CN103376408A - Pg电机的测试系统和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PG电机的测试系统和测试方法，用以解决现有技术中PG电机的测试系统无法模拟各种谐波干扰的问题。该PG电机的测试系统包括供电装置、过零检测装置、测试信号产生装置、以及信号验证装置，其中，测试信号产生装置由供电装置供电，用于获取测试人员的测试指令和过零检测装置产生的电源过零信号，并根据测试指令和过零信号产生测试信号，将测试信号传输至被测PG电机控制板；信号验证装置通过获取被测PG电机控制板输出的驱动信号，以验证驱动信号是否正常，从而可以根据测试人员的要求模拟出各种电源谐波信号对应的过零测试信号，以对被测PG电机控制板进行充分验证，提高了测试的工作效率，保证了测试的质量。

Description

PG电机的测试系统和测试方法

技术领域

本发明涉及测试领域，尤其涉及一种PG电机的测试系统和测试方法。

背景技术

在空调器中，PG(Pulse Generator motor带脉冲输出)电机因其可对风速的平稳调节的优点，目前在室内机中已经得到广泛的应用。PG电机的工作原理为通过过零检测获取计时基准，比较当前转速与目标转速，控制双向可控硅的导通时间来改变电机的输入电压，从而调整电机的转速与目标转速一致。因此PG电机的过零检测算法对PG电机的调速有较大的影响。

随着现在各种家电的使用，以及不同种类的发电装置的投入使用，现在电网中的谐波情况越来越严重，这就需要PG电机的控制方法考虑出现的各种电源谐波情况，但是目前PG电机的测试系统关于电源谐波对PG电机对谐波的影响的验证方法是利用变频电源柜调节电源频率以调整过零信号，但在具体的测试过程中会存在以下缺陷：

1、50Hz和60Hz进行测试时需要更换为相应频率的电机。

2、现有的变频电源柜只能提供50Hz、60Hz、100Hz、200Hz、400Hz等固定频率的电源，无法提供25Hz、30Hz、120Hz或其它任意频率的电源。

3、PG电机无法在频率大于100Hz的电源情况下运行；

4、变频电源柜提供的电源无法变换出加宽或减窄的过零信号，或者按照测试人员的测试要求变换出缺失或增加脉冲的过零信号。

综上可知，利用变频电源柜改变对PG电机电源频率的测试房对PG电机的工作性能进行测试无法满足模拟电网中各种谐波情况。

针对现有技术中存在的PG电机的测试系统无法模拟各种谐波干扰的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种PG电机的测试系统和测试方法，以解决现有技术中的PG电机的测试系统无法模拟各种谐波干扰问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种PG电机的测试系统。该PG电机的测试系统，包括供电装置、过零检测装置、测试信号产生装置、以及信号验证装置，其中，供电装置与过零检测装置和被测PG电机控制板分别连接，用于向过零检测装置和被测PG电机控制板提供同一电源；过零检测装置与测试信号产生装置连接，用于根据同一电源产生该电源的过零信号，并将过零信号传输至测试信号产生装置；测试信号产生装置分别与过零检测装置和被测PG电机控制板连接，用于获取测试人员的测试指令和过零信号，并根据测试指令和过零信号产生测试信号，以及将测试信号传输至被测PG电机控制板；信号验证装置与被测PG电机控制板连接，用于获取被测PG电机控制板输出的驱动信号，并验证驱动信号是否正常。

进一步地，测试信号产生装置产生的测试信号为两路；测试系统还包括信号处理装置，信号处理装置设置在测试信号产生装置与被测PG电机控制板之间，用于将测试信号产生装置产生的两路测试信号整合为一路方波测试信号，并将方波测试信号传输至被测PG电机控制板。

进一步地，信号处理装置包括一个或门逻辑电路。

进一步地，供电装置包括：供电电源；电源输入接口，与供电电源连接，用于将供电电源的电压传输至电路输出接口；至少两路并联的电源输出接口，分别与过零检测装置和被测PG电机控制板连接。

进一步地，测试信号产生装置包括：人机交互单元，用于接收测试人员的测试指令；过零信号接收单元，用于接收过零信号；处理单元，与人机交互单元和过零信号接收单元连接，用于对测试指令和过零信号产生的测试信号进行运算处理；测试信号输出单元，与处理单元连接，用于按照处理单元的运算处理结果输出测试信号。

进一步地，过零信号接收单元包括PCI数据采集卡的输入接口；测试信号输出单元包括PCI数据采集卡的输出接口；处理单元包括由LABVIEW构建的虚拟仪器。

进一步地，过零信号接收单元和测试信号输出单元使用同一PCI数据采集卡的不同接口。

进一步地，信号验证装置包括波形捕捉单元，用于获取驱动信号的波形，信号验证装置将驱动信号的波形与目标输出波形进行比较，并根据比较结果验证驱动信号是否正常。

根据本发明的另一个方面，提供了一种PG电机的测试方法，该PG电机的测试方法包括：接收测试人员的测试指令和电源的过零信号；根据测试指令和过零信号产生测试信号，并将该测试信号发送给被测PG电机控制板；检测被测PG电机控制板输出的驱动信号；验证驱动信号是否正常。

进一步地，检测被测PG电机控制板输出的驱动信号的步骤包括：检测被测PG电机控制板输出的驱动信号的波形；验证驱动信号是否正常的步骤包括：驱动信号的波形与目标输出波形进行比较，并根据比较结果验证驱动信号是否正常。

根据本发明的技术方案，测试信号产生装置获取测试人员的测试指令和过零信号，并根据测试指令和过零信号产生测试信号，将测试信号传输至被测PG电机控制板；信号验证装置通过获取被测PG电机控制板输出的驱动信号，以验证驱动信号是否正常。从而可以根据测试人员的要求模拟出各种电源谐波信号对应的过零信号，以对被测PG电机控制板进行充分验证，提高了测试的工作效率，保证了测试的质量。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的示意图；

图2是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的供电装置的示意图；

图3是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的过零检测装置的电路原理图；

图4是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的测试信号产生装置的示意图；

图5是根据本发明实施例二的PG电机的测试系统的示意图；

图6A是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号波形的测试结果的示意图；

图6B是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第一电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6C是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第二电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6D是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第三电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6E是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第四电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6F是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第五电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6G是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第六电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6H是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第七电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；

图6I是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第八电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图；以及

图7是根据本发明实施例的PG电机的测试方法的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的示意图，如图所示，本发明实施例的PG电机测试系统包括：供电装置11、过零检测装置13、测试信号产生装置15、以及信号验证装置17，其中，供电装置11与过零检测装置13和被测PG电机控制板19分别连接，用于向过零检测装置13和被测PG电机控制板19提供同一电源；过零检测装置13与测试信号产生装置15连接，用于根据同一电源产生该电源的过零信号，并将过零信号传输至测试信号产生装置15；测试信号产生装置15分别与过零检测装置13和被测PG电机控制板19连接，用于获取测试人员的测试指令和过零信号，并根据测试指令和过零信号产生测试信号，以及将测试信号传输至被测PG电机控制板19；信号验证装置17，与被测PG电机控制板19连接，用于获取被测PG电机控制板19输出的驱动信号，并验证驱动信号是否正常。供电装置11将一路电源分别向多个装置供电，保证了电源信号相位和幅值完全一致。测试信号产生装置15通过对测试指令和过零信号的计算和模拟产生的测试信号可以满足输出各种电源谐波对应的过零信号，从而保证了测试的充分性。

图2是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的供电装置的示意图，如图所示，该供电装置11具体可以包括：供电电源21、电源输入接口23、电源输出接口25，其中，供电电源21可以包括交流电压源和变压器，交流电压源既向过零检测装置13和被测PG电机控制板19提供电源，也是过零检测装置13产生过零信号的信号源，变压器将电源电压变换为过零检测装置13和被测PG电机控制板的额定电压值。电源接入接口23与供电电源21连接，用于将供电电源21的电压传输至电路输出接口25。本发明实施例的PG电机的测试系统的供电装置包括至少两路并联的电源输出接口25，分别与过零检测装置13和被测PG电机控制板19连接，其它电源输出接口25可以预留。

图3是根据本实用新型实施例一的PG电机的测试系统的过零检测装置的电路原理图，如图所示，交流电源与二极管桥式全波整流电路的输出连接，二极管桥式全波整流电路输出脉动的直流电，该脉动的直流电通过两个电阻R1和R2并联电路后与分压电阻R3的第一端以及NPN三极管Q1的基极连接，该分压电阻R3的第二端接地，电容C1与R3并联。使用分压电阻R3的第一端的电压对Q1的导通进行控制。当Q1的基极电压大于Q1的导通电压时，Q1导通，集电极被拉低；当Q1的基极电压小于Q1的导通电压时，Q1关闭，Q1的集电器被直流电源Vcc拉高。由于基极大部分时间的电压是高于导通电压的，仅有少部分时间小于导通电压，因此集电极大部分时间是处于低电平状态。从而集电极端的电压波形就形成了方波脉冲，该方波脉冲的周期时输出交流点的2倍。集电极的输出电压信号就是输入电源的过零信号，并通过输出端子J1输出。该过零检测装置使用的器件较少，利用三极管的导通压降作为产生方波的门限电压，工作可靠性较高。

图4是根据本发明实施例一的PG电机的测试系统的测试信号产生装置的示意图，如图所示，测试信号产生装置15包括：人机交互单元41，用于接收测试人员的测试指令；过零信号接收单元43，用于接收过零信号；处理单元45，与人机交互单元41和过零信号接收单元43连接，用于对测试指令和过零信号产生测试信号进行运算处理；测试信号输出单元47，与处理单元45连接，用于按照处理单元45的运算处理结果输出测试信号。处理单元45可以使用信号发生仪器，根据实际测试需求，生成测试信号。

其中，过零信号接收单元43可以包括PCI数据采集卡的输入IO；处理单元45包括由LABVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)构建的虚拟仪器；测试信号输出单元47可以包括PCI数据采集卡的输出IO。优选地，过零信号接收单元43和测试信号输出单元47分别使用同一PCI数据采集卡的不同接口，从而节省成本。因此可以优先选择带有多路输入、输出接口的PCI数据采集卡，一种推荐的PCI数据采集卡型号为NI公司(美国国家仪器公司)的PCI-6229。LABVIEW构建的虚拟仪器可以根据人机交互单元41接收到测试指令通过运算输出符合测试指令的测试信号，所述测试信号对应需要模拟的电源谐波波形。LABVIEW构建的虚拟仪器和PCI数据采集卡组成的测试信号产生装置15，编程难度较小，通用性高，采用这种形式的测试信号产生装置15可以提高构建测试系统的速度，利用通用装置也减小了成本。在LABVIEW构建的虚拟仪器支持的情况下，上述过零信号接收单元43和测试信号输出单元47也可以使用USB总线的数据采集卡或者PCMCIA总线的数据采集卡。

上述信号验证装置17可以包括波形捕捉单元，用于获取驱动信号的波形，信号验证装置将驱动信号的波形与目标输出波形进行比较，并根据比较结果验证驱动信号是否正常。波形捕捉单元可以使用示波器等装置。信号验证装置17同样也可以使用各种信号分析装置，相对于使用波形进行比较而言，直观性较差。

图5是根据本发明实施例二的PG电机的测试系统的示意图，如图所示，与本发明实施例一的PG电机的测试系统相比，本发明实施例二的PG电机的测试系统还包括信号处理装置51，设置在测试信号产生装置15与被测PG电机控制板19之间，测试信号产生装置15产生的测试信号为两路，信号处理装置51将测试信号产生装置15产生的两路测试信号整合为一路方波测试信号，并将方波测试信号传输至被测PG电机控制板19。信号处理装置51可以包括一个或门逻辑电路，可以通过两路测试信号的所有高电平脉冲。利用信号处理装置51后，能够模拟出更多的电源谐波对应的过零信号。

以上实施例的PG电机的测试系统以理想的50Hz或者60Hz所产生的过零信号为参照，模拟出可能存在的谐波情况的电压的过零信号，并将该信号连接到被测PG电机控制板19的过零检测信号口，在进行测试前，测试人员已经将被测PG电机控制板19的过零检测信号口与本身的过零检测电路断开。

图6是本发明实施例的PG电机的测试系统的测试结果的示意图：图6A是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号波形的测试结果的示意图，波形1是标准的50Hz(或60Hz)的过零信号；波形2是测试结果的驱动信号波形，若所接为50Hz交流电，那么标准过零信号周期为10ms，若所接为60Hz交流电，那么标准过零信号周期为间的周期为8.33ms

图6B是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第一电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第一电源谐波信号对应的过零信号在50Hz(或60Hz)的标准过零信号的基础上，利用测试信号产生装置15，在标准过零信号两个相邻方波之间加入一个方波信号，利用这样的测试方法可以实现100Hz(或120Hz)的电源信号对应的过零信号的测试。在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第一电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6C是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第二电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第二电源谐波信号对应的过零信号在50Hz(或60Hz)的标准过零信号的基础上，利用测试信号产生装置15，在标准过零信号两个相邻方波之间去除一个方波，利用这样的测试方法可以实现25Hz(或30Hz)的电源信号对应的过零信号的测试。在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第二电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6D是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第三电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第三电源谐波信号对应的过零信号在50Hz(或60Hz)的标准过零信号的基础上，利用测试信号产生装置15，在标准过零信号两个相邻方波之间加入两个方波信号，利用这样的测试方法可以实现150Hz(或180Hz)的电源信号对应的过零信号的测试。在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第三电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6E是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第四电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第四电源谐波信号对应的过零信号在50Hz(或60Hz)的标准过零信号的基础上，利用测试信号产生装置15，在标准过零信号每三个相邻方波之间去除两个方波，在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第四电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6F是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第五电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第五电源谐波信号对应的过零信号在50Hz(或60Hz)的标准过零信号的基础上，利用测试信号产生装置15，在标准过零信号将每个方波过零信号的脉宽加宽，在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第五电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6G是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第六电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第六电源谐波信号对应的过零信号在50Hz(或60Hz)的标准过零信号的基础上，利用测试信号产生装置15，在标准过零信号将每个方波过零信号的脉宽减窄，在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第六电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6H是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第七电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第七电源谐波信号对应的过零信号是一种任意设置频率电源对应的过零信号，在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第器电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

图6I是根据本发明实施例的PG电机的测试系统对第八电源谐波信号对应的过零信号的测试结果的示意图，第八电源谐波信号对应的过零信号是另一种任意设置频率电源对应的过零信号，在图中，波形1是标准的50Hz(或60Hz)电源对应的过零信号，用于对照使用；波形2是第器电源谐波信号对应的过零信号，波形3是测试结果的驱动信号波形。

将以上测试结果的驱动波形信号与目标输出波形进行比较，就可以根据比较结果验证驱动信号是否满足测试的要求。

以下对使用上述实施例的PG电机的测试系统进行测试的测试方法进行说明，图7是根据本发明实施例的PG电机的测试方法的示意图，如图7所示，该方法主要包括如下步骤：

步骤S71：接收测试人员的测试指令和电源的过零信号；

步骤S72：根据测试指令和过零信号产生测试信号，并将该测试信号发送给被测PG电机控制板；

步骤S73：检测被测PG电机控制板输出的驱动信号；

步骤S74：验证驱动信号是否正常。

进一步地，如果使用对照波形的方法验证驱动信号是否正常，那么步骤S73包括：检测所述被测PG电机控制板输出的驱动信号的波形；步骤S74包括：所述驱动信号的波形与目标输出波形进行比较，并根据比较结果验证所述驱动信号是否正常。

根据本发明的技术方案，测试信号产生装置获取测试人员的测试指令和过零信号，并根据测试指令和过零信号产生测试信号，将测试信号传输至被测PG电机控制板；信号验证装置通过获取被测PG电机控制板输出的驱动信号，以验证驱动信号是否正常。从而可以根据测试人员的要求模拟出各种电源谐波信号对应的过零信号，以对被测PG电机控制板进行充分验证，提高了测试的工作效率，保证了测试的质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PG电机的测试系统，其特征在于，包括供电装置、过零检测装置、测试信号产生装置、以及信号验证装置，其中，

所述供电装置与过零检测装置和被测PG电机控制板分别连接，用于向所述过零检测装置和所述被测PG电机控制板提供同一电源；

所述过零检测装置与所述测试信号产生装置连接，用于根据所述同一电源产生该电源的过零信号，并将所述过零信号传输至所述测试信号产生装置；

所述测试信号产生装置分别与所述过零检测装置和所述被测PG电机控制板连接，用于获取测试人员的测试指令和所述过零信号，并根据所述测试指令和所述过零信号产生测试信号，以及将所述测试信号传输至所述被测PG电机控制板；

所述信号验证装置与所述被测PG电机控制板连接，用于获取所述被测PG电机控制板输出的驱动信号，并验证所述驱动信号是否正常。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述测试信号产生装置产生的测试信号为两路；

所述测试系统还包括信号处理装置，所述信号处理装置设置在所述测试信号产生装置与所述被测PG电机控制板之间，用于将测试信号产生装置产生的两路测试信号整合为一路方波测试信号，并将所述方波测试信号传输至所述被测PG电机控制板。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述信号处理装置包括一个或门逻辑电路。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述供电装置包括：

供电电源；

电源输入接口，与所述供电电源连接，用于将所述供电电源的电压传输至电路输出接口；

至少两路并联的电源输出接口，分别与所述过零检测装置和被测PG电机控制板连接。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试信号产生装置包括：

人机交互单元，用于接收所述测试人员的测试指令；

过零信号接收单元，用于接收所述过零信号；

处理单元，与所述人机交互单元和过零信号接收单元连接，用于对所述测试指令和所述过零信号产生的测试信号进行运算处理；

测试信号输出单元，与所述处理单元连接，用于按照所述处理单元的运算处理结果输出所述测试信号。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，

所述过零信号接收单元包括PCI数据采集卡的输入接口；

所述测试信号输出单元包括PCI数据采集卡的输出接口；

所述处理单元包括由LABVIEW构建的虚拟仪器。

7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，所述过零信号接收单元和所述测试信号输出单元使用同一PCI数据采集卡的不同接口。

8.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述信号验证装置包括波形捕捉单元，用于获取所述驱动信号的波形，所述信号验证装置将所述驱动信号的波形与目标输出波形进行比较，并根据比较结果验证所述驱动信号是否正常。

9.一种PG电机的测试方法，其特征在于，包括：

接收测试人员的测试指令和电源的过零信号；

根据所述测试指令和所述过零信号产生测试信号，并将该测试信号发送给被测PG电机控制板；

检测所述被测PG电机控制板输出的驱动信号；

验证所述驱动信号是否正常。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，

检测所述被测PG电机控制板输出的驱动信号包括：检测所述被测PG电机控制板输出的驱动信号的波形；

验证所述驱动信号是否正常包括：所述驱动信号的波形与目标输出波形进行比较，并根据比较结果验证所述驱动信号是否正常。

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