ICS 25.040.20 J50 备案号：57853—2017
JB
中华人民共和国机械行业标准
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
Electrical equipment and system of NC machine tools--Performance test specification of AC drive unit--Part 4: Bandwidth of current loop, speed loop
and position loop
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/T13070.4-2017
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件术语和定义
4 4
试验设备.. 4.1一般要求.. 4.2试验配置. 4.3主要性能指标. 5 试验环境.. 6 试验方法 7 试验程序 7.1 电流环带宽的测试 7.2速度环带宽测试. 7.3位置环带宽测试. 8试验数据记录与处理， 8.1电流环、速度环及位置环带宽性能试验记录 8.2试验记录格式附录A（资料性附录） 试验记录示例参考文献
图1电流环、速度环及位置环测试平台示意图
表A.1速度环带宽测试记录 JB/T13070.4—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：一第1部分：总则；
第2部分：参数自整定：第3部分：机械谐振自动抑制；一第4部分：电流环、速度环及位置环带宽。 本部分为JB/T13070的第4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：哈尔滨工业大学、国家机床质量监督检验中心、西安微电机研究所。 本部分主要起草人：杨明、徐殿国、黄祖广、赵钦志、邹继斌、李立毅、姜红、江善林、陈建明、
张学成。
本部分为首次发布。
II 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
1范围
JB/T13070的本部分规定了数控机床用交流驱动单元电流环、速度环及位置环带宽试验的术语和定义、试验设备、试验环境、试验方法、试验程序、试验数据记录与处理。
本部分适用于数控机床用交流驱动单元电流环、速度环及位置环带宽试验。其他类似用途的交流驱动单元电流环、速度环及位置环带宽试验也可参照执行。
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/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
3术语和定义
JB/T13070.1—2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
频带宽度bandwidth 驱动装置输入量为正弦波，随着正弦波信号的频率逐渐升高，对应的输出量的相位滞后逐渐增大，
同时幅值逐渐减小，相位滞后增大至90°时或者幅值减小至低频段幅值1/V2时的频率。
［GB/T16439—2009，定义3.13]
4试验设备
4.1一般要求
按JB/T13070.1-2017中5.2的规定。 4.2试验配置
试验配置如下：
电流环、速度环及位置环测试平台（见图1）；频率特性分析仪；数字示波器。
1 JB/T13070.4—2017
负载惯量
信号反馈
被测电动机
指令信号
驱动器
频率特性分析仪
图1电流环、速度环及位置环测试平台示意图
4.3主要性能指标
主要性能指标如下：
电气测量仪器、仪表精度不低于0.5%；转矩测量仪表精度不低于0.5% -扫频范围为0.1Hz～10kHz，振幅精度为士0.5dB，相位精度为士1°。
5试验环境
按JB/T13070.1—2017中5.3的规定。
6试验方法
分别在伺服系统电流环、速度环及位置环控制模式下，检测其输入指令与反馈值的幅度及相角频率特性，按照频带宽度的定义，检测各个控制环的带宽，并记录伯德图。
7试验程序
7.1电流环带宽的测试
试验程序如下： a）将被测电动机按要求安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘大于电动机本体
惯量5倍以上。 b）驱动器工作在电流环（转矩）模式下。 c）输入呈正弦波并带有一定直流偏置的转矩指令，使电动机转速在维持30%额定转速基础上做正
弦加减速，以此降低驱动器脉宽死区以及动静摩擦对转矩带宽的影响。 d）转矩指令正弦幅值为100%额定转矩指令值，频率由10Hz逐渐升高，随着指令正弦波频率的提
高，电动机实际转矩的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。以相位滞后增大至90°时的频率作为转矩伺服系统90°相移的频带宽度；以幅值减小至70.7%时的频率作为转矩伺服系统-3dB频带宽度。
7.2速度环带宽测试
试验程序如下：
2 JB/T13070.4—2017
a）将被测电动机按要求安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘等于电动机本体
惯量。 b）驱动器工作在速度环模式下。 ）输入皇正弦波并带有一定直流偏置的转速指令，使电动机转速在维持30%额定转速基础上做正
弦加减速，以此降低驱动器脉宽死区以及动静摩擦对转矩带宽的影响。 d）转速指令正弦幅值为10%额定转速指令值，频率由1Hz逐渐升高，随着指令正弦波频率的提
高，电动机实际转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。 以相位滞后增大至90°时的频率作为速度伺服系统90°相移的频带宽度；以幅值减小至70.7% 时的频率作为速度伺服系统-3dB频带宽度。
7.3位置环带宽测试
试验程序如下： a）将被测电动机按要求安装在电流环，速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘的惯量等于电动
机本体惯量。 b）驱动器工作在位置环模式下。 c）输入呈正弦波并带有一定直流偏置的位置指令，使电动机转速在维持30%额定转速基础上做正
弦加减速，以此降低驱动器脉宽死区以及动静摩擦对转矩带宽的影响。 d）位置指令正弦幅值为10%单位周脉冲，频率由1Hz逐渐升高，随着指令正弦波频率的提高，
电动机实际位置的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。以相位滞后增大至90°时的频率作为位置伺服系统90°相移的频带宽度：以幅值减小至70.7%时的频率作为位置伺服系统-3dB频带宽度。
8试验数据记录与处理
8.1电流环、速度环及位置环带宽性能试验记录
试验后的记录中应包括下列信息：
被测电动机的身份信息（如名称、规格、型号、生产厂商、产地等）；试验设备、仪器仪表名称；对试验方法或程序的偏离及说明：测试的试验数据及曲线，简要列出数据分析处理过程及所用公式等：试验期间记录的室内环境条件；试验单位名称、确认试验数据有效的人员签名及日期。
8.2试验记录格式
试验记录示例参见附录A。
3 JB/T13070.4——2017
附录A （资料性附录）试验记录示例
速度环带宽试验程序如下： a）将被测电动机安装在电流环、速度环及位置环测试平台上，所带惯量盘等于电动机本体惯量。 b）驱动器设定为速度环控制模式。 c）以频率特性分析仪的输出作为伺服驱动器的模拟量转速输入，驱动器的转速监控DA输出（或
测试发电动机的输出）作为频率特性分析仪的输入：设置3V为正弦波幅值（10%额定转速）以及直流偏置信号（30%额定转速）。
d）频率特性分析仪启动扫频模式，扫频范围为1Hz～500Hz。 e）记录扫频结果，示例见表A.1。
表A.1 速度环带宽测试记录
序号
-3db下的频率 90°下的频率
频率特性曲线
OW
.091
64.0
F
Default
Aou
4000
n
额率Hz
一5吉京章车商养常常学
0
108.1 Hz
67.32 Hz
1
（）
efault Auto Tuning
一
10-
10
频率Hz
4 JB/T13070.4—2017
参考文献
［1]GB/T16439—2009 交流伺服系统通用技术条件
5