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AQMD3630NS大功率驱动器通过负载能力与温升试验

爱控电子 | 2014-03-26

一、试验机构

本次负载能力与温升试验由成都爱控电子科技有限公司技术部自行组织实施,试验时间为20141月至20143月,试验地点为公司实验室。本试验旨在全面测试AQMD3630NS大功率直流电机驱动器在超负载条件下的负载能力及相应负载下的温升情况,验证产品在极端工况下的可靠性与安全性。

试验使用的主要设备包括:AQMD3630NS直流电机驱动器(硬件版本V0.95)、兆信RXN-6060D开关电源(60V 60A可调开关电源)、1欧姆/1000W大功率电阻、尤奈特MY1020 24V 500W直流有刷电机、胜利VC9808+数字万用表、BENETECH GM320红外测温仪、USB-485转换器及配套PC机和AQMDDemo.exe 1.02示例程序。

二、试验产品

本次受试产品为AQMD3630NS型大功率直流电机驱动器(硬件版本V0.95),是成都爱控电子科技有限公司自主研发的大功率电机驱动产品。该驱动器额定电流30A,具备RS485通讯控制功能,可通过PC机远程实时监控和调节电机的运行状态,包括PWM输出、电流监测、系统参数配置等。

AQMD3630NS驱动器采用双路并联设计,两路V+V-MO+MO-各自并联,可有效分担大电流负载,降低单路器件的热应力,提升整体可靠性。该产品广泛应用于工业自动化、智能设备等需要大功率直流电机驱动的领域。

三、试验依据

本次试验由成都爱控电子科技有限公司技术部依据电机驱动器产品品质管控要求自主设计实施,重点验证驱动器在超负载工况下的负载能力与温升表现。试验采用阻性负载和感性负载两种典型工况,分别在20A30A两种负载电流下进行测试,模拟产品在实际使用中可能遇到的极端负载条件。

试验环境温度在1620摄氏度之间变化,取18摄氏度作为基准环境温度。温度测量采用BENETECH GM320红外测温仪,测量部位包括驱动器机壳顶面温度(TT)、机壳底面温度(TB)和驱动器内部最高温度(TM)。

四、试验内容

本次负载能力与温升试验共设置两大类八组试验,涵盖阻性负载和感性负载两种工况,分别在20A30A两种负载电流下测试5分钟、10分钟、15分钟和20分钟四个时间节点,全面评估驱动器的负载能力与温升特性。

(一)阻性负载下的负载能力测试

使用1欧姆/1000W大功率电阻作为负载,测试AQMD3630NS驱动器在阻性负载条件下的负载能力与温升情况。驱动器配置为RS485通讯控制方式,通过PC机上的AQMDDemo.exe程序远程控制。将"额定电流"设为30A"工作电流"设为20A(或30A),通过缓慢调高开关电源输出电压使负载电流逐步接近目标值,PWM输出保持99.9%,记录各时间节点驱动器各部位温度。

1. 20A负载电流测试

在阻性负载、20A负载电流条件下,分别测试5分钟、10分钟、15分钟和20分钟四个时间节点。电源电压约22V,负载电流稳定在19.9A左右。测试结果如下:

测试时长

电源电压(V)

负载电流(A)

机壳顶面TT(摄氏度)

机壳底面TB(摄氏度)

内部最高TM(摄氏度)

5分钟

22.1

19.9

18.5→26.5

19.5→25.0

19.5→41.1

10分钟

22.2

19.9

18.1→26.6

20.0→25.8

20.0→41.9

15分钟

22.0

19.9

17.8→29.8

18.0→29.2

18.2→43.9

20分钟

21.1

19.8

18.0→30.8

18.0→30.1

18.0→44.5

 

2. 30A负载电流测试

在阻性负载、30A负载电流条件下,分别测试5分钟、10分钟、15分钟和20分钟四个时间节点。电源电压约32V,负载电流稳定在29.9A左右。测试结果如下:

测试时长

电源电压(V)

负载电流(A)

机壳顶面TT(摄氏度)

机壳底面TB(摄氏度)

内部最高TM(摄氏度)

5分钟

32.8

29.7

20.5→31.9

20.3→28.2

20.1→54.0

10分钟

31.7

29.9

16.0→41.7

16.0→39.7

16.0→69.0

15分钟

33.1

29.9

20.4→45.0

18.3→44.5

18.3→75.0

20分钟

31.7

29.9

16.0→45.0

16.0→45.3

16.0→77.0

 

(二)感性负载下的负载能力测试

使用尤奈特MY1020 24V 500W直流有刷电机(堵转状态,即固定转轴使转子不能转动)作为感性负载,测试AQMD3630NS驱动器在感性负载条件下的负载能力与温升情况。驱动器同样配置为RS485通讯控制方式,通过PC机远程控制,将"额定电流"设为30A"工作电流"设为20A(或30A),记录各时间节点驱动器各部位温度。

1. 20A负载电流测试

在感性负载、20A负载电流条件下,分别测试5分钟、10分钟、15分钟和20分钟四个时间节点。电源电压24V,负载电流稳定在20.0A。测试结果如下:

测试时长

电源电压(V)

负载电流(A)

机壳顶面TT(摄氏度)

机壳底面TB(摄氏度)

内部最高TM(摄氏度)

5分钟

24.0

20.0

18.2→24.6

18.0→22.9

18.1→34.7

10分钟

24.0

20.0

21.0→26.0

21.0→26.0

21.0→36.0

15分钟

23.8

20.0

17.5→29.8

17.3→29.2

17.5→43.9

20分钟

24.0

20.0

22.0→30.0

21.0→30.2

28.0→44.0

 

2. 30A负载电流测试

在感性负载、30A负载电流条件下,分别测试5分钟、10分钟、15分钟和20分钟四个时间节点。电源电压约24V,负载电流稳定在30.0A。测试结果如下:

测试时长

电源电压(V)

负载电流(A)

机壳顶面TT(摄氏度)

机壳底面TB(摄氏度)

内部最高TM(摄氏度)

5分钟

23.6

30.0

19.8→32.9

21.5→29.7

21.8→53.9

10分钟

23.7

30.0

19.1→35.0

19.1→34.0

19.1→68.0

15分钟

23.6

30.0

20.0→36.5

20.0→41.0

20.0→69.0

20分钟

23.6

30.0

17.0→43.0

17.0→44.0

17.0→70.0

 

五、试验结论

经成都爱控电子科技有限公司技术部综合评定,AQMD3630NS大功率直流电机驱动器在阻性负载和感性负载两大类八组负载能力与温升试验中,所有测试条件下驱动器均能正常工作,各器件温度均在安全范围内。以环境温度18摄氏度为基准,试验结论如下:

✓ 20A负载电流(阻性负载):机壳顶面温升稳定后约30摄氏度,机壳底面温升稳定后约30摄氏度,内部最高温升稳定后约45摄氏度;

✓ 20A负载电流(感性负载):机壳顶面温升稳定后约30摄氏度,机壳底面温升稳定后约30摄氏度,内部最高温升稳定后约45摄氏度;

✓ 30A负载电流(阻性负载):机壳顶面温升稳定后约40摄氏度,机壳底面温升稳定后约40摄氏度,内部最高温升稳定后约75摄氏度;

✓ 30A负载电流(感性负载):机壳顶面温升稳定后约40摄氏度,机壳底面温升稳定后约40摄氏度,内部最高温升稳定后约70摄氏度。

 

实测发现,驱动器内部温度最高的部位为大功率铝壳电阻,该器件远离驱动器内的控制电路。驱动器内所有器件耐温均不低于85摄氏度,在上述所有测试条件下,所有器件均工作在正常温度范围内,产品性能安全可靠。

值得注意的是,即使在30A超负载电流下持续工作20分钟,驱动器内部最高温度也仅为77摄氏度(阻性负载工况),距离85摄氏度的器件耐温上限仍有充足的安全裕量。工作20分钟后驱动器温升已趋于稳定,不再明显上升,说明散热设计合理有效。

六、试验意义

负载能力与温升试验是电机驱动器品质管控中最为关键的环节之一,直接关系到产品在实际工况下的安全性和可靠性。本次试验对AQMD3630NS大功率驱动器进行了超负载的"暴力测试"——不仅在额定20A电流下进行长时间连续运行测试,更将负载电流提升至30A(超出额定值50%),在阻性负载和感性负载两种极端工况下全面验证驱动器的负载极限与散热性能,试验条件堪称严苛。

成都爱控电子科技有限公司始终坚持对所有产品进行严格甚至严苛的超负载暴力测试。本次负载能力与温升试验只是公司众多品控环节中的一项,公司此前已持续开展嵌入式软件质量检测(四川省质检院)、功能与性能专项检测、软件产品登记测试(成都信息处理产品检测中心)、TUV莱茵深度认证验商、极端环境可靠性试验等多维度的品质保障工作,构建了完善的质量管控体系。

AQMD3630NS大功率驱动器在30A超负载条件下依然保持安全可靠的运行状态,温升控制优异,充分印证了爱控电子在大功率电机驱动领域的技术实力和产品设计水平。这不仅为客户在工业应用中选型提供了坚实的信赖基础,更体现了爱控电子"品质至上、以严苛验证品质"的坚定承诺。未来,爱控电子将继续秉持精益求精的理念,为客户提供更加可靠、更加优质的电机驱动产品和解决方案。


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