CN102096043B - 一种电机寿命测试平台及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机寿命测试平台和测试方法，对第一电机和第二电机进行寿命测试，包括工控机，控制第一电机工作的第一控制器，控制第二电机工作的第二控制器，转矩转速测量仪和功率分析仪；第一电机与第二电机同轴相对连接；工控机包括两个串口，工控机经过两个串口分别通过CAN总线与第一控制器和第二控制器通信连接；转矩转速测量仪安装在两台电机连接轴的位置，其测量结果输出到所述的功率分析仪。本发明提供一种利用工控机同时对两台同轴相对连接的电机进行寿命测试，在测试过程中通过工控机自动向电机的控制器发送测试命令，接收并显示和存储控制器发送来的实时测试信息，装置结构简单，方法简便，大大提高测试能力，降低测试过程中的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及电机的测试领域，特别涉及对电机寿命进行测试的平台及测试的方法，该平台是一种基于LabVIEW实现的电机寿命测试的测试平台，尤其是混合动力电机及纯电动车用电机的开发测试。
背景技术
混合动力汽车及纯电动汽车系统中的驱动电机，在整车系统中起着非常重要的作用，它的基本性能直接影响了整车的性能指标。因此，对电机进行抽样的寿命测试，以验证其运行的可靠性及性能指标，就显得尤为重要。
目前，电机寿命测试就是模拟实际路况中电机的运行情况，加以等效强化，考察这些工况测试结束时电机的老化程度。比如永磁同步电机的退磁情况、电机热平衡、电机电压、电流波形是否畸变、电机是否还能达到峰值扭矩、功率，及是否出现其他一些性能故障等。这个测试是测试到电机是否达到设计要求的使用时间，仍能正常工作，比如说等效10万公里工况，就认为电机寿命符合设计要求，而不是一直测试到电机完全失效为止。
电机寿命测试，目前是通过人工用PCAN发送消息来进行控制。由于寿命测试持续时间长，工况变化大，人工测试的工作量相当大，并且电机出现故障时需要人工紧急停止，反应时间有限。
发明内容
为了克服电机寿命测试中，目前是通过人工用PCAN发送消息来进行控制。由于寿命测试持续时间长，工况变化大，人工测试的工作量相当大，并且电机出现故障时需要人工紧急停止，反应时间有限的不足，本发明提供一种利用计算机全自动进行电机寿命测试的装置和测试方法。
本发明为实现其目的而采用的技术方案是：一种电机寿命测试平台，对第一电机和第二电机进行寿命测试，包括工控机，控制第一电机工作的第一控制器，控制第二电机工作的第二控制器，转矩转速测量仪和功率分析仪；所述的第一电机与第二电机同轴相对连接；所述的工控机包括两个串口，所述的工控机经过两个串口分别通过CAN总线与第一控制器和第二控制器通信连接；所述的转矩测速仪安装在两台电机连接轴的位置，其测量结果输出到所述的功率分析仪。
具体的，上述的一种电机寿命测试平台中：所述的第一控制器和第二控制器分别通过电流传感器、电压传感器、温度传感器、位置传感器获取所述的第一电机与第二电机的状态。在所述的工控机上设置有利用LabVIEW系统搭建的监控平台，在所述的监控平台上预先设定测试命令，并能过CAN总线分别发送到所述的第一控制器和第二控制器，在所述的监控平台上分别显示并存储由第一控制器和第二控制器通过CAN总线传送来的第一电机与第二电机的实时状态信息。
进一步的，上述的一种电机寿命测试平台中：所述的测试命令包括根据测试要求的工况产生的：电池连接状态、电机模式、电机转速、控制扭矩；所述的实时状态信息包括：母线电压、母线电流、电机模式、电机转速、电机扭矩、电机温度、控制器温度、最大允许扭矩。
更进一步的，上述的一种电机寿命测试平台中：所述的实时状态信息包括还包括分别由第一控制器和第二控制器诊断的故障信息，包括故障产生的位置，所述的故障包括：相电流过流、母线过流、母线过压、母线欠压、电机超速、电机过温、控制器过温、控制器供电故障、CAN总线通讯故障。
进一步的，上述的一种电机寿命测试平台中：所述的第一控制器与第一电机之间，第二控制器与第二电机之间是通过KWP2000通信协议通信的。所述的第一控制器与第一电机之间和第二控制器与第二电机之间的信息的传送时序为固定时序传送方式。
本发明还提供一种利用上述的电机寿命测试平台的测试方法，包括以下步骤：
A、给测试平台供电的步骤，所述的供电过程采用先向工控机、第一控制器、第二控制器供电，然后再向第一电机和第二电机供电；
B、所述的工控机通过CAN总线分别向第一控制器和第二控制器发送通过预先设定的测试工况产生的测试指令；
C、进入循环工况测试的步骤，所述的第一控制器和第二控制器分别通过CAN总线向所述的工控机传送第一电机和第二电机的实时状态信息，测试完毕，退出循环；
D、先给第一电机和第二电机断电，再给工控机、第一控制器、第二控制器断电。
进一步的，上述的测试方法中：所述的步骤C中：所述的第一控制器和第二控制器向所述的工控机传送的实时状态信息中还包括由所述的第一控制器和第二控制器分别诊断到的第一电机和第二电机的实时故障信息，并对所述的故障信息进行判断，如果，发生不可恢复故障，转向步骤D；所述的不可恢复故障为：门驱动故障、电流传感器故障、电压传感器故障、温度传感器故障、模块故障、传感器供电故障。
本发明提供一种利用工控机同时对两台同轴相对连接的电机进行寿命测试，在测试过程中通过工控机自动向电机的控制器发送测试命令，接收并显示和存储控制器发送来的实时测试信息，装置结构简单，方法简便，大大提高测试能力，降低测试过程中的劳动强度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明测试装置连接框图。
图2是本发明测试过程流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例是一种对电机寿命进行测试的测试装置，利用本实施例的装置可以同时对两台电机即第一电机和第二电机进行寿命测试。本实施例中，测试装置如图1所示：包括工控机，控制第一电机工作的第一控制器，控制第二电机工作的第二控制器，第一控制器和第二控制器分别通过电流传感器、电压传感器、温度传感器获取第一电机与第二电机的状态。转矩转速测量仪和功率分析仪；第一控制器与第一电机之间，第二控制器与第二电机之间是通过KWP2000通信协议通信的。第一控制器与第一电机之间和第二控制器与第二电机之间的信息的传送时序为固定时序传送方式。第一电机与第二电机同轴相对连接；工控机包括两个串口，工控机经过两个串口分别通过CAN总线与第一控制器和第二控制器通信连接；转矩转速测量仪安装在两台电机连接轴的位置，其测量结果输出到所述的功率分析仪。功率分析仪根据转矩测量仪的结果可以算出当前电机的功率，因为两个电机是同轴相对连接的，因此其功率也是一样的，该功率分析仪与工控机也可以连接的，其测量结果也可以在工控机上显示，但在本专利中功率分析仪没有连接到工控机，它的显示只做参考，用于和CAN反馈消息进行对比。
本实施例中，在工控机上设置有利用LabVIEW系统搭建的监控平台，在监控平台上预先设定测试命令，并能过CAN总线分别发送到所述的第一控制器和第二控制器，在所述的监控平台上分别显示并存储由第一控制器和第二控制器通过CAN总线传送来的第一电机与第二电机的实时状态信息。这里测试命令包括根据测试要求的工况产生的：电池连接状态、电机模式、电机转速、控制扭矩；实时状态信息包括：母线电压、母线电流、电机模式、电机转速、电机扭矩、电机温度、控制器温度、最大允许扭矩。另外实时状态信息包括还包括分别由第一控制器和第二控制器诊断的故障信息，包括故障产生的位置，这些故障包括：相电流过流、母线过流、母线过压、母线欠压、电机超速、电机过温、控制器过温、控制器供电故障、CAN通讯故障，门驱动故障、电流传感器故障、电压传感器故障、温度传感器故障、模块故障、传感器供电故障。其中：门驱动故障、电流传感器故障、电压传感器故障、温度传感器故障、模块故障、传感器供电故障是不可恢复故障，如果发生这些故障将会导致电机控制器进入到失效模式，测试系统自动停止检测。
本实施例中，采用LabVIEW系统编制控制程序，LabVIEW(LaboratoryVirtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言的开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发的。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。
下面结合附图2说明具体的测试步骤：
1)、给两台控制器供电，在两台控制器中运行相应的控制电机工作的控制底层程序，启动并完成其内部芯片的初始化，进入等待状态；
2)、给电机上电，两台电机进入等待状态；
3)、打开LabVIEW控制界面，设置读取循环工况数据的路径及数据保存路径；
4)运行LabVIEW，系统发送默认状态下CAN消息分别给第一控制器和第二控制器，并读取第一控制器和第二控制器反馈回来的CAN消息；
5)检查系统状态正常后，点击LabVIEW界面上“开始测试”按钮，系统进入循环测试工况；
6)按照预先已定义好的寿命测试工况循环测试，实时监测电机运行状态并在LabVIEW监测界面中显示出来；
7)实时判断是否有不可恢复故障发生如门驱动故障、电流传感器故障、电压传感器故障、温度传感器故障、模块故障、传感器供电故障，或是否按下“停止测试”按钮，若否，系统继续循环；若是，进入停止程序，按安全顺序停止两台电机运行。
8)按下LabVIEW界面中“停止整个程序运行”按钮，停止LabVIEW运行；
9)断开电机高压供电系统；
10)断开低压供电系统，测试结束。
Claims (6)
1.一种电机寿命测试平台，对第一电机和第二电机进行寿命测试，包括工控机，控制第一电机工作的第一控制器，控制第二电机工作的第二控制器；还包括转矩转速测量仪和功率分析仪；所述的第一电机与第二电机同轴相对连接；所述的工控机包括两个串口，所述的工控机经过两个串口分别通过CAN总线与第一控制器和第二控制器通信连接；所述的转矩转速测量仪安装在两台电机连接轴的位置，其测量结果输出到所述的功率分析仪；所述的第一控制器和第二控制器分别通过电流传感器、电压传感器、温度传感器、位置传感器获取所述的第一电机与第二电机的状态；在所述的工控机上设置有利用LabVIEW系统搭建的监控平台，在所述的监控平台上预先设定测试命令，并能过CAN总线分别发送到所述的第一控制器和第二控制器，在所述的监控平台上分别显示并存储由第一控制器和第二控制器通过CAN总线传送来的第一电机与第二电机的实时状态信息；其特征在于：
所述的测试命令包括根据测试要求的工况产生的：电池连接状态、电机模式、电机转速、控制扭矩；所述的实时状态信息包括：母线电压、母线电流、电机模式、电机转速、电机扭矩、电机温度、控制器温度、最大允许扭矩。
2.根据权利要求1所述的电机寿命测试平台，其特征在于：所述的实时状态信息还包括分别由第一控制器和第二控制器诊断的故障信息，包括故障产生的位置，所述的故障包括：相电流过流、母线过流、母线过压、母线欠压、电机超速、电机过温、控制器过温、控制器供电故障、CAN总线通讯故障，门驱动故障、电流传感器故障、电压传感器故障、温度传感器故障、模块故障、传感器供电故障。
3.根据权利要求1或2所述的电机寿命测试平台，其特征在于：所述的第一控制器与第一电机之间，第二控制器与第二电机之间是通过KWP2000通信协议通信的。
4.根据权利要求1或2所述的电机寿命测试平台，其特征在于：所述的第一控制器与第一电机之间和第二控制器与第二电机之间的信息的传送时序为固定时序传送方式。
5.一种根据权利要求1所述的电机寿命测试平台的测试方法，包括以下步骤：
A、给测试平台供电的步骤，所述的供电过程采用先向工控机、第一控制器、第二控制器供电，然后再向第一电机和第二电机供电；
B、所述的工控机通过CAN总线分别向第一控制器和第二控制器发送通过预先设定的测试工况产生的测试指令；
C、进入循环工况测试的步骤，所述的第一控制器和第二控制器分别通过CAN总线向所述的工控机传送第一电机和第二电机的实时状态信息，测试完毕，退出循环；
D、先给第一电机和第二电机断电，再给工控机、第一控制器、第二控制器断电。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于：所述的步骤C中：所述的第一控制器和第二控制器向所述的工控机传送的实时状态信息中还包括由所述的第一控制器和第二控制器分别诊断到的第一电机和第二电机的实时故障信息，并对所述的故障信息进行判断，如果，发生不可恢复故障，转向步骤D；所述的不可恢复故障为：门驱动故障、电流传感器故障、电压传感器故障、温度传感器故障、模块故障、传感器供电故障。
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