CN204330904U - 一种变频器测试装置 - Google Patents

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陈凯
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本实用新型提供一种变频器测试装置,包括:包括第一信号监测单元、励磁电压接入单元、负载和判断单元,其中所述第一信号监测单元用于监测被测变频器输出的第一信号;所述励磁电压接入单元用于提供励磁电压以使所述负载正常运行或过载运行;所述负载分别与所述被测变频器的输出端和所述励磁电压接入单元的输出端连接,以使得所述负载根据所述被测变频器输出的所述第一信号和所述励磁电压接入单元输出的所述励磁电压运行;以及判断单元,用于判断所述被测变频器的变频功能和过载保护功能是否正常。

Description

一种变频器测试装置
技术领域
本实用新型涉及电器测试领域,具体地说涉及一种变频器测试装置。
背景技术
变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制的设备。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成,变频器靠内部IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等,随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
在实际应用中,为了验证变频器的上述功能是否正常,通常会对变频器进行测试,测试的过程是利用电器产品提供可控的信号,使变频器模拟实际应用状态,并监测该过程中变频器的多种信号的反馈,然后根据测试结果数据分析变频器的各项功能是否正常。
目前,为了实现对变频器的测试,通常需要用到多种电器产品,例如电机、交流接触器、仪表等,在多种电器产品的协同工作下测试系统可以采集到测试数据,但是采集到测试数据后仍需要人为对数据进行分析和对比,才能得出测试结果,随着对测试过程的要求不断提高,所需要用到的电器产品也在不断增多,这使得测试系统的复杂度不断提高、测试系统的线路随之不断地臃肿,而且也不便于对测试系统进行控制。
实用新型内容
为此,本实用新型所要解决的技术问题在于简化变频器测试过程所需的电器产品,并且优化测试过程的可控性,从而提出一种变频器测试装置。
为解决上述技术问题,本实用新型的一种变频器测试装置,包括:包括第一信号监测单元、励磁电压接入单元、负载和判断单元,其中
所述第一信号监测单元用于监测被测变频器输出的第一信号;
所述励磁电压接入单元用于提供励磁电压以使所述负载正常运行或过载运行;
所述负载具有第一输入端和第二输入端,分别与所述被测变频器的输出端和所述励磁电压接入单元的输出端连接,以使得所述负载根据所述被测变频器输出的所述第一信号和所述励磁电压接入单元输出的所述励磁电压运行;以及
判断单元,与所述第一信号监测单元连接以接收所述第一信号监测单元所监测的所述第一信号,当所述励磁电压使所述负载正常运行时,所述判断单元根据所述第一信号的电压值和频率值这两者是否等于所述被测变频器的目标输出电压值和目标输出频率值来判断所述被测变频器的变频功能是否正常;当所述励磁电压使所述负载过载运行时,所述判断单元根据所述第一信号是否被切断来判断所述被测变频器的过载保护功能是否正常。
优选地,所述装置还包括:
调压单元,与外接电源相连,用于调节所述外接电源的电压值以向所述被测变频器提供所需的测试电压;
第二信号监测单元,用于监测从所述调压单元输入到被测变频器的第二信号。
优选地,所述装置还包括:
电源输入控制单元,其连接在所述外接电源和所述调压单元之间,用于接通或关断所述外接电源和所述调压单元之间的连接。
优选地,所述装置还包括:
启动控制单元,其连接在所述第二信号监测单元和所述被测变频器之间,用于接通或关断所述第二信号监测单元和所述被测变频器之间的连接。
优选地,所述装置还包括:
漏电保护单元,与所述被测变频器的输出端相连,用于在漏电流超过阀值时切断所述第一信号。
优选地,所述装置还包括:
触摸屏控制单元,分别与所述电源输入控制单元、调压单元、启动控制单元相连,用于使用户通过触摸屏对相应的单元进行控制;
并且所述触摸屏控制单元还分别与所述第一信号监测单元、第二信号监测单元、判断单元相连,用于显示并记录所述第一信号、第二信号和所述被测变频器的状态。
进一步地,所述装置还包括:
装置箱体,所述装置箱体设有开孔,所述开孔用于安装接线端子,所述接线端子通过定位锁扣固定在所述开孔处,所述负载设置在所述箱体外部,并通过所述接线端子与所述被测变频器的输出端相连。
进一步地,所述判断单元包括第一比较器和第二比较器,其中
当所述励磁电压使所述负载正常运行时,激活所述第一比较器和所述第二比较器工作,所述第一比较器用于将所述第一信号的电压值与所述被测变频器的目标输出电压值进行比较,当二者相等时所述第一比较器输出为0;所述第二比较器用于将所述第一信号的频率值与所述被测变频器的目标输出频率值进行比较,当二者相等时所述第二比较器输出为0;当所述第一比较器与所述第二比较器的输出都为0时,将被测变频器变频功能判定为正常;
当所述励磁电压使所述负载过载运行时,判断所述第一信号是否为0,当所述第一信号为0时,将被测变频器的过载保护功能判定为正常。
进一步地,所述电源输入控制单元包括:交流接触器和断路器,其中所述交流接触器与断路器串联。
进一步地,所述负载包括电动机和离合器。
本实用新型提供的变频器测试装置与现有技术相比,该装置可执行多种测试任务并且具有数据分析的功能,使测试功能多样化、线路相对简洁,并且装置中设置的多个控制单元使测试任务的可控性得到提高。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解,下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型作进一步详细的说明,其中
图1是本实用新型实施例一的变频器测试装置的结构示意图;
图2是本实用新型实施例一中的判断单元结构示意图;
图3是本实用新型实施例二的变频器测试装置的结构示意图;
图4是本实用新型实施例二的变频器测试装置的电路连接示意图;
图5是本实用新型实施例四的变频器测试装置的箱体结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例提供一种变频器测试装置,如图1所示,该装置包括:第一信号监测单元13、负载14、励磁电压接入单元15和判断单元16。通过外接电源11向被测变频器12供电,根据本发明实施例的变频器测试装置与被测变频器12的输出端连接,以对被测变频器12进行测试。
在根据本发明实施例的变频器测试装置中,第一信号监测单元12与被测变频器13的输出端连接,用于监测被测变频器13输出的第一信号;所述励磁电压接入单元15用于提供励磁电压以使所述负载正常运行或过载运行;负载14具有第一输入端和第二输入端,所述第一输入端和第二输入端分别与所述被测变频器13和所述励磁电压接入单元15连接,以使得所述负载14根据所述被测变频器13输出的所述第一信号和所述励磁电压接入单元15输出的所述励磁电压运行。
具体地,第一信号监测单元12包括电流互感器、电压互感器、频率表等器件,测试人员通过该单元的读数可以观察到经过被测变频器13处理后的输出信号的值,包括输出信号的电流值、电压值和频率值等。负载14可以是电机、泵等耗电器件,利用变频后的电信号(第一信号)运行来模拟变频器的实际工作场景。以电磁调速电动机作为负载为例,电磁调速电动机可以通过异步电动机和离合器的组合使用实现对异步电动机的精确电磁调速功能。为该电动机输入励磁电压可以使其过载运行,通过调节输入励磁电压的大小来调节异步电动机的过载状态。
判断单元16,与所述第一信号监测单元12连接以接收所述第一信号监测单元12所监测的所述第一信号,当所述励磁电压使所述负载正常运行时,所述判断单元16根据所述第一信号的电压值和频率值这两者是否等于所述被测变频器13的目标输出电压值和目标输出频率值来判断所述被测变频器13的变频功能是否正常;当所述励磁电压使所述负载过载运行时,所述判断单元16根据所述第一信号是否被切断来判断所述被测变频器13的过载保护功能是否正常。
具体地,判断单元16是具有数据比较功能的部件,例如可以使用多个比较器组合而成,比较器的作用是比较一个输入信号与某一给定值的关系,然后用比较器输出电压的高或低电平,表示两个输入信号的大小关系:当输入端信号大于给定值时,比较器输出为高电平;当输入端信号小于给定值时,比较器输出为低电平;当输入端信号等于给定值时,比较器输出为0。
图2示出了判断单元结构示意图,如图2所示,该判断单元16包括:第一比较器161和第二比较器162。
当所述励磁电压使所述负载正常运行时,激活所述第一比较器161和所述第二比较器162工作,所述第一比较器161用于将所述第一信号的电压值与所述被测变频器的目标输出电压值进行比较,当二者相等时所述第一比较器161输出为0;所述第二比较器162用于将所述第一信号的频率值与所述被测变频器的目标输出频率值进行比较,当二者相等时所述第二比较器162输出为0;当所述第一比较器161与所述第二比较器162的输出都为0时,将被测变频器变频功能判定为正常;
当所述励磁电压使所述负载过载运行时,判断所述第一信号是否为0,当所述第一信号为0时,将被测变频器的过载保护功能判定为正常。
执行测试任务时,判断单元16中给定被测变频器13的相关功能参数,其中的相关功能参数具体是指被测变频器13所要控制的输出频率、输出电压、输出频率的目标值,测试任务开始后,该单元得到第一信号数值后,判断该数值与给定的各项目标值是否相同,并且根据判断结果判定被测变频器的状态是否正常。例如,某一被测变频器所要控制的输出电压目标值为380V,判断单元16中的第一比较器161则给定这一数值作为基准电压,当测试开始后,如果第一信号的电压值等于380V,则第一比较器161输出为0,表示该变频器可以达到预期效果;如果第一信号的电压值与380V有所偏差,则第一比较器161输出高电平或低电平,表示该变频器未能达到预期效果;又如,该被测变频器所要控制的输出频率目标值为60Hz,判断单元16中的第二比较器162则给定这一数值作为基准频率,当测试开始后,如果第一信号的频率值等于60Hz则,则第二比较器162输出为0,表示该变频器可以达到预期效果;如果第一信号的频率值与60Hz有所偏差,则第二比较器162输出高电平或低电平,表示该变频器未能达到预期效果。在实际测试过程中,输出的电压值和频率值可以同时作为判断指标,只有当第一信号的电压值和频率值全部符合所要控制的目标值时,才表示被测变频器的变频功能是正常的,其中的小范围误差可以忽略不计。
对于变频器的过载保护功能,可以通过监测变频器是否延时切断电源以使负载停止工作,来判断其是否实现对负载的保护功能,如果电源没有被切断,则表示该变频器的过载保护功能异常。该功能可以利用过零比较器来实现,过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。原理同样是利用比较器对两个输入电压进行比较,测试过程中向过零比较器的一个输入端输入所述第一信号,另一个输入端的输入为0,当负载过载运行时,如果所述第一信号不为0,则过零比较器的表输出端输出高电平或低电平,表示该变频器的过载保护功能异常。
判定了被测变频器的的状态后,对于功能不正常的被测变频器,判断单元16还可以发出报警信号、记录相应变频器编号等操作。
实施例二
如图3所示,本实施例提供一种变频器测试装置,该装置在上述实施例的基础上还包括:调压单元21和第二信号监测单元22。
其中,调压单元21与外接电源相连,用于调节所述外接电源的电压值以得到所需的测试电压。
第二信号监测单元22用于监测输入到被测变频器12的第二信号。
调压单元21可以调整输入变频器12测试装置的交流电压值,该单元包括两台小型电动机,其中一台正转,另一台反转,从而带动调压器的调压杆进行转动,实现调节电源电压的功能。本实施例中,电源的电压值是固定的,在接通电源后,可以通过调压单元21对电源提供的电压进行调整,包括增大或减小电压值等,从而得到测试所需的电压(被测变频器12的输入电压),并且在测试开始后还可以利用该单元不断调整输入被测变频器12的电压值,来模拟实际应用中输入电压的变化情况。
第二信号监测单元22包括电流互感器、电压互感器、频率表等器件,测试人员通过该单元的读数可以观察到经过调压后的电信号的电压值、电流值和频率等数值,以确保输入被测变频器12的电信号(第二信号)符合测试需求。
优选地,本实施例提供的变频器测试装置还包括:电源输入控制单元23和启动控制单元24。
其中,电源输入控制单元23连接在所述外接电源和所述调压单元21之间,用于接通或关断所述外接电源和所述调压单元21之间的连接。
启动控制单元24连接在所述第二信号监测单元22和所述被测变频器12之间,用于接通或关断所述第二信号监测单元22和被测变频器12之间的连接。电源输入控制单元23和启动控制单元24可以是交流接触器、断路器等控制器件,其中,电源输入控制单元作为变频器12测试装置的总电源控制开关,可以由测试人员进行控制,当电源输入控制单元接通电源时,电源则开始向变频器12测试装置提供电信号。
启动控制单元24可以控制被测变频器12通电或断电。由于在实际测试过程中,测试装置整体首先接通电源,但此时电源提供的电信号可能并不符合测试需求,所以启动控制单元24在测试开始时应处于关断状态,待调压单元21完成调整操作后,再控制启动控制单元24接通,使被测变频器12直接接收到测试所需的电信号,避免调压过程对整个测试过程造成影响。
优选地,本实施例提供的变频器测试装置还包括:漏电保护单元25,与被测变频器12的输出端相连,用于在漏电流超过阀值时切断所述第一信号。
具体地,图4示出了本实施例提供的变频器测试装置的电路连接图,如图4所示,本实施例中的电源是三相四线制电源,输电线路中有三条线路代表三相线,第四条线路为中性线。
调压单元21与外接电源相连,用于调节所述外接电源的电压值以得到所需的测试电压。
第二信号监测单元22用于监测输入到被测变频器12的第二信号,其中包括电流互感器、电压互感器。
电源输入控制单元23包括断路器231和交流接触器232,其中所述交流接触器232与断路器231串联。电源的电信号进入输电线路后首先经过断路器231,断路器231对线路起到短路、严重过载和欠压等保护作用;然后经过交流接触器232,交流接触器232起到频繁接通与分断变频器测试装置的开关电源的作用。
启动控制单元24连接在第二信号监测单元22和被测变频器12之间,其中包括断路器和交流接触器,用于接通或关断所述第二信号监测单元22和被测变频器12之间的连接。
漏电保护单元25是剩余动作电流断路器,当发生人身触电或电网中的漏电流超过规定值时,剩余电流动作断路器将在极短的时间内自动切断电信号,该单元可以保障人身安全,并且防止设备因发生漏电流造成事故,使该单元具有过载和短路保护的作用。
实施例三
本实施例提供一种变频器测试装置,该装置在上述各实施例的基础上还包括:
触摸屏控制单元,分别与所述电源输入控制单元、调压单元、启动控制单元相连,用于提供与各个单元对应的虚拟按钮,并根据所述虚拟按钮接收的信号对相应的单元进行控制。当用户在触摸屏上进行操作时,该单元根据接收到的操作动作,向相应的单元发出控制信号,实现对相应单元的控制,从而使测试人员可以在一个触摸屏幕上通过各种虚拟按钮对上述各个单元进行控制,例如通过触摸屏操作控制电源输入控制单元接通或断开电源、向调压单元的提供调整值等。
进一步地,所述触摸屏控制单元还分别与所述第一信号监测单元、第二信号监测单元、判断单元相连,用于显示并记录所述输入信号、输出信号和所述被测变频器的状态。触摸屏控制单元实现对应各个监测单元的虚拟窗口,使输入信号的值、输出信号的值和被测变频器的状态值在同一个触摸屏幕中显示。
触摸屏控制单元将多种控制和显示功能集成于一体,优化了测试装置的操作复杂度,从而提高测试效率。
实施例四
如图5所示,本实施例提供一种变频器测试装置,该装置在上述各实施例的基础上还包括:装置箱体31,所述装置箱体设有开孔32,所述开孔32用于安装接线端子33,所述接线端子33通过定位锁扣固定在所述开孔32处,所述负载设置在所述箱体31外部,并通过所述接线端子33与所述被测变频器的输出端相连。
装置箱体31的上方面版上设有多种控制按钮、仪表窗口等部件,而对于测试所需的负载,由于其体积较大所以通常设置在箱体31外部,负载与测试装置需要走线连接,通常的装置箱体31在接线处都设有铰链式的门板,连接负载时需要打开门板走线,这使得线路暴露在外存在安全隐患。本实施例提供的箱体31上设有开孔32,开孔32处固定一个接线端子33,并且通过定位锁扣可拆卸地进行固定,接线端子33的一端与被测变频器的输出端相连,另一端与负载相连,这种结构可以节约接线处的空间,并且使接线处更加稳定,提高测试装置的安全性。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种变频器测试装置,其特征在于,包括第一信号监测单元、励磁电压接入单元、负载和判断单元,其中
所述第一信号监测单元用于监测被测变频器输出的第一信号;
所述励磁电压接入单元用于提供励磁电压以使所述负载正常运行或过载运行;
所述负载具有第一输入端和第二输入端,分别与所述被测变频器的输出端和所述励磁电压接入单元的输出端连接,以使得所述负载根据所述被测变频器输出的所述第一信号和所述励磁电压接入单元输出的所述励磁电压运行;以及
判断单元,与所述第一信号监测单元连接以接收所述第一信号监测单元所监测的所述第一信号,当所述励磁电压使所述负载正常运行时,所述判断单元根据所述第一信号的电压值和频率值这两者是否等于所述被测变频器的目标输出电压值和目标输出频率值来判断所述被测变频器的变频功能是否正常;当所述励磁电压使所述负载过载运行时,所述判断单元根据所述第一信号是否被切断来判断所述被测变频器的过载保护功能是否正常;
所述判断单元包括第一比较器和第二比较器,其中
当所述励磁电压使所述负载正常运行时,激活所述第一比较器和所述第二比较器工作,所述第一比较器用于将所述第一信号的电压值与所述被测变频器的目标输出电压值进行比较,当二者相等时所述第一比较器输出为0;所述第二比较器用于将所述第一信号的频率值与所述被测变频器的目标输出频率值进行比较,当二者相等时所述第二比较器输出为0;当所述第一比较器与所述第二比较器的输出都为0时,将被测变频器变频功能判定为正常;
当所述励磁电压使所述负载过载运行时,判断所述第一信号是否为0,当所述第一信号为0时,将被测变频器的过载保护功能判定为正常。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
调压单元,与外接电源相连,用于调节所述外接电源的电压值以向所述 被测变频器提供所需的测试电压;
第二信号监测单元,用于监测从所述调压单元输入到被测变频器的第二信号。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
电源输入控制单元,其连接在所述外接电源和所述调压单元之间,用于接通或关断所述外接电源和所述调压单元之间的连接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
启动控制单元,其连接在所述第二信号监测单元和所述被测变频器之间,用于接通或关断所述第二信号监测单元和所述被测变频器之间的连接。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
漏电保护单元,与所述被测变频器的输出端相连,用于在漏电流超过阀值时切断所述第一信号。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
触摸屏控制单元,分别与所述电源输入控制单元、调压单元、启动控制单元相连,用于使用户通过触摸屏对相应的单元进行控制;
并且所述触摸屏控制单元还分别与所述第一信号监测单元、第二信号监测单元、判断单元相连,用于显示并记录所述第一信号、第二信号和所述被测变频器的状态。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
装置箱体,所述装置箱体设有开孔,所述开孔用于安装接线端子,所述接线端子通过定位锁扣固定在所述开孔处,所述负载设置在所述箱体外部,并通过所述接线端子与所述被测变频器的输出端相连。
8.根据权利要求3-6所述的装置,其特征在于,所述电源输入控制单元包括:交流接触器和断路器,其中所述交流接触器与断路器串联。
9.根据权利要求1-6任一项所述的装置,其特征在于,所述负载包括电动机和离合器。
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