一種電機控制器出廠檢驗系統的製作方法
2023-05-09 23:46:26
一種電機控制器出廠檢驗系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種電機控制器出廠檢驗系統，包括：與待測電機控制器相連、以模擬所述待測電機控制器的負載的加載設備，所述加載設備為阻感負載或電感負載；小功率電機；與所述小功率電機相連、以驅動所述小功率電機運轉的控制器；連接所述小功率電機和所述待測電機控制器的轉速傳感器，用於獲取並輸出與所述小功率電機的轉速相關的電信號；以及分別與所述控制器和所述待測電機控制器相連的上位機，所述上位機內置有上位機軟體和可供所述待測電機控制器下載的三相電流閉環控制軟體，以實現對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗。
【專利說明】一種電機控制器出廠檢驗系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機控制器出廠檢驗【技術領域】，更具體地說，涉及一種電機控制器出廠檢驗系統。
【背景技術】
[0002]電機控制器用於控制電機的運轉狀態，是電動汽車的核心部件之一。
[0003]在將經測試合格的零部件組裝成電機控制器整機的過程中，所述電機控制器的硬體電路難免會受到線束的錯誤組裝以及電子器件的靜電損壞等不良因素的影響，因此有必要對組裝後的電機控制器進行出廠檢驗。
[0004]傳統的出廠檢驗系統以帶載的三相電機作為待測電機控制器的模擬負載，並為待測電機控制器置入三相電流閉環控制軟體以建立給定電流的電流環；若所述電流環的穩態誤差滿足允許的誤差範圍，則認為其硬體完好。其中所述給定電流的頻率根據所述帶載的三相電機的給定轉速計算得到。此外，考慮到所述帶載的三相電機的轉速不可控，因此傳統的出廠檢驗系統一般還需要為其增設專門的電機對拖系統以穩定其轉速。
[0005]但是，所述帶載的三相電機和所述電機對拖系統功率大、佔地面積廣、成本高、噪聲汙染嚴重，且在長時間連續帶載使用過程中會嚴重磨損甚至損壞，後期維修費用較高，因此該出廠檢驗系統可滿足電機控制器開發階段的整機電路測試，卻並不適合其批量生產時的出廠檢驗。
實用新型內容
[0006]有鑑於此，本實用新型提供一種電機控制器出廠檢驗系統，以實現對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗。
[0007]一種電機控制器出廠檢驗系統，包括:
[0008]與待測電機控制器相連、以模擬所述待測電機控制器的負載的加載設備，所述加載設備為阻感負載或電感負載；
[0009]小功率電機；
[0010]與所述小功率電機相連、以驅動所述小功率電機運轉的控制器；
[0011]連接所述小功率電機和所述待測電機控制器的轉速傳感器，用於獲取並輸出與所述小功率電機的轉速相關的電信號；
[0012]以及分別與所述控制器和所述待測電機控制器相連的上位機，所述上位機內置有上位機軟體和可供所述待測電機控制器下載的三相電流閉環控制軟體。
[0013]其中，所述轉速傳感器可採用光電編碼器。
[0014]其中，所述轉速傳感器可採用旋轉變壓器。
[0015]其中，所述小功率電機為小功率單相電機。
[0016]可選地，所述電機控制器出廠檢驗系統還包括:與所述待測電機控制器的高壓電源輸入端相連的高壓配電櫃，以及與所述待測電機控制器的低壓電源輸入端相連的低壓配電櫃。
[0017]從上述的技術方案可以看出，本實用新型採用阻感負載(或電感負載)模擬待測電機控制器的負載，並採用小功率電機為待測電機控制器提供可變的電機轉速，待測電機控制器根據三相電流閉環控制軟體建立給定電流的電流環，若該電流環的穩態誤差滿足允許的誤差範圍，則認為其硬體電路完好。其中所述給定電流的頻率根據所述小功率電機的給定轉速計算得到。相較於現有技術使用的需額外增設電機對拖系統的帶載的大功率三相電機，本實用新型所述的阻感負載(或電感負載)和小功率電機體型小、成本低、噪聲小，且所述小功率電機的後期維修費用遠遠低於所述帶載的大功率三相電機，因此本實用新型明顯更適合對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型實施例公開的一種電機控制器出廠檢驗系統結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例公開的又一種電機控制器出廠檢驗系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0022]參見圖1，本實用新型實施例公開了一種電機控制器出廠檢驗系統，以實現對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗，包括加載設備100、小功率電機200、控制器300、轉速傳感器400，以及內置有上位機軟體和可供待測電機控制器MC下載的三相電流閉環控制軟體的上位機500，其中:
[0023]加載設備100與待測電機控制器MC相連，以模擬待測電機控制器MC的實際負載；該加載設備100為阻感負載或電感負載；
[0024]控制器300與小功率電機200相連，以驅動小功率電機200運轉；
[0025]轉速傳感器400連接於小功率電機200和待測電機控制器MC之間，用於獲取並輸出與小功率電機200的轉速相關的電信號；
[0026]上位機500分別接控制器300和待測電機控制器MC。
[0027]本實施例所述的小功率電機200是指折算到1500r/min時，最大連續定額功率不超過1.1kff的電機，該界定標準出自「GB2900.27-1995電工名詞述語小功率電動機」標準定義。該小功率電機200的轉速值根據控制器300接收到的控制信號而定，其中，所述控制信號是由上位機500向控制器300發出的用於驅動小功率電機200以給定轉速進行運轉的控制信號。
[0028]本實施例所述的轉速傳感器400的類型可根據待測電機控制器MC內置的測速電路的具體類型而定，並不局限於某一種轉速傳感器。其中，常用的轉速傳感器400包括光電編碼器和旋轉變壓器。
[0029]具體的，所述光電編碼器利用光電轉換技術將電機輸出軸上的機械幾何位移轉換成電信號進行輸出，在時間的配合下可檢測電機的轉速，具有體積小、重量輕、精度高、響應頻率高、耗能低、性能穩定可靠、使用壽命長等諸多優點。當所述光電編碼器採用脈衝形式進行輸出時，待測電機控制器MC內置的測速電路會對光電編碼器單位時間內輸出的脈衝進行計數，進而計算得到小功率電機200的實時轉速。
[0030]所述旋轉變壓器在運動伺服控制系統中作為角度位置的傳感和測量用。其輸出為隨電機轉子轉角作某種函數變化的電氣信號，如正弦、餘弦信號等。所述旋轉變壓器輸出的電氣信號輸入待測電機控制器MC，通過待測控制器MC內部的解碼電路得到與電機轉速相關的脈衝信號，從而計算得到小功率電機200的實時轉速。和光電編碼器相比，所述旋轉變壓器具有更高的可靠性，且可以運行在更高的轉速下。
[0031]由上述描述可知，本實施例利用加載設備100模擬待測電機控制器MC的負載，並採用小功率電機200為待測電機控制器MC提供可變的電機轉速，那麼，在上位機軟體的控制下，下載有三相電流閉環控制軟體的待測電機控制器MC便可採用三相電流閉環控制算法建立具有給定電流的電流環，若判斷得到所述電流環的穩態誤差滿足允許的誤差範圍，則表明待測電機控制器MC的硬體電路完好；其中所述給定電流的頻率根據小功率電機200的給定轉速計算得到。
[0032]本實施例的優越之處在於利用加載設備100和小功率電機200共同替代了可提供可變轉速的帶載的大功率三相電機，且無需增設電機對拖系統，從而使得本出廠檢驗系統體型更小、成本更低、噪聲更小，且小功率電機200 —直空載運行，僅用於提供轉速，其後期維護費用遠遠低於所述帶載的大功率三相電機，因此本出廠檢驗系統更適合對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗。本領域技術人員基於本實施例公開的所述出廠檢驗系統的硬體結構，通過為上位機500置入相應的上位機軟體和可供待測電機控制器MC下載的三相電流閉環控制軟體，即可實現檢測待測電機控制器MC的通訊電路、測速電路、電壓採樣調理電路、測溫電路及電流環等是否正常，若直至測試結束仍無發現異常，則表明待測電機控制器MC的硬體電路完好，從而實現了對電機控制器的出廠檢驗，保證了電機控制器的出廠質量。
[0033]其中，針對所述通訊電路的測試流程，具體為:若上位機500與待測電機控制器MC之間能夠正常收發數據，表明待測電機控制器MC的通訊電路正常。
[0034]其中，針對所述測速電路的測試流程，具體為:上位機500向控制器300發出用於驅動小功率電機200以給定轉速進行運轉的控制信號；待測電機控制器MC根據轉速傳感器400輸出的電信號計算得到小功率電機200的實際轉速並上傳至上位機500 ;進而，上位機500讀取所述實際轉速並將其與所述給定轉速進行比對，若比對結果滿足允許的誤差範圍，表明待測電機控制器MC的測速電路正常。
[0035]其中，針對所述電壓採樣調理電路的測試流程，具體為:上位機500讀取待測電機控制器MC上傳的溫度數據，並將所述溫度數據與設定的標準溫度數據進行比對，若該比對結果滿足允許的誤差範圍，表明待測電機控制器MC的測溫電路正常。
[0036]其中，針對所述測溫電路的測試流程，具體為:上位機500讀取待測電機控制器MC上傳的母線電壓數據和控制電源電壓數據，並將所述母線電壓數據與設定的標準母線電壓數據進行比對，同時將所述控制電源電壓數據與設定的標準控制電源電壓數據進行比對，若以上兩項比對結果均滿足允許的誤差範圍，表明電機控制器MC的電壓採樣調理電路正堂巾O
[0037]所述通訊電路、所述測速電路、所述電壓採樣調理電路及所述測溫電路均正常，是能夠閉環控制待測電機控制器MC的前提條件。若待測電機控制器MC採用三相電流閉環控制算法建立的電流環的穩態誤差滿足允許的誤差範圍，則表明待測電機控制器MC內的電流傳感器、電流採樣調理電路、功率模塊、驅動電路等不存在靜電損壞、且三相驅動接線正確，即待測電機控制器MC的硬體電路完好。針對所述電流環的測試流程，可以說是整個電機控制器整機測試過程的核心，其具體流程如下:
[0038]首先，上位機500向待測電機控制器MC發出給定電流數值，用以設定電流環的給定電流峰值，並向控制器300發出用於驅動小功率電機200以給定轉速進行運轉的控制信號;
[0039]其次，上位機500根據所述給定電流峰值計算得到電流環的給定電流有效值，並根據所述給定轉速計算得到電流環的給定電流頻率；
[0040]再次，上位機500讀取待測電機控制器MC上傳的電流環的電流反饋值，並根據所述電流反饋值計算得到反饋電流有效值和反饋電流頻率；
[0041]最後，上位機500將所述反饋電流有效值與所述給定電流有效值進行比對，並將所述反饋電流頻率與所述給定的電流頻率進行比對，若兩組比對結果均滿足各自對應的允許的誤差範圍，表明待測電機控制器MC的電流環穩態滿足允許的誤差範圍正常，電流環測試無誤，也即，待測電機控制器MC的整機硬體電路良好。
[0042]此外，作為優選，基於上述公開的電機控制器出廠檢驗系統的硬體結構，本實用新型實施例還公開了又一種電機控制器出廠檢驗系統，以實現對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗，參見圖2，該系統包括:加載設備100、小功率電機200、控制器300、轉速傳感器400、上位機500、高壓配電櫃600和低壓配電櫃700。
[0043]其中，高壓配電櫃600接待測電機控制器MC的高壓電源輸入端，用於為待測電機控制器MC提供直流母線電壓。在電動汽車中，該直流母線電壓由動力蓄電池提供，並由電機控制器輸出給電機作為動力電源使用。
[0044]低壓配電櫃700接待測電機控制器MC的低壓電源輸入端，用於為待測電機控制器MC提供低壓控制電源。在電動汽車中，該低壓控制電源可以取自所述電動汽車上的12V或24V等級的蓄電池，也可取自所述動力蓄電池經降壓處理後輸出的低壓電源。
[0045]在該出廠檢驗系統中，高壓配電櫃600和低壓配電櫃700可為不同的待測電機控制器MC提供其所需的電壓等級，因此該出廠檢驗系統可用於檢驗工作於不同電壓等級下的電機控制器的整機硬體功能，通用性進一步增強。
[0046]更為優選的，在上述公開的任一種電機控制器出廠檢驗系統中，小功率電機200可優選小功率單相電機，相較於現有技術使用的三相電機，所述小功率單相電機接線更為簡單，因而可大大簡化系統布線。
[0047]綜上所述，本實用新型採用阻感負載(或電感負載)模擬待測電機控制器的負載，並採用小功率電機為待測電機控制器提供可變的電機轉速，待測電機控制器根據三相電流閉環控制軟體建立給定電流的電流環，若該電流環的穩態誤差滿足允許的誤差範圍，則認為其硬體電路完好。其中所述給定電流的頻率根據所述小功率電機的給定轉速計算得到。相較於現有技術使用的需額外增設電機對拖系統的帶載的大功率三相電機，本實用新型所述的阻感負載(或電感負載)和小功率電機體型小、成本低、噪聲小，且所述小功率電機的後期維修費用遠遠低於所述帶載的大功率三相電機，因此本實用新型明顯更適合對批量生產的電機控制器進行出廠檢驗。
[0048]此外，本實用新型可用於檢驗工作於不同電流頻率和電流大小下的電機控制器的整機硬體功能，通用性較強。
[0049]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型實施例的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型實施例將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種電機控制器出廠檢驗系統，其特徵在於，包括: 與待測電機控制器相連、以模擬所述待測電機控制器的負載的加載設備，所述加載設備為阻感負載或電感負載； 小功率電機； 與所述小功率電機相連、以驅動所述小功率電機運轉的控制器； 連接所述小功率電機和所述待測電機控制器的轉速傳感器，用於獲取並輸出與所述小功率電機的轉速相關的電信號； 以及分別與所述控制器和所述待測電機控制器相連的上位機，所述上位機內置有上位機軟體和可供所述待測電機控制器下載的三相電流閉環控制軟體。
2.根據權利要求1所述的出廠檢驗系統，其特徵在於，所述轉速傳感器為光電編碼器。
3.根據權利要求1所述的出廠檢驗系統，其特徵在於，所述轉速傳感器為旋轉變壓器。
4.根據權利要求1所述的出廠檢驗系統，其特徵在於，所述小功率電機為小功率單相電機。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的出廠檢驗系統，其特徵在於，還包括:與所述待測電機控制器的高壓電源輸入端相連的高壓配電櫃，以及與所述待測電機控制器的低壓電源輸入端相連的低壓配電櫃。
【文檔編號】G01R31/28GK203838304SQ201420152172
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】傅立秦, 劉雪冰, 王輝, 吳田進, 蘇金國 申請人:陽光電源股份有限公司