CN114995340A - 电机控制器的检测装置、检测方法和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机控制器的检测装置、检测方法和可读存储介质，该电机控制器的检测装置包括测试板和测试底座；测试底座包括旋转磁场发生器和安装卡位，旋转磁场发生器用于产生旋转磁场，安装卡位用于安装待测试的电机控制器，在测试时，将电机控制器的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器在电机转动下的工作状态；测试板与待测试的电机控制器连接，用于在测试过程中采集电机控制器的测试输出信号。本发明避免了对电机控制器进行检测时需要与电机连接带来的不便，提高了检测效率。

Description

电机控制器的检测装置、检测方法和可读存储介质

技术领域

本发明涉及硬件测试技术领域，尤其涉及一种电机控制器的检测装置、检测方法和可读存储介质。

背景技术

电机控制器生产流程分为元件贴装，ICT测试，FCT测试以及打包等步骤。FCT指电机控制器的功能测试，是电机控制器生产不可或缺的一环，目前市面上的电机控制器的检测装置不仅价格昂贵，而且由于其在对电机控制器尽心检测时需要与真实的电机进行连接测试，造成检测效率低下，无法满足大批量测试的需求。而其他简单的电机控制器的检测装置仅能对电机的常规参数进行检测，无法检出电机控制器的所有故障情况，存在漏检的现象。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种电机控制器的检测装置、检测方法和可读存储介质，以解决现有技术中电机控制器的检测效率低下的问题。

本发明的一个方面，一种电机控制器的检测装置，包括测试板和测试底座；

所述测试底座包括旋转磁场发生器和安装卡位，所述旋转磁场发生器用于产生旋转磁场，所述安装卡位用于安装待测试的电机控制器，在测试时，将所述电机控制器的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器在电机转动下的工作状态；

所述测试板与所述待测试的电机控制器连接，用于在测试过程中采集电机控制器的测试输出信号。

进一步地，还包括上位机；

所述上位机与所述测试板连接，用于对测试板采集到的电机控制器的测试输出信号进行显示和分析。

进一步地，所述旋转磁场发生器包括三相电感线圈和电感线圈控制器；

所述电感线圈控制器与所述三相电感线圈连接，用于向三相电感线圈输出交变的电流信号，以使三相电感线圈产生旋转磁场。

进一步地，所述上位机与所述电感线圈控制器通信连接，用于向电感线圈控制器下发控制参数，以控制电感线圈控制器根据控制参数向三相电感线圈输出对应的电流信号。

进一步地，所述测试板包括测试板主板和至少一个测试板从板，所述测试底座包括与测试板主板对应的主安装卡位和至少一个与测试板从板对应的从安装卡位；安装在各个安装卡位上的待测试电机控制器和与之对应的各个测试板连接。

进一步地，所述测试板主板与所述至少一个测试板从板通信连接，用于发送测试开关信号到各个测试板从板，以控制各个测试板从板的开启或关闭。

进一步地，还包括在所述测试板的连接端口前端设置的过流保护电路，用于对测试板执行过流保护。

本发明的另一方面，提供了一种基于上述电机控制器的检测装置的检测方法，所述方法包括：

控制所述旋转磁场发生器产生旋转磁场，其中，在测试时，将待测试的电机控制器的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器在电机转动下的工作状态；

获取测试板采集到的电机控制器的输出信号；

对所述电机控制器的输出信号进行分析，输出分析结果。

进一步地，在控制所述旋转磁场发生器产生旋转磁场之前，所述方法还包括：

获取所述电机控制器的型号；

根据所述电机控制器的型号向电感线圈控制器下发控制参数；

所述电感线圈控制器根据所述控制参数控制所述三相电感线圈产生适用于当前型号的电机控制器的旋转磁场，以模拟当前型号的电机控制器在电机转动下的工作状态。

进一步地，所述对所述电机控制器的输出信号进行参数分析，包括：根据所述输出信号电机控制器的输出电流波形分析所述电机控制器是否存在驱动故障和/或存在何种驱动故障。进一步地，所述电机控制器的输出信号包括电机控制器的输出电流波形；所述对所述电机控制器的输出信号进行参数分析，输出分析结果还包括：对所述电机控制器上的输出电流波形进行THD分析；根据所述输出电流波形的THD值判断所述电机控制器是否能够正常驱动电机运行。进一步地，所述方法还包括：

当检测到所述过流保护电路动作对所述测试板执行过流保护操作时，停止当前测试操作并发出报警信号。

进一步地，所述方法还包括：对所述对电机控制器的分析结果存档保存。

本发明另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

本发明实施例提供的电机控制器的检测装置、检测方法和可读存储介质，采用旋转磁场发生器模拟电机运行时转子永磁体旋转产生的磁场，在测试时，将电机控制器的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器在电机转动下的工作状态，避免了对电机控制器进行检测时需要与电机连接带来的不便，提高了检测效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的一种电机控制器的检测装置；

图2为本发明实施例的一种电机控制器的检测方法的流程示意图；

图3为本发明实施例的在对电机控制器进行测试时，上位机显示的测试结果界面。

图中标记说明：

10、上位机；20、测试板；30、测试底座；31、旋转磁场发生器；32、安装卡位；40电机控制器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1示意性示出了本发明实施例的一种电机控制器的检测装置的结构示意图。参照图1，本发明实施例提出的电机控制器的检测装置，包括上位机10、测试板20以及测试底座30，其中测试底座30包括旋转磁场发生器31和安装卡位32，安装卡位32用于安装待测试的电机控制器40。

在对电机控制器40进行测试时，将电机控制器40的霍尔元件设置于旋转磁场发生器31产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器31产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器40在电机转动下的工作状态。

进一步地，测试板20与待测试的电机控制器40连接，用于在测试过程中采集电机控制器40的测试输出信号。上位机10与测试板20连接，用于对测试板20采集到的电机控制器40的测试输出信号进行显示和分析。

进一步地，旋转磁场发生器31包括附图1中未示出的三相电感线圈和电感线圈控制器；电感线圈控制器与三相电感线圈连接，用于向三相电感线圈输出交变的电流信号，以使三相电感线圈产生旋转磁场。具体的，三相电感线圈采用FOC控制算法进行控制。本发明实施例中的电感线圈控制器可以集成到测试板20上，也可以独立于测试板20单独设置，对比本发明不做限定。

本发明实施例提供的一种电机控制器40的检测装置，采用线圈通三相电流产生旋转磁场的方法驱动电机控制器40的霍尔元件工作，测试时将电机控制器40的霍尔元件靠近线圈，不需要加上转子，就可以模拟电机板在电机转动下的工作状态。可快速开展功能测试，提高检测效率，将检测节拍时间从传统的10s以上提高到3-4s。同时避免了常规测试无法实现拼版测试，测试效率低下的问题。

进一步地，上位机10与电感线圈控制器通信连接，用于向电感线圈控制器下发控制参数，以控制电感线圈控制器根据控制参数向三相电感线圈输出对应的电流信号。具体的，该控制参数用于控制电流信号的频率、幅值和占空比等参数。

为了能够实现双工位甚至是多工位的同时检测即拼板测试，因此，在本发明又一实施例的一种电机控制器40的检测装置中，测试板20包括测试板20主板和至少一个测试板20从板，测试底座30包括与测试板20主板对应的主安装卡位和至少一个与测试板20从板对应的从安装卡位；安装在各个安装卡位上的待测试电机控制器40和与之对应的各个测试板20连接。需要说明的是，根据测试的具体需要，可以各个待测试电机控制器40统一设置一个旋转磁场发生器31，也可以针对每个待测试的电机控制器40设置相应的旋转磁场发生器31，对此本发明不做限定。当旋转磁场发生器的电感线圈控制器集成到测试板20上时，需要为每个待测试的电机控制器40设置相应的旋转磁场发生器31。

进一步地，测试板20主板与所述至少一个测试板20从板通信连接，用于发送测试开关信号到各个测试板20从板，以控制各个测试板20从板的开启或关闭。

进一步地，在实际测试时，若电机控制器40的检测装置采用单总线的方式进行通信，存在上位机10和测试板20主板控制权混淆的问题，无法满足电流波形的有效传输，因此本发明实施例的一种电机控制器40的检测装置，采用双总线甚至多总线的方式进行通信。即上位机10和各个测试板20使用一条总线，上位机10作为主机，各个测试板20之间使用一条总线，测试板20主板作为主机。各个测试板20通过设置在测试板20上的拨码开关选择是否作为测试板20主板。当电感线圈控制器没有集成到测试板20上时，上位机10还需要与电感线圈控制器建立相应的总线通信。

具体的，上位机10与各个测试板20、电感线圈控制器，采用高速485总线通信完成参数下发及测试输出信号采集。各个测试板20之间采用CAN总线通信完成测试开关信号的通信。通过多总线技术提高通信效率，拓展性强，系统结构清晰简单。

进一步地，本发明实施例提供的一种电机控制器40的检测装置还包括附图1中未示出的测试开始和测试结束按钮，当按下测试开始按钮时，进程对电机控制器40的检测，当按下测试结束按钮式，结束对电机控制器40的检测。

进一步地，本发明实施例提供的一种电机控制器40的检测装置还包括附图1中未示出的过流保护电路，该过流保护电路设置于测试板20的连接端口前端，用于对测试板20执行过流保护。能够在短路瞬间切断供电、同时软件关断并报警。实现微秒级保护，避免因测试板20短路、线序异常导致系统破坏。本发明实施例中的过流保护电路集成到测试板20上。

本发明实施例提供的一种电机控制器的检测装置具备对电机常规参数检测，即VCC，VDC，转速，VSP，FGH，FGL，FG占空比等参数的检测以及三相电流波形和FFT的显示和分析，其中，VCC指电压值，VDC指直流电压值，VSP为速度控制端口的电压值，FG为反馈输出端口的电压值。能够对电机控制器40进行全面分析检测，提高了电机控制器40的检出率。且整机成本控制在3w以内，大大降低了电机控制器40的检测成本，双工位甚至多工位的设计，在传统测试白晚班各4人，测试产出单班5000台，提高白晚班1人，在减免6人的同时满足12000台的测试需求，大大提高了检测效率。

图2为本发明实施例提供的一种基于如上所述电机控制器的检测装置的检测方法的流程示意图。参见图2，本发明实施例提供的基于电机控制器的检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：

S11、控制所述旋转磁场发生器产生旋转磁场，其中，在测试时，将待测试的电机控制器40的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器40在电机转动下的工作状态；

在本发明实施例中，在控制所述旋转磁场发生器产生旋转磁场之前，所述方法还包括：获取电机控制器40的型号；根据电机控制器40的型号向电感线圈控制器下发控制参数；电感线圈控制器根据控制参数控制三相电感线圈产生适用于当前型号的电机控制器40的满足测试需求的旋转磁场，以模拟当前型号的电机控制器40在电机转动下的工作状态。

具体的，在进行电机控制器40的实际测试中，需要根据电机控制器40的型号选择其驱动电机的转速、电流值等参数信息，因而，上位机10需要根据电机控制器40的具体型号完成控制参数的下发，使得旋转磁场发生器31能够真是模拟电机控制器40在相应型号的电机转动下的工作状态。

S12、获取测试板20采集到的电机控制器40的输出信号；

在本发明实施例中，电机控制器40的输出信号具体为其输出的三相交流电信号，包括了电流信号和电压信号以及电流信号和电压信号的频率、幅值等。

需要说明的是，电机控制器40在对电机进行控制时，根据其上设置的霍尔元件感应电机当前的运行参数，即通过霍尔元件感应电机转机旋转时产生的旋转磁场，以计算出电机转子的位置，转速等参数，以便根据电机当前的运行参数输出相应的负载电流，以控制电机的运行。因而测试板20采集到的电机控制器40的输出信号包括电机控制器40的输出电流波形。

S13、对所述电机控制器40的输出信号进行分析，输出分析结果。

在本发明实施例中，电机控制器40的输出信号包括电机控制器40的输出电流波形、VCC、VDC、转速、VSP、FGH、FGL以及FG占空比等参数，所述对所述电机控制器40的输出信号进行参数分析，包括：根据所述输出信号分析所述电机控制器是否存在驱动故障和/或存在何种驱动故障。具体的，所述驱动故障包括：无波形、负载缺相、电机不转、死点不转以及转向相反等。

进一步的，对所述电机控制器40的输出信号进行参数分析还包括：对所述电机控制器40上的输出电流波形进行THD分析；根据所述输出电流波形的THD值判断所述电机控制器是否能够正常驱动电机运行。

具体的，本发明实施例的在进行参数分析时，对输出电流波形执行快速傅里叶变换(FFT)，快速傅里叶变换(FFT)是快速计算序列的离散傅里叶变换(DFT)的方法，傅里叶分析将信号从原始域(通常是时间或空间)转换到频域，有些信号在时域难以发现其特征，转换到频域后特征就比较明显。是指在FFT的基础上对输出电流波形进行THD分析，THD分析指谐波失真分析输出信号比输入信号多出的谐波成分，所有多余的谐波电平之和被称为总谐波失真(THD)。多数工控产品均会将该指数作为品质鉴定的参考指标之一，一般低于10％可认定为波形质量较好。在具体测试中，THD值低于10％，说明波形失真度较好，THD值稍大于10％，说明波形存在失真情况，但是电机处于正常运行状态。THD值非常高，说明波形出现严重失真或电机未运行。本发明实施例通过采用高速端口数据采集，采集电机控制器40三相驱动电流进行FFT分析处理，实现高故障检出。

进一步地，本发明实施例的测试方法还包括当检测到所述过流保护电路动作对所述测试板20执行过流保护操作时，停止当前测试操作并发出报警信号。本发明实施例采用硬件过流保护电路+软件控制方式，能够在短路瞬间切断供电、同时软件关断并报警。实现微秒级保护，避免因测试板20短路导致系统破坏。功率器件短路保护通常需要在非常短时间内触发(微秒级)，否则将导致短路保护失败，器件烧毁。具体的，在实际测试实验中，本发明实施例提供的检测装置和检测方法仅仅经过3.4us就开启了过流保护。

进一步地，本发明实施例的测试方法还包括对所述对电机控制器40的分析结果进行显示和存档保存。

具体的，若测试通过则显示PASS通过，若测试不通过则显示NG不合格，附图3为本发明实施例提供的在对电机控制器40进行测试时，上位机10显示的测试结果界面。由附图3可知，上位机不仅能够对电机常规参数检测并显示，即VCC，VDC，转速，VSP，FGH，FGL，FG占空比等参数，此外上位机10能够显示的还包括附图3中未示出的控制电流信号。进一步地，上位机10还能够通过分析各个测试输出信号，判断当前电机控制器40是否通过测试。电机控制器40是否通过测试包括对VCC，VDC，转速，VSP，FGH，FGL，FG占空比等参数的分析，也包括了对电机控制器输出的控制电流信号分析得到的THD值，综合判断电机控制器40是否通过测试。下表为实际测试时，对电机控制器40检测出现故障时的具体存档记录。

表1：电机控制器检测记录

由上表可知，本发明实施例提供的检测方法，能够实现检出率达百分之百，本发明实施例在测试完成后，可以对测试结果进行实时分析及波形显示，便于测试人员观察结果，发现问题。对测试数据进行收集统计及实时存储，并将其以报表形式导出，满足生产系统的产品跟踪及数据追溯等需求。

本发明实施例提供的电机控制器40的检测装置与检测方法，采用旋转磁场发生器模拟电机运行时转子永磁体旋转产生的磁场，在测试时，将电机控制器40的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器40在电机转动下的工作状态，避免了对电机控制器40进行检测时需要与电机连接带来的不便，提高了检测效率。

此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本实施例中，所述上位机10集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种电机控制器的检测装置，其特征在于，包括测试板和测试底座；

所述测试底座包括旋转磁场发生器和安装卡位，所述旋转磁场发生器用于产生旋转磁场，所述安装卡位用于安装待测试的电机控制器，在测试时，将所述电机控制器的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器在电机转动下的工作状态；

所述测试板与所述待测试的电机控制器连接，用于在测试过程中采集电机控制器的测试输出信号。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括上位机；

所述上位机与所述测试板连接，用于对测试板采集到的电机控制器的测试输出信号进行显示和分析。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述旋转磁场发生器包括三相电感线圈和电感线圈控制器；

所述电感线圈控制器与所述三相电感线圈连接，用于向三相电感线圈输出交变的电流信号，以使三相电感线圈产生旋转磁场。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述上位机与所述电感线圈控制器通信连接，用于向电感线圈控制器下发控制参数，以控制电感线圈控制器根据控制参数向三相电感线圈输出对应的电流信号。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述测试板包括测试板主板和至少一个测试板从板，所述测试底座包括与测试板主板对应的主安装卡位和至少一个与测试板从板对应的从安装卡位；安装在各个安装卡位上的待测试电机控制器和与之对应的各个测试板连接。

6.根据权利于要求5所述的检测装置，其特征在于，所述测试板主板与所述至少一个测试板从板通信连接，用于发送测试开关信号到各个测试板从板，以控制各个测试板从板的开启或关闭。

7.根据权利要求1或3所述的检测装置，其特征在于，还包括在所述测试板的连接端口前端设置有过流保护电路，用于对测试板执行过流保护。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的电机控制器的检测装置的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

控制所述旋转磁场发生器产生旋转磁场，其中，在测试时，将待测试的电机控制器的霍尔元件设置于所述旋转磁场发生器产生的旋转磁场中，通过旋转磁场发生器产生的旋转磁场驱动霍尔元件工作，以模拟电机控制器在电机转动下的工作状态；

获取测试板采集到的电机控制器的输出信号；

对所述电机控制器的输出信号进行分析，输出分析结果。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在控制所述旋转磁场发生器产生旋转磁场之前，所述方法还包括：

获取所述电机控制器的型号；

根据所述电机控制器的型号向电感线圈控制器下发控制参数；

所述电感线圈控制器根据所述控制参数控制所述三相电感线圈产生适用于当前型号的电机控制器的满足测试需求的旋转磁场，以模拟当前型号的电机控制器在电机转动下的工作状态。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述对所述电机控制器的输出信号进行参数分析，包括：根据所述输出信号分析所述电机控制器是否存在驱动故障和/或存在何种驱动故障。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述电机控制器的输出信号包括电机控制器的输出电流波形；

所述对所述电机控制器的输出信号进行参数分析还包括：

对所述电机控制器上的输出电流波形进行THD分析；

根据所述输出电流波形的THD值判断所述电机控制器是否能够正常驱动电机运行。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述过流保护电路动作对所述测试板执行过流保护操作时，停止当前测试操作并发出报警信号。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述对电机控制器的分析结果存档保存。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8-13任一项所述方法的步骤。

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