CN106774241A - 高压变频器功率单元控制板的自动测试系统及测试方法 - Google Patents

高压变频器功率单元控制板的自动测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压变频器功率单元控制板的自动测试系统及测试方法，该系统包括：测试治具；与测试治具电连接的采样调理电路板；与测试治具相连的测试激励源；与测试激励源的控制开关；工控机，工控机集成或连接有模拟量输入采集卡和数字量输出采集卡，模拟量输入采集卡与采样调理电路板通过模拟量接线端子板连接；数字量输出采集卡与控制开关通过数字量输出接线端子板连接；与工控机相连的上位机。本发明能够自动完成功率单元控制板的测试，具有测试结果准确度高、测试效率高和测试难度低的优点。

Description

高压变频器功率单元控制板的自动测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及电子产品测试技术领域，具体涉及高压变频器功率单元控制板的自动测试系统及测试方法。
背景技术
功率单元控制板是高压变频器的功率单元的核心控制板，它与高压变频器的控制柜进行光纤通讯，接收控制柜下发的IGBT开关信号，同时将功率单元内部的采样及故障信息上传到控制柜中。它主要由下面几部分电路组成：辅助电源电路、光纤收发信号处理电路、三相输入电压采样电路、直流母线电容电压采样电路、逆变输出电压采样电路、IGBT温度采样电路以及IGBT过流故障检测保护电路等组成，组成电路种类繁多，测试量大，在进行测量时，需要外接相应的测量仪器，接线复杂，操作繁琐。
现有技术中高压变频器功率单元控制板普遍采用人工测试，测试的时候需要使用调压器、直流电源、万用表、示波器、负载等设备搭建各种测试平台对功率单元控制板的各功能电路进行测试。采用这种测试方式，成本较高，效率很低，不能准确快速定位故障，并且测试结果和时间受人为因素的影响很大。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供高压变频器功率单元控制板的自动测试系统及测试方法，能够自动完成功率单元控制板的测试，具有测试结果准确度高、测试效率高和测试难度低的优点。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，包括：
测试治具，用于安装待测试的功率单元控制板；
与测试治具电连接的采样调理电路板，所述采样调理电路板用于采集和调理所述功率单元控制板各测试点的测试信号，得到各测试点的模拟信号；
与所述测试治具相连的测试激励源，所述测试激励源用于施加所述功率单元控制板各测试点对应的激励信号；
与所述测试激励源相连的控制开关，所述控制开关用以实现所述功率单元控制板各测试点对应的激励信号之间的转换和开关；
工控机，所述工控机集成或连接有模拟量输入采集卡和数字量输出采集卡，所述模拟量输入采集卡与所述采样调理电路板通过模拟量接线端子板连接，所述模拟量输入采集卡用于将所述采样调理电路板的模拟信号转成数字信号；所述数字量输出采集卡与所述控制开关通过数字量输出接线端子板连接，所述数字量输出采集卡用于向所述控制开关输出开关量信号；
与所述工控机相连的上位机，所述上位机根据所述功率单元控制板各测试点的测试项目向所述工控机发送对应的开关量信号，所述上位机内预设有功率单元控制板各测试点的理论值，所述上位机用于接收所述工控机发送的数字信号并对数字信号进行分析处理，与所述理论值比较判断是否正确。
在上述技术方案的基础上，所述控制开关包括电连接的中间继电器和继电器输出板，所述中间继电器与所述测试激励源电连接，所述中间继电器用于控制所述测试激励源的加载；
所述继电器输出板与所述数字量输出接线端子板电连接，所述继电器输出板用于驱动所述中间继电器。
在上述技术方案的基础上，所述数字量输出采集卡用于将所述上位机发送的开关量信号转换成TTL电平信号；
所述继电器输出板用于将TTL电平信号转换成所述中间继电器的开关量信号。
在上述技术方案的基础上，所述上位机采用Labview进行编程。
在上述技术方案的基础上，所述上位机将所述工控机发送的数字信号还原成模拟信号，并在所述Labview前面板将所述模拟信号以波形显示。
高压变频器功率单元控制板的测试方法，具体步骤如下：
S1，将待测试的功率单元控制板安装在测试治具上，并将待测试的功率单元控制板测试点的理论值输入上位机；
S2，用户在上位机上选择自动测试或手动测试，若选择手动测试，则用户手动选择待测试的功率单元控制板的各测试点对应的测试项目进行测试，若选择自动测试，则上位机按照测试顺序依次自动进行待测试的功率单元控制板各测试点对应的测试项目进行测试；
S3，上位机根据测试项目向工控机发送相应的开关量信号，工控机将开关量信号转发给控制开关，控制开关控制激励源给待测试的功率单元控制板施加相应的激励信号，采样调理电路板采集待测试的功率单元控制板测试点的测试信号，工控机内部的模拟量输入采集卡将测试信号转换成数字信号，工控机将数字信号发送给上位机，上位机将数字信号还原成模拟信号，并通过计算得出相应的平均值或有效值与理论值比较判断测试结果是否正确，每一测试项目的测试结果判断若干次，若正确，则进入S4，反之则进入S2；
S4，待测试的功率单元控制板的各测试项目测试完成，生成功率单元控制板的测试报告。
在上述技术方案的基础上，所述功率单元控制板的测试项目包括辅助电源测试、三相输入电压采样测试、直流母线电压采样测试、逆变输出电压采样测试和驱动脉冲测试及短路故障测试。
在上述技术方案的基础上，所述功率单元控制板的测试项目的自动测试顺序依次为辅助电源测试、三相输入电压采样测试、直流母线电压采样测试、逆变输出电压采样测试和驱动脉冲测试及短路故障测试。
在上述技术方案的基础上，S3中每一测试项目的测试结果判断5次。
在上述技术方案的基础上，所述上位机还设有用户登录界面，登录界面包括登录用户名和登录密码，在步骤S1和步骤S2之间，用户进入用户登录界面进行登录。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的高压变频器功率单元控制板的自动测试系统实现产品人工检测到设备自动化检测的转变，工控机能够实现精确控制、快速响应和扩展方便，且本系统具有完善的保护机制，实现测试过程安全可控，本系统产品自动化测试减少了人为因素对测试结果的影响，提高测试结果准确性的同时大幅度提高测试效率，能够帮助研发人员快速判断出问题位置，提高了解决问题的效率；用各测试点的测试信号可以评估产品质量。
(2)本发明的Labview前面板具有界面美观、功能强大，能实时显示测试数据和波形，方便工作人员使用、观察和精准判断问题位置，具有可视化程度高、测试的效率高和质量高的优点。
(3)本发明的自动测试方法，实现测试全过程智能控制和一键操作，能够自动生成测试报告并保存或打印，同时具备安全登录和手动、自动测试切换，功能多样，使用范围广，减少了人为因素对测试结果的干扰，测试结果准确、测试效率高。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图。
图2为本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，包括：
测试治具，用于安装待测试的功率单元控制板，测试治具包括针床，用于将功率单元控制板的测试点信号引出，方便加载激励信号和输出响应信号。
与测试治具电连接的采样调理电路板，采样调理电路板用于采集和调理功率单元控制板各测试点的测试信号，得到模拟信号，其中测试信号包括模拟电压信号和模拟电流信号，将功率单元控制板各测试点的测试信号进行放大或者缩小，以匹配模拟量输入采集卡的采集范围，采样调理电路板可以为有源电路也可以为无源电路。
与测试治具相连的测试激励源，测试激励源用于施加功率单元控制板各测试点对应的激励信号，本实施例中的测试激励源可以是可编程的直流电源、可编程交流电源、可编程电子负载、信号发生器等，测试激励源发出的激励信号可以是直流电源信号、交流电源信号、可调电阻信号、模拟电压信号或脉冲信号等。
与测试激励源相连的控制开关，控制开关包括电连接的中间继电器和继电器输出板，中间继电器与测试激励源电连接，中间继电器用于控制测试激励源的加载；继电器输出板与数字量输出接线端子板电连接，继电器输出板用于驱动中间继电器，本实施例中的中间继电器与继电器输出板共同作用实现功率单元控制板各测试点对应的激励信号之间的转换和开关，继电器输出板用于将TTL电平信号转换成中间继电器的开关量信号，通过控制中间继电器的通断将激励源加载到待测试的功率单元控制板上。继电器输出板由多路继电器组成，当继电器输出板上的继电器的线包得到电压，从而中间继电器的主触点导通，激励源将激励信号加载到测试点上。
工控机，工控机上设有PCI插槽，将模拟量输入采集卡和数字量输出采集卡插在PCI插槽上，模拟量输入采集卡与采样调理电路板通过模拟量接线端子板连接，模拟量输入采集卡用于将采样调理电路板的模拟信号进行离散化处理转换成数字信号。数字量输出采集卡与继电器输出板通过数字量输出接线端子板连接，数字量输出采集卡用于将上位机发送的开关量信号转换成TTL电平信号。本实施例中采用接线端子板方便连接。
与工控机相连的上位机，上位机根据功率单元控制板各测试点的测试项目向工控机发送对应的开关量信号，数字量输出采集卡将工控机发送的开关量信号转换成TTL电平信号经数字量输出接线端子板发送给继电器输出板。上位机内预设有功率单元控制板各测试点的理论值，上位机通过调用底层驱动对从工控机接收到的数字信号进行分析处理，将数字信号还原成模拟信号，通过计算得到相应的平均值或有效值与理论值比较判断是否正确。
上位机采用Labview进行编程，其包含前面板和后面板，在前面板上将还原后的模拟信号以波形显示出来。
基于高压变频器功率单元控制板的自动测试系统的测试方法，具体步骤如下：
S1，将待测试的功率单元控制板安装在测试治具上，并将待测试的功率单元控制板测试点的理论值输入上位机；
S2，上位机还设有用户登录界面，登录界面包括登录用户名和登录密码，用户进入用户登录界面进行登录后，在上位机上选择自动测试或手动测试，其中功率单元控制板的测试项目包括辅助电源测试、三相输入电压采样测试、直流母线电压采样测试、逆变输出电压采样测试和驱动脉冲测试及短路故障测试，若是选择手动测试，则用户手动选择待测试的功率单元控制板的各测试点对应的测试项目进行测试，若选择自动测试，则上位机依次对待测试的功率单元控制板各测试点对应的测试项目按照顺序依次自动进行测试，功率单元控制板的测试项目的自动测试顺序依次为辅助电源测试、三相输入电压采样测试、直流母线电压采样测试、逆变输出电压采样测试和驱动脉冲测试及短路故障测试，进入S3；
S3，上位机根据测试项目向工控机发送相应的开关量信号，工控机将开关量信号转发给数字量输出采集卡，数字量输出采集卡将上位机发送的开关量信号转换成TTL电平信号，控制开关的继电器输出板将TTL电平信号转换成控制开关的中间继电器的开关量信号，通过控制中间继电器的通断将激励源加载到待测试的功率单元控制板的测试点上，采样调理电路板采集待测试的功率单元控制板测试点的测试信号，工控机的模拟量输入采集卡将测试信号转换成数字信号，工控机将数字信号发送给上位机，上位机将数字信号还原成模拟信号，并通过计算得出相应的平均值或有效值与理论值比较判断测试结果是否正确，每一测试项目的测试结果判断5次，若正确，则进入S4，反之则进入S2；
S4，待测试的功率单元控制板的各测试项目测试完成，生成待测试的功率单元控制板的测试报告。生成测试报告后用户可以点击保存按钮保存测试报告，也可以进行打印操作。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，其特征在于，包括：
测试治具，用于安装待测试的功率单元控制板；
与测试治具电连接的采样调理电路板，所述采样调理电路板用于采集和调理所述功率单元控制板各测试点的测试信号，得到各测试点的模拟信号；
与所述测试治具相连的测试激励源，所述测试激励源用于施加所述功率单元控制板各测试点对应的激励信号；
与所述测试激励源相连的控制开关，所述控制开关用以实现所述功率单元控制板各测试点对应的激励信号之间的转换和开关；
工控机，所述工控机集成或连接有模拟量输入采集卡和数字量输出采集卡，所述模拟量输入采集卡与所述采样调理电路板通过模拟量接线端子板连接，所述模拟量输入采集卡用于将所述采样调理电路板的模拟信号转成数字信号；所述数字量输出采集卡与所述控制开关通过数字量输出接线端子板连接，所述数字量输出采集卡用于向所述控制开关输出开关量信号；
与所述工控机相连的上位机，所述上位机根据所述功率单元控制板各测试点的测试项目向所述工控机发送对应的开关量信号，所述上位机内预设有功率单元控制板各测试点的理论值，所述上位机用于接收所述工控机发送的数字信号并对数字信号进行分析处理，与所述理论值比较判断是否正确。
2.如权利要求1所述的高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，其特征在于：所述控制开关包括电连接的中间继电器和继电器输出板，所述中间继电器与所述测试激励源电连接，所述中间继电器用于控制所述测试激励源的加载；
所述继电器输出板与所述数字量输出接线端子板电连接，所述继电器输出板用于驱动所述中间继电器。
3.如权利要求2所述的高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，其特征在于：
所述数字量输出采集卡用于将所述上位机发送的开关量信号转换成TTL电平信号；
所述继电器输出板用于将TTL电平信号转换成所述中间继电器的开关量信号。
4.如权利要求1所述的高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，其特征在于：所述上位机采用Labview进行编程。
5.如权利要求4所述的高压变频器功率单元控制板的自动测试系统，其特征在于：所述上位机将所述工控机发送的数字信号还原成模拟信号，并在所述Labview前面板将所述模拟信号以波形显示。
6.基于如权利要求1所述的高压变频器功率单元控制板的自动测试系统的测试方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1，将待测试的功率单元控制板安装在测试治具上，并将待测试的功率单元控制板测试点的理论值输入上位机；
S2，用户在上位机上选择自动测试或手动测试，若选择手动测试，则用户手动选择待测试的功率单元控制板的各测试点对应的测试项目进行测试，若选择自动测试，则上位机按照测试顺序依次自动进行待测试的功率单元控制板各测试点对应的测试项目进行测试；
S3，上位机根据测试项目向工控机发送相应的开关量信号，工控机将开关量信号转发给控制开关，控制开关控制激励源给待测试的功率单元控制板施加相应的激励信号，采样调理电路板采集待测试的功率单元控制板测试点的测试信号，工控机内部的模拟量输入采集卡将测试信号转换成数字信号，工控机将数字信号发送给上位机，上位机将数字信号还原成模拟信号，并通过计算得出相应的平均值或有效值与理论值比较判断测试结果是否正确，每一测试项目的测试结果判断若干次，若正确，则进入S4，反之则进入S2；
S4，待测试的功率单元控制板的各测试项目测试完成，生成功率单元控制板的测试报告。
7.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于：所述功率单元控制板的测试项目包括辅助电源测试、三相输入电压采样测试、直流母线电压采样测试、逆变输出电压采样测试和驱动脉冲测试及短路故障测试。
8.如权利要求7所述的测试方法，其特征在于：所述功率单元控制板的测试项目的自动测试顺序依次为辅助电源测试、三相输入电压采样测试、直流母线电压采样测试、逆变输出电压采样测试和驱动脉冲测试及短路故障测试。
9.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于：S3中每一测试项目的测试结果判断5次。
10.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于：所述上位机还设有用户登录界面，登录界面包括登录用户名和登录密码，在步骤S1和步骤S2之间，用户进入用户登录界面进行登录。
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