一
、電機測試需求分析

下圖是一個典型的電機驅動和控製係統框圖
，大致分為功率驅動部分
、電機控製部分、電機和傳感器部分。

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1、功率驅動部分

圖2 中的功率驅動部分是一個典型的級聯H-bridge驅動電路。將其放大到圖3顯示：

H-bridge驅動電路的輸入為三相交流電，經過整流後變成直流電壓(DC bus)。6個功率管組成的橋式電路將直流電壓逆變為三相PWM信號輸出給電機。

對於這一部分進行功率分析是電機測試最重要的內容。主要關注輸入端的功率測量，輸出端的功率測量，以及功率轉換效率。

其次橋式電路的調試和驗證也是必不可少的，這通常涉及對6個功率管的驅動電壓、漏源電壓和電流的測量。

2、電機控製部分

電機控製部分通常是一個嵌入式係統，核心是DSP或MCU，主要負責執行電機驅動算法、采集電機反饋信號以及和其他係統的通信接口。對這部分的測試涉及常規的數字電路測試
，接口電路測試等。

3
、電機和傳感器

對電機的測試主要關注輸入的電氣功率、其實就是功率驅動部分的輸出功率，電機輸出的機械參數
，即轉速、扭矩、方向等，這些機械參數通常可由傳感器輸出。

二
、測試功能

為了滿足上述的測試需求，力科公司推出的8通道、12bit示波器HDO8000係列能夠提供以下測試功能：

1. 功率分析

我們已經了解到如何用示波器測試三相電的有功功率、無功功率
、視在功率以及功率因數等參數
，對於電機功率驅動電路的輸入和輸出功率的測量也是相同原理。為了適應多種供電方式
，HDO8000能夠測量五種接線方式：單相兩線製
、單相三線製、三相三線製(兩瓦特計和三瓦特計)、三相四線製。儀器界麵會給出連線示意圖，指導使用者如何連接被測信號。同時也提供火線-火線電壓到火線-零線電壓的轉換。圖4是設置界麵示意。


功率參數的測試結果能以表格方式顯示在儀器界麵上，如下圖所示。

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除了圖5所suo示shi的de功gong率lv參can數shu以yi外wai，還hai可ke以yi觀guan測ce信xin號hao的de波bo形xing，特te別bie是shi能neng夠gou提ti取qu一yi個ge周zhou期qi內nei的de細xi節jie波bo形xing以yi供gong分fen析xi。另ling外wai還hai能neng對dui功gong率lv等deng參can數shu在zai長chang時shi間jian內nei變bian動dong情qing況kuang做zuo數shu值zhi統tong計ji。這zhe特te別bie適shi合he對dui電dian機ji啟qi動dong和he停ting止zhi過guo程cheng、負載變化過程做動態響應分析。例如當HDO8000存儲深度為200Mpts，采樣率設為10MS/s時，可以觀測20秒長度的三相電電壓、電流、各種功率、功率因數

、相角的實時波形。下圖是一個長時間動態響應分析的例子：

2. 功率器件的調試和驗證

除了對功率驅動部分的輸入、輸出功率進行測量分析以外，還可以針對其中的功率器件(MOSFET/IGBT/GTR)進行測量分析，比如：

柵極驅動信號測量
飽和漏-源壓降
開關管瞬時功率
開關管導通和關斷損耗
開關管上電過程不同階段的損耗
動態導通電阻
安全工作區(SOA)

因為HDO8000是一款8通道示波器
，它能夠同時觀測多個開關管的狀態，這對於調試和驗證橋式驅動電路非常必要。例如下圖顯示了一個H-bridge驅動電路在啟動過程的信號。利用HDO8000同時測量驅動輸出的6個電壓和電流信號
，多個功率器件的異常開關能夠同時觀測到
，有利於加快調試進度。

3. 電機機械參數測量

HDO8000支持直接測量電機傳感器輸出信號，可以在儀器界麵上顯示出轉速、扭矩
、方向
、位置等機械參數，目前支持的傳感器種類有:

脈衝式轉速傳感器
霍爾傳感器
旋轉變壓器(Resolver )
正交編碼器(Quadrature Encoder )

4. 電機控製係統測試

HDO8000借助8個模擬通道和最多16個數字邏輯通道可以測量分析嵌入式係統的各種模擬和數字信號。例如嵌入式係統中常用的UART、I2C、SPI、以太網等信號，機電係統中常用的CAN,RS-232/422/488總線等，下圖是一個 CAN總線信號測試的示意。借助解碼功能，可以直接在示波器上將信號所表示的CAN消息解碼出來：