使用正交編碼接口（QEI）測(cè)試電機(jī)速度和角度-云帆興燁
在本文中，我們將介紹如何使用力科WaveRunner 8000HD電機(jī)驅(qū)動(dòng)分析儀采集QEI A相，B相和Z索引信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的電機(jī)轉(zhuǎn)速和角度值。我們將分別使用模擬通道和數(shù)字通道采集QEI信號(hào)。
使用模擬通道采集QEI信號(hào)
是采集的2s時(shí)間的QEI A相、B相和Z索引信號(hào)（左側(cè)），右側(cè)波形是以4000：1比例隨左側(cè)波形的放大，設(shè)置的采樣率為5 MS / s，采集了10MS的樣點(diǎn)。
注意，從放大的模擬信號(hào)上,可以看到一些明顯的瞬態(tài)干擾。用模擬通道采集QEI信號(hào)是評(píng)估信號(hào)質(zhì)量的重要的第一步，可幫助描述如何正確設(shè)置后面的數(shù)字通道（MSO）采集。
速度和角度計(jì)算設(shè)置
圖2是MDA電機(jī)驅(qū)動(dòng)分析儀中計(jì)算機(jī)械速度、角度和轉(zhuǎn)矩的設(shè)置對(duì)話框。我們使用了速度和角度設(shè)置1，選擇方法為正交編碼器，并將A，B和Z輸入定義到相應(yīng)的采集通道。輸入Pulse / Rotation值為2048，并啟用了角度追蹤觀察器（觀察器狀態(tài)）。MDA還可以使用偏移角來將測(cè)量到的QEI機(jī)械角度校正為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)角度，以調(diào)試依賴于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)角的控制系統(tǒng)的行為，例如矢量場(chǎng)定向控制（FOC）。
顯示計(jì)算出的速度、角度值和波形
顯示了采集的QEI信號(hào)波形、速度（橙色，右上角）波形和角度（品紅色，右下角）波形以及數(shù)值表（平均值）和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
顯示從QEI采集數(shù)據(jù)計(jì)算出的速度波形（黃色，右上）和角度波形（粉紅，右下），同時(shí)顯示了平均值（數(shù)值表）和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
速度的平均值為1038 RPM; 角度的平均值為180°，在“速度波形”中可以看到角度追蹤觀察器中使用的數(shù)字濾波器的啟動(dòng)時(shí)間（這是此類數(shù)字濾波器的正常行為）。角度追蹤觀察器過濾速度值的變化，就像電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)做的一樣。
是另一種狀況，只使用QEI A相和B相信號(hào)，沒有使用Z索引脈沖，這樣就無法計(jì)算角度，但是可以計(jì)算速度、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和波形數(shù)據(jù)。
使用數(shù)字通道采集QEI信號(hào)
最后，我們展示MDA電機(jī)驅(qū)動(dòng)分析儀如何使用其數(shù)字（MSO）通道來采集QEI A、B和Z信號(hào)，用于速度和角度計(jì)算。使用數(shù)字輸入，可以節(jié)省模擬通道用于其他用途，如交流市電或驅(qū)動(dòng)輸出（PWM）波形，直流總線電壓和電流測(cè)量，柵極驅(qū)動(dòng)，傳感器或控制/反饋信號(hào)。
是使用DATA0，DATA1和DATA2數(shù)字通道（也顯示了DATA3至DATA7，但未使用）采集QEIA，B和Z信號(hào)。如前所述，在速度和角度設(shè)置對(duì)話框中將數(shù)字輸入信號(hào)分配給A，B和Z。顯示速度和角度波形、數(shù)字平均值表和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，角度追蹤觀察器的使用也與以前的模擬通道輸入類似。
使用數(shù)字通道采集QEI A,B,Z信號(hào)，用于計(jì)算速度和角度波形（右邊）和平均數(shù)值表及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
總結(jié)
力科WaveRunner8000HD電機(jī)驅(qū)動(dòng)分析儀內(nèi)置強(qiáng)大的算法，可以從復(fù)雜的QEI編碼數(shù)據(jù)中計(jì)算出速度和角度信息，并將信息以直觀的波形顯示，如同直接探測(cè)一樣。額外的角度追蹤觀察濾波器，允許直接和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)行為作對(duì)比。計(jì)算的數(shù)據(jù)可以與扭矩信息（也由MDA計(jì)算）一起計(jì)算機(jī)械功率。所有計(jì)算出的速度和角度信息和波形，與MDA采集或計(jì)算的所有其他信號(hào)在時(shí)間上相互關(guān)聯(lián)，以完全了解逆變器部分、控制系統(tǒng)和系統(tǒng)級(jí)的動(dòng)態(tài)行為。