CN108107293B - 一种变频空调功能测试的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频空调功能测试的方法及系统，用以解决人工测试无法保证测试质量和速度的问题。该方法包括：获取变频空调的压缩机的三相信号；对所述压缩机的三相信号进行低通滤波；对经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号进行去趋势处理；提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；通过将所述压缩机的三相信号与预设三角波信号比较对所述压缩机的三角波进行频谱分析。本发明接合模块化采集设备和计算机技术的优势，简化测试流程，保证了测试性能的稳定，避免了人为误差。

Description

一种变频空调功能测试的方法及系统

技术领域

本发明涉及变频空调技术领域，尤其涉及一种变频空调功能测试的方法及系统。

背景技术

随着国家加快产业智能升级和市场竞争的加剧，对应家电行业而言，生产效率及其产品品质的提高变得尤其重要。而空调作为家电产品的代表，以变频空调为例，其产品利润和优点备受厂家和消费者所喜欢，所以其质量的好坏影响和客户的口碑和生产商的利益，这也表明了变频空调测试的重要性。

变频空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率，变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比(比常规的空调节能至少30％)。

它的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷(热)量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。

当前变频空调的主要控制对象为压缩机和风机，变频压缩机的运行主要是通过IGBT模块实现整流逆变，调节波形频率和电压实现转速的控制。然而针对生产，外部电磁干扰，逆变带来的谐波干扰和测试速度急迫的要求下，原始的人工测试无法保证测试质量和速度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种变频空调功能测试的方法及系统，用以解决人工测试无法保证测试质量和速度的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种变频空调功能测试的方法，包括步骤：

获取变频空调的压缩机的三相信号；

对所述压缩机的三相信号进行低通滤波；

对经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号进行去趋势处理；

提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；

对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；

通过将所述压缩机的三相信号与预设三角波信号比较对所述压缩机的三角波进行频谱分析。

进一步地，所述获取变频空调的压缩机的三相信号的步骤具体包括：

通过采集卡采集压缩机的三相信号。

进一步地，所述对经过低通滤波后的压缩机的三相信号进行去趋势处理的步骤具体包括：

读取经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号，

采用最小二乘法拟合趋势信号；

补偿趋势信号对测试数据的影响。

进一步地，所述对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位的步骤具体包括：

对所述压缩机的三相信号进行升采样率；

将采集的所述压缩机的三相信号的正弦波转换为方波；

通过比较上升沿预设周期内出现的先后顺序判定所述压缩机的三相波形的相序是否正确；

通过获取波形交集点的位置计算所述压缩机的三相波形的实际长度和周期时间以获取所述压缩机的相位差；

读取所述压缩机基频电流有效值。

进一步地，还包括步骤：

获取与所述压缩机相连的风机的三相信号；

通过施密特整形对与所述风机的转速波形进行处理；

读取通过施密特整形后的所述风机的速度和方向。

一种变频空调功能测试的系统，包括：

第一获取模块，用于获取变频空调的压缩机的三相信号；

滤波模块，用于对所述压缩机的三相信号进行低通滤波；

去趋势模块，用于对经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号进行去趋势处理；

成分分析模块，用于提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；

采样率重整模块，用于对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；

三角波判定模块，用于通过将所述压缩机的三相信号与预设三角波信号比较对所述压缩机的三角波进行频谱分析。

进一步地，所述第一获取模块具体包括：

采集单元，用于通过采集卡采集压缩机的三相信号。

进一步地，所述去趋势模块具体包括：

读取单元，用于读取经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号，

拟合单元，用于采用最小二乘法拟合趋势信号；

补偿单元，用于补偿趋势信号对测试数据的影响。

进一步地，所述采样率重整模块具体包括：

升采样率单元，用于对所述压缩机的三相信号进行升采样率；

转换单元，用于将采集的所述压缩机的三相信号的正弦波转换为方波；

相序判定单元，用于通过比较上升沿预设周期内出现的先后顺序判定所述压缩机的三相波形的相序是否正确；

相位判定单元，用于通过获取波形交集点的位置计算所述压缩机的三相波形的实际长度和周期时间以获取所述压缩机的相位差；

有效值读取单元，用于读取所述压缩机基频电流有效值。

进一步地，还包括：

第二获取模块，用于获取与所述压缩机相连的风机的三相信号；

相位判定模块，用于通过施密特整形对与所述风机的转速波形进行处理；

速度换算模块，用于读取通过施密特整形后的所述风机的速度和方向。

本发明与传统的技术相比，有如下优点：

本发明接合模块化采集设备和计算机技术的优势，简化测试流程，保证了测试性能的稳定，不仅适应产品的快速生产、使用方便，节约了人工成本，而且避免了人工测试过程带来的人为误差。

附图说明

图1是实施例一提供的一种变频空调功能测试的方法流程图；

图2是实施例二提供的一种变频空调功能测试的系统结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例提供了一种变频空调测试的方法，如图1所示，包括步骤：

S11：获取变频空调的压缩机的三相信号；

S12：对压缩机的三相信号进行低通滤波；

S13：对经过低通滤波后的压缩机的三相信号进行去趋势处理；

S14：提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；

S15：对去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；

S16：通过压缩机的三相信号与预设三相信号比较对压缩机的三角波进行频谱分析；

S17：获取与压缩机相连的风机的三相信号；

S18：通过施密特整形对风机的转速波形进行处理；

S19：读取通过施密特整形后的风机的速度和方向。

本实施例借助计算机和采集卡的硬件优势，接合合理的算法满足客户对于变频空调的测试需求。本实施例结合模块化采集设备和计算机技术优势，简化测试流程，保证了测试的稳定，不仅适应产品的快速产生、使用方便，节约了人工成本，而且避免人工测试过程带来的认为误差。

本实施例中，步骤S11为获取变频空调的压缩机的三相信号。

其中，步骤S11具体包括：

通过采集卡采集压缩机的三相信号。

具体的，设备通过钳表将强电转为弱电信号，采集卡采集弱点波形，软件上则是实现电压转电流换算。

本实施例中，步骤S12为对压缩机的三相信号进行低通滤波。

具体的，实际测试中压缩机存在许多谐波信号，需要将其滤除，经过频谱分析，谐波表现为高频信号，故软件使用低通滤波器，滤除压缩机调频范围外频段的干扰信号。

本实施例中，步骤S13为对经过低通滤波后的压缩机的三相信号进行去趋势处理。

其中，步骤S13具体包括：

读取经过低通滤波后的压缩机的三相信号；

采用最小二乘法拟合趋势信号；

补偿趋势信号对测试数据的影响。

具体的，压缩机实际采集中，采集的波形存在中心点上下漂移的情况，存在趋势信号，为了消除影响，软件对读取的波形进行去趋势处理，用最小二乘法拟合趋势信号，然后补偿趋势信号对测试数据的影响。

本实施例中，步骤S14为提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度。

具体的，判断压缩机运行频率使用谐波换算函数，提取基频和高次谐波的频率和所占百分比，得出谐波的失真度。

本实施例中，步骤S15为对去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位。

其中，步骤S15具体包括：

对所述压缩机的三相信号进行升采样率；

将采集的所述压缩机的三相信号的正弦波转换为方波；

通过比较上升沿预设周期内出现的先后顺序判定所述压缩机的三相波形的相序是否正确；

通过获取波形交集点的位置计算所述压缩机的三相波形的实际长度和周期时间以获取所述压缩机的相位差；

读取所述压缩机基频电流有效值。

具体的，压缩机波形相位角和相位差的判定，是通过将采集的正弦波形转换为方波，在读取三相信号在预设周期内，如一个周期内的上升沿，通过比较上升沿一周期内出现的先后顺序判定压缩机波形相序是否正确。压缩机的相位差是通过获取波形交集点的位置计算采集的波形实际长度和周期时间获取。为了防止数据由于采样率不够导致数据相位角误差随信号采样率上升而下降，故对信号进行了升采样率操作。得到压缩机的三相信号的有效值、相序及相位。

本实施例中，步骤S16为通过压缩机的三相信号与预设三相信号比较对压缩机的三角波进行频谱分析。

具体的，三角波的判定根据压缩机波形进行频谱分析，与预设三角波信号进行比较，通过比较频率成分的相似程度判定。

本实施例中，步骤S17为获取与压缩机相连的风机的三相信号；

步骤S18为通过施密特整形对风机的转速波形进行处理；

步骤S19为读取通过施密特整形后的风机的速度和方向。

具体的，风机与压缩机相连。利用采集卡，将接在风机上面的编码器波形进行采集，采集的信号存在毛刺，设置门阀值对风机的三相信号通过施密特整形进行整形，变换为幅度为1的信号。由于编码器的方向有A和B相，通过截取一个周期内信号，两路信号的相位角上升沿位置比较，判定信号超前和滞后来获知转向。风机转速的频率通过读取预设时间内上升沿的个数来获取。

其中，施密特整形是通过施密特触发器来对波形进行调整。施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阈值电压。

本实施例通过压缩机和风机的各模块的算法对变频空调的功能进行测试，相比人工测试，保证了测试质量和速度以及测试性能的稳定性，不仅适应产品的快速生产，节约了热本，还避免了人工测试过程带来的认为误差。

实施例二

本实施例提供了一种变频空调测试的系统，如图2所示，包括：

第一获取模块21，用于获取变频空调的压缩机的三相信号；

滤波模块22，用于对压缩机的三相信号进行低通滤波；

去趋势模块23，用于对经过低通滤波后的压缩机的三相信号进行去趋势处理；

成分分析模块24，用于提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；

采样率重整模块25，用于对去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；

三角波判定模块26，用于通过压缩机的三相信号与预设三相信号比较对压缩机的三角波进行频谱分析；

第二获取模块27，用于获取与压缩机相连的风机的三相信号；

相位判定模块28，用于通过施密特整形对风机的转速波形进行处理；

速度换算模块29，用于读取通过施密特整形后的风机的速度和方向。

本实施例借助计算机和采集卡的硬件优势，接合合理的算法满足客户对于变频空调的测试需求。本实施例结合模块化采集设备和计算机技术优势，简化测试流程，保证了测试的稳定，不仅适应产品的快速产生、使用方便，节约了人工成本，而且避免人工测试过程带来的认为误差。

本实施例中，第一获取模块21用于获取变频空调的压缩机的三相信号。

其中，第一获取模块21具体包括：

采集单元，用于通过采集卡采集压缩机的三相信号。

具体的，设备通过钳表将强电转为弱电信号，采集卡采集弱点波形，软件上则是实现电压转电流换算。

本实施例中，滤波模块22用于对压缩机的三相信号进行低通滤波。

具体的，实际测试中压缩机存在许多谐波信号，需要将其滤除，经过频谱分析，谐波表现为高频信号，故软件使用低通滤波器，滤除压缩机调频范围外频段的干扰信号。

本实施例中，去趋势模块23用于对经过低通滤波后的压缩机的三相信号进行去趋势处理。

其中，去趋势模块23具体包括：

读取单元，用于读取经过低通滤波后的压缩机的三相信号；

拟合单元，用于采用最小二乘法拟合趋势信号；

补偿单元，用于补偿趋势信号对测试数据的影响。

具体的，压缩机实际采集中，采集的波形存在中心点上下漂移的情况，存在趋势信号，为了消除影响，软件对读取的波形进行去趋势处理，用最小二乘法拟合趋势信号，然后补偿趋势信号对测试数据的影响。

本实施例中，成分分析模块24用于提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度。

具体的，判断压缩机运行频率使用谐波换算函数，提取基频和高次谐波的频率和所占百分比，得出谐波的失真度。

本实施例中，采样率重整模块25用于对去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位。

其中，采样率重整模块25具体包括：

升采样率单元，用于对所述压缩机的三相信号进行升采样率；

转换单元，用于将采集的所述压缩机的三相信号的正弦波转换为方波；

相序判定单元，用于通过比较上升沿预设周期内出现的先后顺序判定所述压缩机的三相波形的相序是否正确；

相位判定单元，用于通过获取波形交集点的位置计算所述压缩机的三相波形的实际长度和周期时间以获取所述压缩机的相位差；

有效值读取单元，用于读取所述压缩机基频电流有效值。

具体的，压缩机波形相位角和相位差的判定，是通过将采集的正弦波形转换为方波，在读取三相信号在预设周期内，如一个周期内的上升沿，通过比较上升沿一周期内出现的先后顺序判定压缩机波形相序是否正确。压缩机的相位差是通过获取波形交集点的位置计算采集的波形实际长度和周期时间获取。为了防止数据由于采样率不够导致数据相位角误差随信号采样率上升而下降，故对信号进行了升采样率操作。得到压缩机的三相信号的有效值、相序及相位。

本实施例中，三角波判定模块26用于通过压缩机的三相信号与预设三相信号比较对压缩机的三角波进行频谱分析。

具体的，三角波的判定根据压缩机波形进行频谱分析，与预设三角波信号进行比较，通过比较频率成分的相似程度判定。

本实施例中，第二获取模块27用于获取与压缩机相连的风机的三相信号；

相位判定模块28用于通过施密特整形对风机的转速波形进行处理；

速度换算模块29用于读取通过施密特整形后的风机的速度和方向。

具体的，风机与压缩机相连。利用采集卡，将接在风机上面的编码器波形进行采集，采集的信号存在毛刺，设置门阀值对风机的三相信号通过施密特整形进行整形，变换为幅度为1的信号。由于编码器的方向有A和B相，通过截取一个周期内信号，两路信号的相位角上升沿位置比较，判定信号超前和滞后来获知转向。风机转速的频率通过读取预设时间内上升沿的个数来获取。

其中，施密特整形是通过施密特触发器来对波形进行调整。施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阈值电压。

本实施例通过压缩机和风机的各模块的算法对变频空调的功能进行测试，相比人工测试，保证了测试质量和速度以及测试性能的稳定性，不仅适应产品的快速生产，节约了热本，还避免了人工测试过程带来的认为误差。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种变频空调功能测试的方法，其特征在于，包括步骤：

获取变频空调的压缩机的三相信号；

对所述压缩机的三相信号进行低通滤波；

对经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号进行去趋势处理，其具体步骤包括读取经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号；采用最小二乘法拟合趋势信号；补偿趋势信号对测试数据的影响；

提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；

对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；

通过将所述压缩机的三相信号与预设三角波信号比较对所述压缩机的三角波进行频谱分析。

2.根据权利要求1所述的一种变频空调功能测试的方法，其特征在于，所述获取变频空调的压缩机的三相信号的步骤具体包括：

通过采集卡采集压缩机的三相信号。

3.根据权利要求1所述的一种变频空调功能测试的方法，其特征在于，所述对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位的步骤具体包括：

对所述压缩机的三相信号进行升采样率；

将采集的所述压缩机的三相信号的正弦波转换为方波；

通过比较上升沿预设周期内出现的先后顺序判定所述压缩机的三相波形的相序是否正确；

通过获取波形交集点的位置计算所述压缩机的三相波形的实际长度和周期时间以获取所述压缩机的相位差；

读取所述压缩机基频电流有效值。

4.根据权利要求1所述的一种变频空调功能测试的方法，其特征在于，还包括步骤：

获取与所述压缩机相连的风机的三相信号；

通过施密特整形对与所述风机的转速波形进行处理；

读取通过施密特整形后的所述风机的速度和方向。

5.一种变频空调功能测试的系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取变频空调的压缩机的三相信号；

滤波模块，用于对所述压缩机的三相信号进行低通滤波；

去趋势模块，用于对经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号进行去趋势处理，其具体包括读取单元，用于读取经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号；拟合单元，用于采用最小二乘法拟合趋势信号；补偿单元，用于补偿趋势信号对测试数据的影响；

读取单元，用于读取经过低通滤波后的所述压缩机的三相信号；

拟合单元，用于采用最小二乘法拟合趋势信号；

补偿单元，用于补偿趋势信号对测试数据的影响；

成分分析模块，用于提取基频和高次谐波的频率和所占百分比得到谐波的失真度；

采样率重整模块，用于对所述去趋势处理后的压缩机的三相信号进行采样率重整以得到压缩机的基频电流有效值、压缩机的三相信号的相序及压缩机的三相信号的相位；

三角波判定模块，用于通过将所述压缩机的三相信号与预设三角波信号比较对所述压缩机的三角波进行频谱分析。

6.根据权利要求5所述的一种变频空调功能测试的系统，其特征在于，所述第一获取模块具体包括：

采集单元，用于通过采集卡采集压缩机的三相信号。

7.根据权利要求5所述的一种变频空调功能测试的系统，其特征在于，所述采样率重整模块具体包括：

升采样率单元，用于对所述压缩机的三相信号进行升采样率；

转换单元，用于将采集的所述压缩机的三相信号的正弦波转换为方波；

相序判定单元，用于通过比较上升沿预设周期内出现的先后顺序判定所述压缩机的三相波形的相序是否正确；

相位判定单元，用于通过获取波形交集点的位置计算所述压缩机的三相波形的实际长度和周期时间以获取所述压缩机的相位差；

有效值读取单元，用于读取所述压缩机基频电流有效值。

8.根据权利要求5所述的一种变频空调功能测试的系统，其特征在于，还包括：

第二获取模块，用于获取与所述压缩机相连的风机的三相信号；

相位判定模块，用于通过施密特整形对与所述风机的转速波形进行处理；

速度换算模块，用于读取通过施密特整形后的所述风机的速度和方向。

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