CN108345262B - 一种电机控制器测试配电的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机控制器测试配电的系统及方法，该系统是采用弱电控制强电的方式，利用配电回路使控制器带电机运行，实测电机控制器的工作电压范围，直流输入电压可调节，实现了使用实体按钮、触摸屏虚拟按键等操作方式的集中控制，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制测试领域，具体涉及一种电机控制器测试配电的系统及方法。
背景技术
电机控制器用来控制用于电动汽车的永磁同步电机，由于电动汽车的车用电池是提供直流电，而车用同步电机的输入是三相交流电，因而控制器要实现输入直流电输出交流电的转化。
配电系统用于电机控制器出厂测试，需要完整的配电回路使控制器带电机运行，并且要实测电机控制器的工作电压范围，直流输入电压必须可调节，配电设计需要考虑成本及便于测试人员操作，适用于批量测试。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种电机控制器测试配电的系统及方法，采用弱电控制强电，通过硬件接线，PLC控制等改变强电回路中调压器、接触器等设备器件的状态，实现集中控制电机。
本发明公开一种电机控制器测试配电的系统，包括整流调压模块，工位测试模块，通电监控模块；
整流调压模块(1)，包括整流器及三相交流调压器，输入端与工业电源相连的三相交流调压器的输出端与整流器相连；
测试工位模块(2)，包括直流输入模块、电机控制器及电机控制输出模块，与整流器输出端相连的直流输入模块与电机控制器的输入端相连，所述电机控制器的输出端与电机控制输出模块的输入端相连；
通电监控模块(3)，包括电控柜，设置在电控柜内的PLC的信号输出端与测试工位模块开关的输入端相连。
在上述技术方案中，所述整流调压模块(1)中，所述三相交流调压器是干式自冷接触式调压器。
在上述技术方案中，所述测试工位模块(2)中，直流输入模块包括熔断器Qn、预充电接触器Kn1、主充电接触器Kn2、预充电电阻R，其中n为大于1的整数：
2a)熔断器Qn端口1连接直流母线L+端，熔断器端口5连接直流母线的L-端；
2b)熔断器端口2连接预充电接触器Kn1端口1和主充电接触器Kn2的端口1，熔断器对应端口6连接预充电接触器Kn1的端口5和主充电接触器Kn2的端口5；
2c)预充电接触器Kn1的端口4连接预充电电阻后与输出线缆nDC+连接，预充电接触器Kn1的端口6连接预充电电阻后与输出线缆nDC-连接，主充电接触器Kn2的端口4连接输出线缆nDC+端，主充电接触器Kn2的端口6连接输出线缆nDC-端。
在上述技术方案中，所述测试工位模块(2)中，电机控制输出模块包括电机回路接触器Kn3和Kn4、电机：
2d)电机控制器输入端正负极通过接插件连接输入电缆nDC+端、nDC-端，输出端连接Un、Vn、Wn三相线束；
2e)Un端连接输出电机回路接触器Kn3的1端口和输出电机回路接触器Kn4的1端口，Vn端接接触器Kn3的3端口和接触器Kn4的3端口，Wn连接接触器Kn3的5端口和接触器Kn4的5端口；
2f)两路电机的U、V、W分别连接接触器Kn3和接触器Kn4的2、4、6端口，所述两路电机一个电机使用，一个电机备用。
本发明还公开一种电机控制器测试配电的方法，所述方法步骤如下：
步骤1)工业电源交流电通过整流器输入端三相交流调压器，调压器将交流电变成连续可调的交流电再输入整流器；
步骤2)每个测试工位中整流器输出电压给电机控制器供电，电机控制器输出交流电控制电机；
步骤3)电控柜开关对电机控制器进行上电、断电操作，电控柜通过PLC进行逻辑控制。
在上述技术方案中，所述步骤1)中，所述调压器是干式自冷接触式调压器。
在上述技术方案中，所述步骤2)中，测试工位配电回路步骤如下：
2a)每个测试工位的配电回路熔断器常闭合，上电命令时，预充电接触器先闭合，使预充电电阻串入输入回路给控制器预充电，此过程中主回路接触器是断开的，等控制器反馈运行准备就绪信号后，主接触器闭合，同时预充电接触器断开使预充电电阻从回路中断开。
2b)相邻两个工位的电机通过连接轴组成对拖机组进行测试，对拖加载时一台控制器处于电动状态，另一台处于发电状态，发电的电能通过公共直流母线回馈到电源；
本发明一种电机控制器测试配电的系统及方法，具有以下有益效果：实现了使用实体按钮、触摸屏虚拟按键等操作方式的集中控制，操作简单，使测试操作人员与强电回路隔离，保证安全。
附图说明
图1为本发明一种电机控制器测试配电的系统12工位原理图；
图2为本发明一种电机控制器测试配电的系统可调直流供电单线图；
图3为本发明一种电机控制器测试配电的系统2工位的配电原理图；
图4为本发明一种电机控制器测试配电的系统调压电机控制原理图；
图5为本发明一种电机控制器测试配电的系统电控柜控制通断图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述
本发明公开一种电机控制器测试配电的系统，所述系统采用弱点控制强电的方式，主要通过硬件接线、PLC(可编程逻辑控制器)控制改变强电回路中调压器、接触器等设备器件的状态，该系统包括整流调压模块，工位测试模块，通电监控模块；
整流调压模块(1)，包括整流器及三相交流调压器，输入端与工业电源相连的三相交流调压器的输出端与整流器相连；
其中，所述三相交流调压器是干式自冷接触式调压器。
其中，整流器输入端接入三相交流调压器，将工业电源380V交流电变成0～500V连续可调的交流电再输入到整流器，整流器输出的电压随之变化，整流器输出端输出可调直流电压，为测试电机控制器提供输入电源，如图2所示。
其中，调压器选用干式自冷接触式调压器，通过转动轮盘来调节输出电压，使用电机和齿轮咬合轮盘轴，通过控制电机的正反转使轮盘顺时针或逆时针旋转，由此调节电压，电机的正反转通过电气柜上的三档位自复位旋钮开关控制，设计升压和降压两档，扭动开关到档位处并保持可升压或降压，松开后自复位到中间位，中间位无动作，通过电气柜上的多功能数显表可观察调压器输出和整流器输出，作为调压指示，如图4所示。
测试工位模块(2)，包括直流输入模块、电机控制器及电机控制输出模块，与整流器输出端相连的直流输入模块与电机控制器的输入端相连，所述电机控制器的输出端与电机控制输出模块的输入端相连；
其中，直流输入模块包括熔断器Qn、预充电接触器Kn1、主充电接触器Kn2、预充电电阻R，n为大于1的整数：
2a)熔断器Qn端口1连接直流母线L+端，熔断器端口5连接直流母线的L-端；
2b)熔断器端口2连接预充电接触器Kn1端口1和主充电接触器Kn2的端口1，熔断器对应端口6连接预充电接触器Kn1的端口5和主充电接触器Kn2的端口5；
2c)预充电接触器Kn1的端口4连接预充电电阻后与输出线缆nDC+连接，预充电接触器Kn1的端口6连接预充电电阻后与输出线缆nDC-连接，主充电接触器Kn2的端口4连接输出线缆nDC+端，主充电接触器Kn2的端口6连接输出线缆nDC-端。
其中，电机控制输出模块包括电机回路接触器Kn3和Kn4、电机：
2d)电机控制器输入端正负极通过接插件连接输入电缆nDC+端、nDC-端，输出端连接Un、Vn、Wn三相线束；
2e)Un端连接输出电机回路接触器Kn3的1端口和输出电机回路接触器Kn4的1端口，Vn端接接触器Kn3的3端口和接触器Kn4的3端口，Wn连接接触器Kn3的5端口和接触器Kn4的5端口；
2f)两路电机的U、V、W分别连接接触器Kn3和接触器Kn4的2、4、6端口，两路电机一个使用，一个备用，便于快速切换电机。
其中，电机控制器输入电压范围为DC350V～DC540V，相邻两个工位的电机通过连接轴组成对拖机组进行测试，对拖加载时一台控制器处于电动状态，另一台处于发电状态，发电的电能通过公共直流母线回馈到电源，所以对拖运行时两台控制器消耗的总的能量比单台功率要低很多，对拖机组加载测试的方式使得整个配电回路的容量大大降低。
图3中所示“工位1”和“工位2”位置的控制器作为一组控制一个对拖机组进行测试。
具体的，如图3所示工位1和工位2为例，电机1和电机2通过连接轴构成对拖机组，电机1有一个备用电机，电机2有一个备用电机，两个备用电机通过连接轴构成另一个对拖机组，电机1和电机2损坏时，工位1和工位2的输出回路同时切换到各自的备用电机，即K13和K23断开，K14和K24闭合，则1号对拖机组换成1号对拖机组的备用机组，不影响生产。
依次工位2～工位12输出回路也连接两个电机，如图1所示；
其中，熔断器常闭合，上电命令时，预充电接触器先闭合，使预充电电阻串入输入回路给控制器预充电，此过程中主回路接触器是断开的，等控制器反馈“运行准备就绪”信号后，主接触器闭合，同时预充电接触器断开从而使预充电电阻从回路中断开。
通电监控模块(3)，包括电控柜，设置在电控柜内的PLC的信号输出端与测试工位模块开关的输入端相连，
PLC和测试软件通过以太网通讯方式建立连接，其操作步骤如下：
3a)控制工位的“通电”按钮开启后，PLC输出信号使工位预充电回路接触器先吸合，同时电机柜“通电”按钮背景变成黄色显示为预充电状态，当控制器母线电压成功建立后，测试软件反馈控制器“运行准备就绪”的状态给PLC，PLC再输出信号使工位主回路接触器和输出回路接触器吸合，同时断开工位预充电回路接触器，此时电机柜“通电”按钮背景变成绿色显示为通电状态。
3b)工位通电后，测试软件反馈控制器“运行准备就绪”的状态给PLC时，说明此时控制器没有运行，则可点击电控柜“断电”按钮，即断开工位主回路接触器和输出回路接触器，电路断开，如图5所示。
本发明还公开一种电机控制器测试配电的方法，所述方法步骤如下：
步骤1)工业电源交流电通过整流器输入端三相交流调压器，调压器将交流电变成连续可调的交流电再输入整流器；
步骤2)每个测试工位中整流器输出电压给电机控制器供电，电机控制器输出交流电控制电机；
步骤3)电控柜开关对电机控制器进行上电、断电操作，电控柜通过PLC进行逻辑控制。
其中，所述调压器是干式自冷接触式调压器。
其中，所述步骤2)中，测试工位配电回路步骤如下：
2a)每个测试工位的配电回路熔断器常闭合，上电命令时，预充电接触器先闭合，使预充电电阻串入输入回路给控制器预充电，此过程中主回路接触器是断开的，等控制器反馈运行准备就绪信号后，主接触器闭合，同时预充电接触器断开使预充电电阻从回路中断开。
2b)相邻两个工位的电机通过连接轴组成对拖机组进行测试，对拖加载时一台控制器处于电动状态，另一台处于发电状态，发电的电能通过公共直流母线回馈到电源；
以上方法实施例与系统实施例是一一对应的，方法实施例简略之处，参见系统实施例即可。
说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施方式仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。
Claims (2)
1.一种电机控制器测试配电的系统，其特征在于：所述系统包括整流调压模块，工位测试模块，通电监控模块；
整流调压模块(1)，包括整流器及三相交流调压器，输入端与工业电源相连的三相交流调压器的输出端与整流器相连；
测试工位模块(2)，包括直流输入模块、电机控制器及电机控制输出模块，与整流器输出端相连的直流输入模块与电机控制器的输入端相连，所述电机控制器的输出端与电机控制输出模块的输入端相连；
通电监控模块(3)，包括电控柜，设置在电控柜内的PLC的信号输出端与测试工位模块开关的输入端相连；
3a)控制工位的通电按钮开启后，PLC输出信号使工位预充电回路接触器先吸合，同时电机柜通电按钮背景变成黄色显示为预充电状态，当控制器母线电压成功建立后，测试软件反馈控制器运行准备就绪的状态给PLC，PLC再输出信号使工位主充电回路接触器和输出回路接触器吸合，同时断开工位预充电回路接触器，此时电机柜通电按钮背景变成绿色显示为通电状态；
3b)工位通电后，测试软件反馈控制器运行准备就绪的状态给PLC时，说明此时控制器没有运行，则可点击电控柜断电按钮，即断开工位主充电回路接触器和输出回路接触器，电路断开；
所述整流调压模块(1)中，所述整流器的输入端连接三相交流调压器，所述三相交流调压器是干式自冷接触式调压器，通过转动轮盘来调节输出电压，使用电机和齿轮咬合轮盘轴，通过控制电机的正反转使轮盘顺时针或逆时针旋转，由此调节电压，电机的正反转通过电气柜上的三档位自复位旋钮开关控制，设计升压和降压两档，扭动开关到档位处并保持可升压或降压，松开后自复位到中间位，中间位无动作，通过电气柜上的多功能数显表可观察调压器输出和整流器输出，作为调压指示；
所述测试工位模块(2)中，直流输入模块包括熔断器Qn、预充电回路接触器Kn1、主充电回路接触器Kn2、预充电电阻R，其中n为大于1的整数：
2a)熔断器Qn端口1连接直流母线L+端，熔断器端口5连接直流母线的L-端；
2b)熔断器端口2连接预充电回路接触器Kn1端口1和主充电回路接触器Kn2的端口1，熔断器对应端口6连接预充电回路接触器Kn1的端口5和主充电回路接触器Kn2的端口5；
2c)预充电回路接触器Kn1的端口4连接预充电电阻后与输出线缆nDC+连接，预充电回路接触器Kn1的端口6连接预充电电阻R后与输出线缆nDC-连接，主充电回路接触器Kn2的端口4连接输出线缆nDC+端，主充电回路接触器Kn2的端口6连接输出线缆nDC-端；
所述测试工位模块(2)中，电机控制输出模块包括输出电机回路接触器Kn3和Kn4、电机：
2d)电机控制器输入端正负极通过接插件连接输入电缆nDC+端、nDC-端，输出端连接Un、Vn、Wn三相线束；
2e)Un端连接输出电机回路接触器Kn3的1端口和输出电机回路接触器Kn4的1端口，Vn端接接触器Kn3的3端口和接触器Kn4的3端口，Wn连接接触器Kn3的5端口和接触器Kn4的5端口；
2f)两路电机的U、V、W分别连接接触器Kn3和接触器Kn4的2、4、6端口，所述两路电机一个电机使用，一个电机备用；
电机控制器输入电压范围为DC350V～DC540V，相邻两个工位的电机通过连接轴组成对拖机组进行测试，对拖加载时一台控制器处于电动状态，另一台处于发电状态，发电的电能通过公共直流母线回馈到电源，对拖运行时两台控制器消耗的总的能量比单台功率要低很多，对拖机组加载测试的方式使得整个配电回路的容量降低。
2.一种电机控制器测试配电的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤1)工业电源交流电通过整流器输入端三相交流调压器，调压器将交流电变成连续可调的交流电再输入整流器；
步骤2)每个测试工位中整流器输出电压给电机控制器供电，电机控制器输出交流电控制电机；
步骤3)电控柜开关对电机控制器进行上电、断电操作，电控柜通过PLC进行逻辑控制；
所述步骤1)中，所述调压器是干式自冷接触式调压器；所述步骤2)中，测试工位配电回路步骤如下：
2a)每个测试工位的配电回路熔断器常闭合，上电命令时，预充电回路接触器先闭合，使预充电电阻串入输入回路给控制器预充电，此过程中主充电回路接触器是断开的，等控制器反馈运行准备就绪信号后，主充电回路接触器闭合，同时预充电回路接触器断开使预充电电阻从回路中断开；
2b)相邻两个工位的电机通过连接轴组成对拖机组进行测试，对拖加载时一台控制器处于电动状态，另一台处于发电状态，发电的电能通过公共直流母线回馈到电源。
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