控制方式下） inh 脉冲指令输入禁止（低电平有效）。可用no.29（指令脉冲禁止输入无效） 禁止此信号。 spd2 2 用于速度指令切换选择与spd2配合使用。 （速度控制方式下） zerospd 与com-断开，速度指令被认为是0，可用参数no.8(零速输入选择)禁止此信 号。 t-sel2 23 用于转矩指令切换选择与t-sel1配合使用。 （转矩控制方式下） c-mode 在no.4（控制方式选择）=3，4或5时，切换控制方式 t-sel1 26 用于转矩指令切换选择与t-sel2配合使用。 （转矩控制方式下） puls+9 puls-10 sign+11 sign-12 指令脉冲输入端子，可以有三种不同方式输入，利用no.28选择下列中的一 种： 1、正交（a和b）输入。 2、cw/ccw脉冲输入。 3、指令脉冲/方向输入。 相关参数： 参数参数 号号 名称名称设定范围设定范围单单 位位 默认默认 值值 生效生效 时间时间 其他其他 控制模式选择： 设置值第一方式第二方式 【0】 位置控制方式 【1】 速度控制模式 【2】 转矩控制模式 【3】 位置模式速度模式 【4】 位置模式转矩模式 【5】 速度模式转矩模式 【6】 内部位置控制模式 【7】 内部速度控制模式 【8】 内部转矩控制模式 pa04 由 cn2-26(c-mode)来切换第一/第二方式 090 pa06驱动禁止输入无效011 pa07零速输入功能选择011 pa08零速信号有效选择 011 pa27脉冲输入逻辑取反010 pa28指令脉冲输入方式选择020 pa29指令脉冲禁止输入无效011 pa31输入指令脉冲倍频分子199991 pa32输入指令脉冲倍频分母199991 pa64输入信号逻辑电平选择02550 pa131内部速度指令 1-30003000500 pa132内部速度 2-30003000500 pa133内部速度 3-30003000500 3.2.1 s-on（伺服使能信号）（伺服使能信号） 测试方法测试方法 在各种控制控制方式下，s-on 信号有效则系统运行，s-on 信号无效则系统处于等待 状态。 主要进行 s-on 有效/无效时切换时的时序测试。 具体操作具体操作 步骤一、参数初始化后，改变参数 pa04=7（控制方式设置为内部速度控制） ，重新上电； 步骤二、连接好 eps 测试工装和伺服驱动器，在测试工装上使 s-on 信号有效，电机应以 pa131 的数值运行；使 s-on 无效，电机停转；在此信号的两种状态切换，观察系统运行 情况。 符合判据符合判据 1、伺服驱动器能正确响应 s-on 信号； 3.2.2 a-clr/spd_inv （报警清除（报警清除/速度反向信号）速度反向信号） a-clr 测试方法测试方法 伺服报警后，a-clr 信号用于对当前报警的清除，报警清除后，系统又可以正常运行。以 e.27（编码器 u、v、w 信号错误）报警为例。 具体操作具体操作 步骤一、连接好 eps 测试工装和伺服驱动器，拔掉编码器信号线，驱动器上电。 步骤二、驱动器显示 e.27（编码器 u、v、w 信号错误）报警； 步骤三、使 a-clr 信号有效，观察驱动器是否有复位现象。 符合判据符合判据 1、伺服驱动器能正确响应 a-clr 信号； 2、报警后，a-clr 信号有效期间，电机处于自由状态，相当于 s-off 状态； spd_inv 测试方法测试方法 在速度控制模式（pa04=7）时，使其信号有效，观察电机运行方向是否改变。 具体操作具体操作 步骤一、连接好 eps 测试工装和伺服驱动器，参数初始化后，改变参数 pa04=7（控制方 式设置为内部速度控制） ，重新上电； 步骤二、在 s-on 信号有效下，电机以正方向运转； 步骤三、拨动 eps 测试工装上 spd_inv 信号开关，使其有效，观察电机是否反转。 符合判据符合判据 1、伺服驱动器能正确响应 spd_inv 信号； 2、spd_inv 信号有效时，观察电机是否反转； 3.2.3 ccwl/cwl (正正/反转驱动禁止信号反转驱动禁止信号) 测试方法测试方法 当 ccwl/cwl 信号有效时，电机在 ccw/cw 方向停转，输出零速保持力矩，当接收 到 cw/ccw 方向上位机控制信号，才可正常工作。 通过对下述参数的设定，来切换“使用/不使用” 正/反转驱动禁止信号。 参数参数 号号 名称名称设定设定 范围范围 单单 位位 默认默认 值值 生效生效 时间时间 其他其他 驱动禁止输入无效：驱动禁止输入无效： 值值输入输入控制输控制输 入入 与与 com- 操作操作 pa06 【0】 有效有效ccwl 接通接通 （l） 正常，正常，ccw 限位开关不限位开关不 动作动作 011 开路开路 （h） ccw 方向行方向行 程被禁止，程被禁止， cw 方向允方向允 许许 接通接通 （l） 正常，正常，cw 限位开关不限位开关不 动作动作 cwl 开路开路 （h） cw 方向行方向行 程被禁止，程被禁止， ccw 方向允方向允 许许 【1】 无效无效 ccwl 和和 cwl 输入都无效，顺时输入都无效，顺时 针和逆时针方向的运行都允许针和逆时针方向的运行都允许 具体操作具体操作 步骤一、连接好 eps 测试工装和伺服驱动器，驱动器上电； 步骤二、参数初始化后，改变参数 pa04=7（控制方式设置为内部速度控制） ，pa06=0（驱 动禁止输入无效） ，重新上电 步骤三、在 s-on 信号有效下，正转转动电机后，使 ccwl 信号有效，禁止正转输入，检 查