CN209590215U - 一种变频器控制板测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种变频器控制板测试系统，包括测试装置和待测控制板，测试装置包括开关电源板、测试模块板、控制盒，测试模块板上装有用户端子测试模块、控制信号测试模块。用户端子测试模块包括：模拟量输入模块、数字量输入模块、高速脉冲输入模块、模拟量检测模块、数字量检测模块、高速脉冲检测模块、第一、二继电器通断检测模块、RS485通讯模块、电压检测模块。本方案针对现有的控制板测试系统过于复杂、不便于灵活操作等情况，提供一种可灵活移动、精确模拟、操作简单的测试系统。

Description

一种变频器控制板测试系统

技术领域

本实用新型涉及变频器领域，尤其涉及一种变频器控制板测试系统。

背景技术

变频器技术通过多年的发展，在通用控制领域的应用已经非常成熟，目前主要技术方向为针对专用领域的专机开发。比如纺织行业、包装行业、球磨行业等等。在行业应用推广过程中发现，通用变频器在功能及性能上往往或多或少会遇到不少技术问题，在这种情况下需要在通用变频器的基础上进行硬件或是软件的优化或改进，在行业研发项目中，控制板的改进成为重中之重，比如性能上的优化，主要通过软件来修改，功能上的优化，则主要通过硬件来修改。在研发过程中经常需要对软硬件进行不断的调试，以往的调试模式是安装样机进行调试，在很多时候需要负载电机或是外接相应的控制电路才能实现相应的调试，或是接入整机测试平台进行测试。另外一方面，售后部门出差处理现场问题时，目前的做法是通过更换控制板排除软硬件的问题。这些暴露出了现有变频器测试中存在的如下缺陷：

(1)需要安装样机进行测试，且需加负载电机或是外接相应的控制电路。

(2)或接入整机测试平台进行测试。

(3)售后维修时只更换控制板，找不出故障所在。

(4)操作不方便，工作效率低。

为了克服上述的不足，我们发明了一种变频器控制板测试系统。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于解决现有变频器测试中存在需要安装样机进行测试、且需加负载电机或是外接相应的控制电路，或接入整机测试平台进行测试，售后维修时只更换控制板、找不出故障所在，操作不方便、工作效率低的问题。其具体解决方案如下：

一种变频器控制板测试系统，包括测试装置和待测控制板，所述测试装置包括开关电源板、与所述开关电源板连接的测试模块板、控制盒，所述测试模块板上装有用户端子测试模块、控制信号测试模块，所述用户端子测试模块、控制信号测试模块、所述控制盒分别与所述待测控制板连接。

所述用户端子测试模块包括：

模拟量输入模块，可实现-10V～+10V DC电压或0～20mA电流的输出信号，接入所述待测控制板AI1，AI2，AI3，实现输入模拟量控制；

数字量输入模块，可实现可控开关信号接入所述待测控制板DI1～DI5，同时通过可选跳针可实现正负方向的输入；

高速脉冲输入模块，接入所述待测控制板HDI和地端子，实现功能控制；

模拟量检测模块，判断AO1，AO2，输出电压和电流的大致变化，同时配置有测试点，方便万用表或示波器测试实际具体值，跳针根据输出电压和电流进行调整；

数字量检测模块，判断输出是否使能；

高速脉冲检测模块，由拨码开关与所述待测控制板HDO1连接，有效时可作为高速脉冲输入信号，同时配置测试点，方便示波器测试具体波形；

第一、二继电器通断检测模块，判断第一、二继电器常开和常闭端子的通断；

RS485通讯模块，可通过标准USB接口与电脑或上位机进行通信，通讯状态通过发光二极管显示；

电压检测模块，配置有测试点，用于万用表或示波器测试实际具体值。

所述控制信号测试模块包括：

母线电压信号模拟模块，提供所述待测控制板母线电压检测信号；

电流信号模拟模块，提供所述待测控制板电流信号检测信号；

温度检测信号模拟模块，提供所述待测控制板温度检测信号；

制动信号检测模块，提供所述待测控制板制动单元控制信号；

电源供电模块，提供所述待测控制板工作电源；

逆变驱动信号检测模块，提供所述待测控制板PWM驱动信号；

风扇驱动信号检测模块，提供所述待测控制板散热风扇控制信号；

第三继电器控制信号检测模块，提供所述待测控制板第三继电器控制信号。

所述控制盒包括：显示屏，用于显示功能字母和数值；按键，用于切换功能或设置参数。

所述开关电源板的输入端为AC220V，输出端分别为+24V、+15V、 -15V、+10V、-10V、+5V。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本方案解决了现有变频器测试中存在需要安装样机进行测试、且需加负载电机或是外接相应的控制电路，或接入整机测试平台进行测试，售后维修时只更换控制板、找不出故障所在，操作不方便、工作效率低的问题。本方案针对现有的控制板测试系统过于复杂、不便于灵活操作等情况，提供一种可灵活移动、精确模拟、操作简单的测试系统。本测试系统既可以根据需要模拟实际工作中功率板的工作信号，也可以提供与用户端子匹配的输入输出信号，实现整体功能的快速实现。

本测试系统主要为纯硬件结构，不需要软件支持。开关电源板，主要为测试模块板以及待测控制板供电。用户端子测试模块，提供待测控制板用户端子输入需要的信号，同时检测用户端子输出信号。控制信号测试模块，主要模拟变频器功率板检测信号和受控信号。

本测试系统中，开关电源模板为单独的一块板，用户端子测试模块和控制信号测试模块集成在测试模块板上，两者通过法兰端子实现快速的连接。测试模块板分别有两个接口与待测控制板连接，用户端子测试模块通过导线与待测控制板用户端子连接，控制信号测试模块与待测控制板通过排线快速连接，两者相互之间互不影响，可独立使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种变频器控制板测试系统的方框图；

图2为本实用新型用户端子测试模块与待测控制板的连接图；

图3为本实用新型控制信号测试模块与待测控制板的连接图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，一种变频器控制板测试系统，包括测试装置1和待测控制板2，测试装置1包括开关电源板3、与开关电源板3连接的测试模块板4、控制盒7，测试模块板4上装有用户端子测试模块5、控制信号测试模块 6，用户端子测试模块5、控制信号测试模块6、控制盒7分别与待测控制板2 连接。

用户端子测试模块5包括：

模拟量输入模块8，可实现-10V～+10V DC电压或0～20mA电流的输出信号，接入待测控制板2的AI1，AI2，AI3脚，实现输入模拟量控制；

数字量输入模块9，可实现可控开关信号接入待测控制板2的DI1～DI5 脚，同时通过可选跳针(图中未画出)可实现正负方向的输入；

高速脉冲输入模块10，接入待测控制板2的HDI和地端子，实现功能控制；

模拟量检测模块11，判断AO1，AO2，输出电压和电流的大致变化，同时配置有测试点，方便万用表或示波器测试实际具体值，跳针根据输出电压和电流进行调整；

数字量检测模块12，判断输出是否使能；

高速脉冲检测模块13，由拨码开关(图中未画出)与待测控制板2的 HDO1连接，有效时可作为高速脉冲输入信号，同时配置测试点，方便示波器测试具体波形；

第一、二继电器通断检测模块14，判断第一、二继电器(图中未画出) 常开和常闭端子的通断；第一、二继电器安装在待测控制板2上；

RS485通讯模块15，可通过标准USB接口与电脑或上位机进行通信，通讯状态通过发光二极管显示；

电压检测模块16，配置有测试点，用于万用表或示波器测试实际具体值。

控制信号测试模块6包括：

母线电压信号模拟模块17，提供待测控制板2母线电压检测信号；

电流信号模拟模块18，提供待测控制板2电流信号检测信号；

温度检测信号模拟模块19，提供待测控制板2温度检测信号；

制动信号检测模块20，提供待测控制板2制动单元控制信号；

电源供电模块21，提供待测控制板2工作电源；

逆变驱动信号检测模块22，提供待测控制板2的PWM驱动信号；

风扇驱动信号检测模块23，提供待测控制板2散热风扇(装在变频器功率板上，图中未画出)控制信号；

第三继电器控制信号检测模块24，提供待测控制板2第三继电器控制信号。第三继电器安装在变频器功率板(图中未画出)上。

控制盒7包括：LED显示屏25，用于显示功能字母和数值；按键26，用于切换功能或设置参数。

开关电源板3的输入端为AC220V，输出端分别为+24V、+15V、 -15V、+10V、-10V、+5V。

具体地，用户端子测试方法如下：

(1)数字量输入DI1～DI5：DI端子与待测控制板2端子公共端短接即可开通待测控制板2相应电路的光耦(图中未画出)，待测控制板2上微处理器主控芯片(图中未画出)检测光耦输出级信号，默认为高电平，如果为低电平，则判断外部有动作，微处理器主控芯片发送相应指令，变频器(图中未画出)按照外部端子设置的对应动作执行操作。与测试模块板4连接，相应的测试模块通过带自锁的开关可实现数字量DI的使能，通过待测控制板2已经设置好的结果与实际工作状态对比判断软硬件是否正确。

(2)高速脉冲输入：待测控制板2的HDI1端子和地之间，接入 10～30V,0～50KHZ的方波，通过待测控制板2预先设置的功能，通过调整输入波形的频率，变频器的输出频率可进行相应地调整。通过高速脉冲输入模块上电位器(图中未画出)的调整可输出待测控制板2的0～24V,0～50KHZ的高速脉冲信号，高速脉冲的作用通过预先设定与待测控制板2实际运行状态比较判断软硬件是否正确。

(3)模拟量输入AI1～AI3：AI端子与端子地之间输入-10～+10V DC电压或0～20mA电流信号，通过程序设置，输入的模拟量的变化对应变频器输出频率的变化。与测试模块板4连接，通过测试模块板4上电位器(图中未画出) 的调整，测试模块板4可输出三路-10～+10V DC电压信号或0～20mA电流信号到AI1～AI3，模拟量端子输入电压的变化可通过设置，使得待测控制板2对应的工作状态发生变化，通过显示屏25可判断相应的软硬件模块是否正确。

(4)模拟量检测AO1～AO2：AO端子与地端子，在需要的情况下通过程序设置，可以输出与变频器工作频率或其他工作参数成线性的0～10V的电压或0～20mA的电流信号，供其它设备或器件的使用。AO端子与测试模块板4 连接，AO输出电压的值可根据需要通过相应的参数设定，不同输出电压到模拟量检测模块11通过发光二极管(图中未画出)的亮暗可大概判断电压的高低。

(5)数字量检测DO1：通过用户的设置，DO1与公共端之间在满足一定的条件情况下输出+24V DC信号接入到测试模块板4，DO1是否使能可通过数字量检测模块12的发光二极管判断，通过设置DO1的使能条件与实际效果对比，判断软硬件模块的正确。

(6)高频脉冲检测：通过用户的设置，HDO1可输出0～24V，0～50KHZ 的方波，频率对应用户设定的变频器参数。接入到测试模块板4，这个功能目前只能通过示波器或是接入到待测控制板2的高速脉冲输入端子HDI1，通过 HDI1的功能间接判断HDO1是否正常。

(7)第一、二继电器通断检测：通过用户的设置，第一、二继电器(T1,T2) 的使能与否是根据变频器状态是否满足设定条件来定。第一、二继电器的常开，常闭作为开关量接入测试模块板4，第一、二继电器的使能通过待测控制板2 设置，满足条件则动作，第一、二继电器通断检测模块14通过发光二极管来判断常开常闭端子的状态。

(8)RS485通讯：该端子可与符合RS485通讯标准的上位机或电脑连接，本系统通过测试模块板4转接电脑，在电脑上可监控待测控制板2的状态或操作待测控制板2的运行。电脑上相应的通讯软件读取状态和发送命令是否能通过待测控制板2的工作状态，真实地显示出来，作为软硬件判断依据。

(9)电源检测：为客户提供+10V，+24V两路隔离的电源，方便用户外接设备或是相应的器件，比如触摸屏、继电器等的供电。通过相应测试模块的发光二极管判断是否有电源输出。

控制信号测试模块6的使用方法如下：

(1)母线电压信号模拟模块17：变频器母线电压DC 0～1000V对应输入到待测控制板2的信号0～3V。通过调节电位器(图中未画出)模拟模块输出0～3V到待测控制板2。显示屏25可显示母线电压，通过对比判断软硬件是否正确。

(2)温度检测信号模拟模块19：变频器0～120℃对应输入到待测控制板2信号的0～3V。通过调节电位器模拟模块输出0～3V到待测控制板2。显示屏25可显示变频器温度，通过对比判断软硬件是否正确。

(3)电流信号模拟模块18：有三路模拟信号对应变频器的输出三相，变频器功率板实际输出到待测控制板2的是正弦波，相位相差120°，额定电流值的2.5倍对应电流检测信号的峰值-3V～+3V。目前模拟模块是通过给出 -3V～+3V直流值，效果相同。通过电位器可模拟电流检测信号的幅值，待测控制板2通过读取相应的电流状态可实现相应的功能(客户设定)，通过待测控制板2的工作状态判断软硬件是否有效。

(4)制动信号检测模块20：通过设置参数，使能制动信号，检测模块通过发光二极管判断制动信号是否使能(数字量)。

(5)逆变驱动信号检测模块22：变频器运行则待测控制板2发送6路 PWM信号(0-5V直流)，接入检测模块，通过发光二极管亮灭变换显示信号是否正常，低频下为规则闪烁，高频情况下为常亮(肉眼判断)。

(6)风扇驱动信号检测模块23：通过控制盒7启动待测控制板2运行，待测控制板2在运行状态下，散热风扇控制信号由低转换到高电平(+5V DC)，控制信号接入到检测模块，控制信号为低电平时，检测模块对应的二极管不亮，高电平时二极管点亮，说明风扇控制信号有效。

(7)第三继电器控制信号检测模块24：待测控制板2上电之后，检测母线电压值，当检测到母线电压上升达到350V时，待测控制板2将第三继电器控制信号由原低电平转换到高电平(+5V DC)，控制信号接入到检测模块，控制信号为低电平时，检测模块对应的二极管不亮，高电平时二极管点亮，说明第三继电器控制信号有效。

(8)电源供电模块21：提供待测控制板2正常工作的供电，如果电源出问题，待测控制板2工作不正常。

综上所述，采用本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本方案解决了现有变频器测试中存在需要安装样机进行测试、且需加负载电机或是外接相应的控制电路，或接入整机测试平台进行测试，售后维修时只更换控制板、找不出故障所在，操作不方便、工作效率低的问题。本方案针对现有的控制板测试系统过于复杂、不便于灵活操作等情况，提供一种可灵活移动、精确模拟、操作简单的测试系统。本测试系统既可以根据需要模拟实际工作中功率板的工作信号，也可以提供与用户端子匹配的输入输出信号，实现整体功能的快速实现。

本测试系统主要为纯硬件结构，不需要软件支持。开关电源板3，主要为测试模块板4以及待测控制板2供电。用户端子测试模块5，提供待测控制板2用户端子输入需要的信号，同时检测用户端子输出信号。控制信号测试模块6，主要模拟变频器功率板检测信号和受控信号。

本测试系统中，开关电源模板3为单独的一块板，用户端子测试模块5 和控制信号测试模块6集成在测试模块板4上，两者通过法兰端子(图中未画出)实现快速的连接。测试模块板4分别有两个接口与待测控制板2连接，用户端子测试模块5通过导线与待测控制板2用户端子连接，控制信号测试模块 6与待测控制板2通过排线快速连接，两者相互之间互不影响，可独立使用。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变频器控制板测试系统，包括测试装置和待测控制板，其特征在于：所述测试装置包括开关电源板、与所述开关电源板连接的测试模块板、控制盒，所述测试模块板上装有用户端子测试模块、控制信号测试模块，所述用户端子测试模块、控制信号测试模块、所述控制盒分别与所述待测控制板连接。

2.根据权利要求1所述一种变频器控制板测试系统，其特征在于，所述用户端子测试模块包括：

模拟量输入模块，可实现-10V～+10V DC电压或0～20mA电流的输出信号，接入所述待测控制板AI1，AI2，AI3，实现输入模拟量控制；

数字量输入模块，可实现可控开关信号接入所述待测控制板DI1～DI5，同时通过可选跳针可实现正负方向的输入；

高速脉冲输入模块，接入所述待测控制板HDI和地端子，实现功能控制；

模拟量检测模块，判断AO1，AO2，输出电压和电流的大致变化，同时配置有测试点，方便万用表或示波器测试实际具体值，跳针根据输出电压和电流进行调整；

数字量检测模块，判断输出是否使能；

高速脉冲检测模块，由拨码开关与所述待测控制板HDO1连接，有效时可作为高速脉冲输入信号，同时配置测试点，方便示波器测试具体波形；

第一、二继电器通断检测模块，判断第一、二继电器常开和常闭端子的通断；

RS485通讯模块，可通过标准USB接口与电脑或上位机进行通信，通讯状态通过发光二极管显示；

电压检测模块，配置有测试点，用于万用表或示波器测试实际具体值。

3.根据权利要求1所述一种变频器控制板测试系统，其特征在于，所述控制信号测试模块包括：

母线电压信号模拟模块，提供所述待测控制板母线电压检测信号；

电流信号模拟模块，提供所述待测控制板电流信号检测信号；

温度检测信号模拟模块，提供所述待测控制板温度检测信号；

制动信号检测模块，提供所述待测控制板制动单元控制信号；

电源供电模块，提供所述待测控制板工作电源；

逆变驱动信号检测模块，提供所述待测控制板PWM驱动信号；

风扇驱动信号检测模块，提供所述待测控制板散热风扇控制信号；

第三继电器控制信号检测模块，提供所述待测控制板第三继电器控制信号。

4.根据权利要求1所述一种变频器控制板测试系统，其特征在于，所述控制盒包括：

显示屏，用于显示功能字母和数值；

按键，用于切换功能或设置参数。

5.根据权利要求1所述一种变频器控制板测试系统，其特征在于：所述开关电源板的输入端为AC220V，输出端分别为+24V、+15V、-15V、+10V、-10V、+5V。