ICS25.040.20 J50 备案号：57850—2017
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13070.12017
数控机床电气设备及系统 交流驱动单元
性能试验规范第1部分：总则 Electrical euipment and system of NC machine tools--Performance test
specification of AC drive unit-Part 1: General principle
2017-01-09发布
2017-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T13070.1--2017
目 次
前言 1范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 试验项目 5 一般要求. 5.1 概述.. 5.2 试验设备 5.3 试验环境. 5.4 试验方法 5.5 试验程序. 5.6 数据记录 5.7 试验报告. 附录A（规范性附录） 性能试验项目规范， A.1 概述. A.2 额定电流 A.3 额定输出容量 A.4 效率 A.5 转速变化率 A.6 正、反转速差率 A.7 调速： A.8 恒功率范围 A.9 稳速精度（电压变化） A.10 稳速精度（温度变化） A.11 稳速精度（时间变化） A.12 （旋转类驱动装置）静态刚度 A.13 （直线驱动装置）静态刚度， A.14 稳定性. A.15 （旋转类驱动装置）跟随性 A.16 （直线驱动装置）跟随性 A.17 过热保护参考文献
II
10 10 10 .10 11 12 12 13 13 14 .. 14
15 15 16 .17 18 .18 .19 21
图1 突加负载的时间响应曲线图2阶跃输入的时间响应
表1试验项目及方法 JB/T13070.1—2017
前言
JB/T13070《数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范》分为四个部分：
第1部分：总则；第2部分：参数自整定；
一
第3部分：机械谐振自动抑制；
第4部分：电流环、速度环及位置环带宽。 本部分为JB/T13070的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231）归口。 本部分起草单位：国家机床质量监督检验中心、哈尔滨工业大学、西安微电机研究所、沈阳高精
数控智能技术股份有限公司、广州数控设备有限公司、北京凯恩帝数控技术有限责任公司、武汉华中数控股份有限公司、北京航天数控系统有限公司、固高科技（深圳）有限公司、大连光洋科技集团有限公司、上海开通数控有限公司、浙江凯达机床股份有限公司。
本部分主要起草人：黄祖广、邢国春、徐殿国、赵钦志、文平阶、蒋峰、薛瑞娟、杨明、姜红、黄麟、陈建明、江善林、张学成、王志成、张玉洁、杨洪丽、张华峰、杜瑞芳、龚小云、何宇军、陈忠、 李文庆。
本部分为首次发布。
II JB/T13070.1—2017
数控机床电气设备及系统交流驱动单元
性能试验规范第1部分：总则
1范围
JB/T13070的本部分规定了数控机床用交流驱动单元性能试验的一般性要求，并规定了试验项目的试验要求及方法。
本部分适用于数控机床用交流驱动单元的性能试验。数控机床用的各种变频调速装置，以及其他类似用途的驱动单元性能试验也可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JB/T10275-2013数控机床交流主轴驱动单元通用技术条件 JB/T10276—2013数控机床交流伺服驱动单元通用技术条件 JB/T13070.2--2017数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范第2部分：参数白
整定
JB/T13070.3—2017 数控机床电气设备及系统 交流驱动单元性能试验规范第3部分：机械谐振自动抑制
JB/T13070.4—2017 数控机床电气设备及系统交流驱动单元性能试验规范第4部分：电流环，速度环及位置环带宽
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
交流驱动单元ACdriveunit 驱动单元当数控机床以交流伺服电动机作为伺服传动部件时，所对应的交流伺服电动机的控制装置。 注：改写JB/T10276—2013，定义3.1
3.2
交流驱动装置ACdrivedevice 驱动装置由交流驱动单元和交流伺服电动机连接在一起构成的交流驱动装置。 注：改写JB/T10276—2013，定义3.2。
3.3
速度控制 I speed control 以速度为被控量的控制模式。 ［GB/T16439—2009，定义3.6］
1 JB/T13070.1—2017
3.4
额定电流rated current 驱动单元在规定条件下能连续输出的最大电流。 ［[JB/T10275—2013，定义3.6]
3.5
额定输出容量rated capacity 驱动单元在额定电流下长期连续运行而不发生报警时输出的最大功率。
3.6
效率 efficiency n 驱动单元的输出有功功率P，与输入有功功率P，之比，按公式（1）计算。
P2×100% P
(1)
7
式中： P2--输出有功功率，单位为瓦（W); Pi——输入有功功率，单位为瓦（W)。 注：改写GB/T2900.26—2008，定义5.1.13。
3.7
转速变化率（静差率） speed regulation rate S 驱动装置在某一给定转速下，负载由空载增加到电动机连续工作区中规定的该转速下最大转矩负
载时，其转速变化的相对值。用百分数表示时，按公式（2）计算。
S = no =nI ×100%
(2)
no
式中： no 一空载下的转速，单位为转每分（r/min）； ni-负载下的转速，单位为转每分（r/min）。 注：改写JB/T10276—2013，定义3.4。
3.8
正、反转速差率 difference ratio between CW and CCW speed K, 旋转类驱动装置在额定电压下空载运行，不改变速度指令的量值，仅改变电动机的旋转方向，测量
电动机正、反两方向的速度平均值ncw和nw。正、反转速差率按公式（3）计算。
ncw-no ncw+nccw
×100%
(3)
K
式中： new 电动机顺时针旋转时的转速平均值，单位为转每分（r/min）；
电动机逆时针旋转时的转速平均值，单位为转每分（r/min）。
nccw 注：改写GB/T16439—2009，定义3.8。
3.9
调速比speed ratio D 驱动装置满足规定的转速变化率和规定的转矩波动（或转速波动）时的最低转速nmin与最高转速
2 JB/T13070.1—2017
nmax之比，按公式（4）计算。
nmin
D
(4)
nmax
式中： nmin -最低转速，单位为转每分（r/min）； nmax 最高转速，单位为转每分（r/min）。 注：改写JB/T10184—2014，定义3.2。
3.10
恒功率范围constantpowerrange 驱动装置保持在额定功率输出的状态下，所允许的转速变化范围的最大值与最小值之比。 ［JB/T10275--2013，定义3.10]
3.11
稳速精度steady speedaccuracy d 驱动装置在额定转速、规定负载条件下连续运行时，当电源电压变化，或环境温度变化，或电
源电压、环境温度不变但连续运行若干小时时，电动机实测转速与额定转速间最大差值的绝对值与额定转速的百分比分别称为电压变化的稳速精度、温度变化的稳速精度、时间变化的稳速精度，按公式（5）计算。
n-nN
x100%
(5)
nN
式中： n;实测转速，单位为转每分（r/min); n 额定转速，单位为转每分（r/min）。 注：改写JB/T10276-—2013，定义3.6。
3.12
（旋转类驱动装置）静态刚度 static stiffness 具有位置闭环的驱动装置处于空载零速工作状态，对电动机轴端的正转方向或反转方向施加连续
转矩To，同时测出轴的转角偏移量A9，则静态刚度按公式（6）计算。
静态刚度=
(6)
A0
式中： T。连续转矩，单位为牛米（N·m）； A日一一转角偏移量，单位为角分（"）。 注：改写JB/T10276—2013，定义3.7。
3.13
（直线驱动装置）静态刚度 static stiffness 具有位置闭环的直线电机驱动装置处于空载零速工作状态，对电动机动子施加正方向或反方向连
续推力F，测出位置的偏移量△L，则静态刚度按公式（7）计算。
静态刚度= Fo
(7)
AL
式中： Fo 连续推力，单位为牛（N)；
3 JB/T13070.1-2017
AL偏移量，单位为毫米（mm）。 3.14
稳定性stability 驱动装置抵抗转矩负载扰动的能力，如图1所示。
n或TL
0
Hw w2
TL
图1突加负载的时间响应曲线
注1：般以装置稳定运行中突加阶跃负载T.后的动态过程作为典型扰动过程。 注2：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转矩负载T改为推力负载F，转速n改为速度v。 注3：改写JB/T10276—2013，定义3.8。
3.14.1
动态速降dynamicspeeddrop AZ 当驱动装置稳态运行时，对电动机突然施加转矩负载后所引起的转速最大降落Anmx与原稳态值
nw的比。
驱动装置随后又逐渐达到新的稳态值nw2，而（nwlnw2）就是装置在该扰动作用下的稳态降落。驱动装置突加负载扰动时的动态降落的相对值则称为动态速降△Z，按公式（8）计算。
Anmax×100% nwl
AZ:
(8)
式中： Anmax 转速最大降落；
nwl 原稳态值，单位为转每分（r/min）。 注：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转矩负载T.改为推力负载FL，转速n改为速度v。 ［JB/T10276-—2013，定义3.8.1]
3.14.2
恢复时间 recoverytime t 新的稳态值在其附近取原稳态值的土1%范围作为允许误差带。从阶跃扰动作用开始到进入并不再
超出该误差带的所需最少时间，如图1所示。
注1：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转矩负载T改为推力负载F，转速n改为速度v。 注2：改写JB/T10276—2013，定义3.8.2
3.15
跟随性following 在给定信号变化作用下驱动装置的转速输出量变化的情况，如图2所示。
4 JB/T13070.1—2017
nma nw 0.9 mw
说明：t.为上升时间，t为调节时间。
图2阶跃输入的时间响应
注1：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转速n改为速度V。 注2：改写JB/T10276—2013，定义3.9。
3.15.1
上升时间risetime t. 转速输出量从零起第一次上升到稳态值n的90%所经过的时间，它表示动态响应快速性。 注：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转速n改为速度v，所有符号n均改为V。 ［JB/T10276—2013，定义3.9.1]
3.15.2
超调量overshoot a 转速输出量超出稳态值的最大转速差值（nmax-nw）与稳态值nw之比，它反映驱动装置的相对稳
定性，用百分数表示，按公式（9）计算。
nmax = nw ×100%
(9)
nw
注：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转速n改为速度V。 ［[JB/T10276—2013，定义3.9.2]
3.15.3
调节时间settlingtime 响应曲线以阶跃响应曲线稳态值的土5%范围作为允许误差带，达到并不再超出该误差带所需的最
少时间。它用来衡量装置整个调节过程的快慢。
注1：定义仅适用于旋转驱动单元。对直线驱动单元，转速n改为速度v，所有符号n均改为V。 注2：改写JB/T10276—2013，定义3.9.3。
3.16
制动功能brakefunction 将电动机转轴上的机械能迅速释放，以使电动机迅速降速或停止。电动机的制动方法常用的有回馈
制动、能耗制动等多种方式。
［JB/T10275-—2013，定义3.3.1]
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