一.导言
世界动力组织IEA从前宣称全球45%的电能是电机所耗费的。在我国，这个份额是54%。这一方面反映了电机的运用是如此广泛，另一方面也敦促业界开发和运用更高效的电机。为了满意机电工程师对电机驱动和操控体系的测验需求，力科公司新推出根据8通道、12bit示波器的电机驱动和操控体系测验渠道HDO8000。
图1 电机驱动和操控体系测验渠道HDO8000
二. 电机测验需求剖析
下图是一个典型的电机驱动和操控体系框图，大致分为功率驱动部分、电机操控部分、电机和传感器部分。
图2 一个典型的电机驱动和操控体系
功率驱动部分
图2 中的功率驱动部分是一个典型的级联H-bridge驱动电路。将其扩大到图3显现：
图3 H-bridge驱动电路
H-bridge驱动电路的输入为三相交流电，通过整流后变成直流电压(DC bus)。6个功率管组成的桥式电路将直流电压逆变为三相PWM信号输出给电机。
关于这一部分进行功率剖析是电机测验最重要的内容。首要重视输入端的功率丈量，输出端的功率丈量，以及功率转化功率。
其次桥式电路的调试和验证也是必不可少的，这一般触及对6个功率管的驱动电压、漏源电压和电流的丈量。
电机操控部分
电机操控部分一般是一个嵌入式体系，中心是DSP或MCU，首要担任履行电机驱动算法、收集电机反应信号以及和其他体系的通讯接口。对这部分的测验触及惯例的数字电路测验，接口电路测验等。
电机和传感器
对电机的测验首要重视输入的电气功率、其实便是功率驱动部分的输出功率，电机输出的机械参数，即转速、扭矩、方向等，这些机械参数一般可由传感器输出。
三. 测验功用
为了满意上述的测验需求，力科公司推出的8通道、12bit示波器HDO8000系列能够供给以下测验功用：
1. 功率剖析
在《使用八通道示波器剖析三相交流电》一文中，咱们现已了解到怎么用示波器测验三相电的有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等参数，关于电机功率驱动电路的输入和输出功率的丈量也是相同原理。为了习惯多种供电方法，HDO8000能够丈量五种接线方法：单相两线制、单相三线制、三相三线制(两瓦特计和三瓦特计)、三相四线制。仪器界面会给出连线暗示图，辅导运用者怎么衔接被测信号。一起也供给前方-前方电压到前方-零线电压的转化。图4是设置界面暗示。
图4 电机功率测验设置界面暗示
功率参数的测验成果能以表格方法显现在仪器界面上，如下图所示。
图5 功率数值丈量成果除了图5所示的功率参数以外，还能够观测信号的波形，特别是能够提取一个周期内的细节波形以供剖析。别的还能对功率等参数在长期内变动状况做数值计算。这特别合适对电机发动和中止进程、负载改变进程做动态响应剖析。例如当HDO8000存储深度为200Mpts，采样率设为10MS/s时，能够观测20秒长度的三相电电压、电流、各种功率、功率因数、相角的实时波形。下图是一个长期动态响应剖析的比方：
图6 电机驱动动态响应剖析比方
2. 功率器材的调试和验证
除了对功率驱动部分的输入、输出功率进行丈量剖析以外，还能够针对其间的功率器材(MOSFET/IGBT/GTR)进行丈量剖析，比方：
栅极驱动信号丈量
饱满漏-源压降
开关管瞬时功率
开关管导通和关断损耗
开关管上电进程不同阶段的损耗
动态导通电阻
安全作业区(SOA)
由于HDO8000是一款8通道示波器，它能够一起观测多个开关管的状况，这关于调试和验证桥式驱动电路十分必要。例如下图显现了一个H-bridge驱动电路在发动进程的信号。使用HDO8000一起丈量驱动输出的6个电压和电流信号，多个功率器材的反常开关能够一起观测到，有利于加速调试进展。
图7 H-bridge驱动电路输出电压电流波形
3. 电机机械参数丈量
HDO8000支撑直接丈量电机传感器输出信号，能够在仪器界面上显现出转速、扭矩、方向、方位等机械参数，现在支撑的传感器品种有:
脉冲式转速传感器
霍尔传感器
旋转变压器(Resolver )
正交编码器(Quadrature Encoder )
4. 电机操控体系测验
HDO8000凭借8个模仿通道和最多16个数字逻辑通道能够丈量剖析嵌入式体系的各种模仿和数字信号。例如嵌入式体系中常用的UART、I2C、SPI、以太网等信号，机电体系中常用的CAN,RS-232/422/488总线等，下图是一个 CAN总线信号测验的暗示。凭借解码功用，能够直接在示波器大将信号所表明的CAN音讯解码出来：
图8 CAN总线测验暗示
