CN213457094U - 电流采样信号通路延时时间测试系统及电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电流采样信号通路延时时间测试系统及电机控制器，涉及电机控制领域，其包括：模拟信号发生模块，其包括LCR谐振电路，用于产生谐振电流信号；以及信号采样模块，与所述模拟信号发生模块相连，用于采集所述谐振电流信号并产生采样信号；其中所述系统与示波器配合使用，示波器用于获取所述谐振电流信号以及所述采样信号，以获取所述谐振电流信号与所述采样信号之间的延迟时间。本实用新型以一种简单的方式实现了电机控制器电流采样延迟时间的测量，减少设备资源的使用，简化测试步骤，缩短测试时间。

Description

电流采样信号通路延时时间测试系统及电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域，具体是涉及一种电流采样信号通路延时时间测试系统及电机控制器。

背景技术

在电动汽车的电机控制领域，对电动汽车的电机进行电流采样是进行电机控制的重要一环，由于进行电机电流采样的电流采样通路不可避免的存在一定的电流采样延迟，电流采样延迟会导致采样得到的相电流与实际相电流出现偏差，随着转速的升高该偏差逐渐增大，进而导致电机控制出现偏差，使得控制精度变差、效率变低，甚至出现电机控制不稳定的情况。

目前测试电机控制器电流采样信号通路采样延时时间的一般方法是在控制器UVW三相输出连接负载的情况下，使用示波器测量测量控制器三相输出铜排端的实际电流信号与实际电流信号经过电流采样通路后获得的采样信号之间的时间延迟。然而，在控制器UVW三相输出连接负载的情况下，为使控制器通电带载运行起来产生输出电流作为实际电流信号，控制器需要连接上位机、PCAN、低压控制线束、电机负载等设备，使用的设备资源较多，而且测试前要先连接上位机通讯、通过上位机给定运行命令使控制器带载运行以产生输出电流来作为实际电流信号，测试步骤多，测试时间较长。

鉴于此，有必要提供一种新型的电流采样信号通路延时时间测试系统及电机控制器以解决上述缺陷。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电流采样信号通路延时时间测试系统及电机控制器，旨在解决现有电机控制器电流采样信号系统需要添加负载，使用的设备资源较多，测试步骤多且测试时间较长等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种电流采样信号通路延时时间测试系统，与示波器配合使用，所述电流采样信号通路延时时间测试系统包括：模拟信号发生模块，包括LCR谐振电路，用于产生谐振电流信号；以及信号采样模块，与所述模拟信号发生模块相连，用于采集所述谐振电流信号并产生采样信号；其中，所述示波器用于获取所述谐振电流信号以及所述采样信号，以获取所述谐振电流信号与所述采样信号之间的延迟时间。

在进一步的技术方案中，所述LCR谐振电路包括直流电源、电容、电感、第一空气开关和第二空气开关，所述直流电源、所述第一空气开关以及所述电容依次串联而形成电容充电回路，所述第二空气开关与所述电感串联后与所述电容并联而形成电容放电回路。

在进一步的技术方案中，所述电容为薄膜电容。

在进一步的技术方案中，所述LCR谐振电路中，当闭合所述第一空气开关且断开所述第二空气开关，对所述薄膜电容充电的充电回路电流设置为0.1A。

在进一步的技术方案中，所述信号采样模块包括与所述LCR谐振电路相连的电流采样板，以及连接于所述电流采样板之后的控制单元，所述电流采样板用于采集所述谐振电流信号并发送至所述控制单元，所述控制单元用于对所述谐振电流信号进行处理而产生采样信号。

在进一步的技术方案中，所述控制单元包括设有放大滤波电路以及A/D转换器的控制板以及用于驱动所述控制板的控制板电源，所述控制单元用以对所述电流采样板采集到的所述谐振电流信号进行放大滤波和模数转换处理而产生所述采样信号。

在进一步的技术方案中，所述A/D转换器为FPGA芯片。

在进一步的技术方案中，所述示波器包括一电流探头和一电压探头，所述电流探头用于测试设于所述电容放电回路中的铜排的实际电流以获得所述谐振电流信号，所述电压探头用于测试所述FPGA芯片中电流采样AD口的电压以获得所述采样信号。

在进一步的技术方案中，所述控制单元中的控制板电源电压值为12V。

本实用新型还提供了一种电机控制器，其包括如上所述的任一项电流采样信号通路延时时间测试系统，所述电机控制器与电机和旋转变压器电性连接以便进行通信控制。

与现有技术相比，本实用新型的测试系统通过采用模拟信号发生模块产生谐振电流信号来代替电机控制器通电带载运行起来所产生输出电流，信号采样模块采集所述谐振电流信号并产生采样信号，再通过示波器获取所述谐振电流信号以及所述采样信号，从而获取所述谐振电流信号与所述采样信号的延迟时间，本实用新型以一种简单的方式实现了电机控制器电流采样延迟时间的测量，减少设备资源的使用，简化测试步骤，缩短测试时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电流采样信号通路延时时间测试系统的流程示意图；

图2本实用新型的电流采样信号通路延时时间测试系统的LCR谐振电路结构示意图；

图3为本实用新型的本实用新型的电流采样信号通路延时时间测试系统的信息采样模块的流程示意图；

图4为本实用新型的本实用新型的电流采样信号通路延时时间测试系统的谐振电流信号和采样信号示意图。

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做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。

本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

请参阅图1，其展示了本实用新型提供的一种电流采样信号通路延时时间测试系统100，与示波器30配合使用，电流采样信号通路延时时间测试系统100包括：模拟信号发生模块10以及信号采样模块20。其中，所述模拟信号发生模块10包括LCR谐振电路11，其用于产生谐振电流信号12；所述信号采样模块20与所述模拟信号发生模块10相连，用于采集所述谐振电流信号12并产生采样信号21；其中，所述示波器30用于获取所述谐振电流信号12以及所述采样信号21，以获取所述谐振电流信号12与所述采样信号21之间的延迟时间Δt。基于本实用新型中电流采样信号通路延时时间测试系统100的设计，通过模拟信号发生模块10产生谐振电流信号12，所述谐振电流信号与谐振电压信号为同相位，以替代在电机控制器电流采样信号通路采样延时时间的一般方法中需要在控制器UVW三相输出连接负载的情况下产生用于采样的电流信号，避免了在电机控制器电流采样信号系统添加负载，减少设备资源的使用，简化测试步骤，缩短测试时间。

如图2所示，所述LCR谐振电路11包括直流电源U、电容C、电感L、第一空气开关QF1和第二空气开关QF2，所述直流电源U、所述第一空气开关QF1以及所述电容C依次串联而形成电容充电回路，所述第二空气开关QF2与所述电感L串联后与所述电容C并联而形成电容放电回路。在一实施例中，所述电容C为薄膜电容，由于薄膜电容自愈性，能够承受高电流能力，具有耐压高、长寿命以及抗浪涌能力强等特点，所述LCR谐振电路11中的电容C优选薄膜电容。当闭合所述第一空气开关QF1且断开所述第二空气开关QF2，电容充电回路连通，对所述薄膜电容充电。当所述薄膜电容充电完成，断开所述第一空气开关QF1且闭合所述第二空气开关QF2，电容放电回路连通，所述薄膜电容停止充电并开始放电，用于产生所述谐振电流信号12。所述示波器30测试设于所述电容放电回路中的铜排的实际电流信号以获得所述谐振电流信号12。

为达到最优的采样效果，在所述LCR谐振电路11中，当闭合所述第一空气开关QF1且断开所述第二空气开关QF2，对所述薄膜电容充电的充电回路电流设置为0.1A。具体地，在所述LCR谐振电路11中，所述直流电源U输入电压设为50V，所述薄膜电容的电容C值设为40μf，所述电感L的电感L值设为0.13mH，所述第一空气开关QF1和所述第二空气开关QF2选用额定电压为320Vac，额定电流为32A的空气开关。

如图3所示，所述信号采样模块20包括与所述LCR谐振电路11相连的电流采样板22，以及连接于所述电流采样板22之后的控制单元23，所述电流采样板22用于采集所述电容放电回路中的所述谐振电流信号12并发送至所述控制单元23，所述控制单元23用于对所述谐振电流信号12进行处理以产生采样信号21。电流采样板22包括霍尔电流传感器，用以获取所述谐振电流信号12。电流采样板22将获得的谐振电流信号12输入所述控制单元23，所述控制单元23用于对获得的所述谐振电流信号12进行处理而产生采样信号21。所述控制单元23包括设有放大滤波电路231以及A/D转换器232的控制板以及用于驱动所述控制板的控制板电源，所述控制单元23用以对所述电流采样板22采集到的所述谐振电流信号12进行放大滤波和模数转换处理而产生所述采样信号21。在一实施例中，所述A/D转换器232为FPGA芯片。所述信号采样模块20也应用于实际电机控制进行电流采样。通过所述信号采样模块20对所述电容放电回路中的铜排的谐振电流信号12进行采样，使所述谐振电流信号12经由与实际电机控制中一致的采样通路，以此获取实际电机控制中一致的采样通路的采样延迟时间Δt。

如图1所示，所述示波器30包括一电流探头31和一电压探头32，所述电流探头31用于测试设于所述电容放电回路中的铜排的实际电流以获得所述谐振电流信号12，所述电压探头32用于测试所述FPGA芯片中电流采样AD口的电压以获得所述采样信号21。其中所述控制单元23中的控制板电源电压值设为12V。所述电流探头31获取到的所述谐振电流信号12和所述电压探头32获取到的所述采样信号21在示波器30显示界面同步显示，如图4所示，在示波器30显示界面即可获得所述谐振电流信号12与所述采样信号21的延迟时间Δt，在本实施例中，1号信号波形为所述谐振电流信号12的波形，2号信号波形为采样信号21的波形，由此可获得所述信号采样模块20采集电流信号的延迟时间Δt。所述信号采样模块20应用于实际电机控制进行电流采样中时，通过获得所述谐振电流信号12与所述采样信号21的延迟时间Δt，即可得出电动汽车电机控制器电流采样通路的延迟时间Δt，在本实施例中，所测得的延迟时间Δt为16.80μs。

本实用新型还提供一种电机控制器，其包括如上所述的任一项电流采样信号通路延时时间测试系统，所述电机控制器与电机和旋转变压器电性连接以便进行通信控制。

与现有技术相比，由模拟信号发生模块10产生谐振电流信号12来代替电机控制器通电带载运行起来所产生输出电流，信号采样模块20采集所述谐振电流信号12并产生采样信号21，再由通过示波器30获取所述谐振电流信号12以及所述采样信号21，并获取所述谐振电流信号12与所述采样信号21的延迟时间，本实用新型以一种简单的方式实现了电机控制器电流采样延迟时间Δt的测量，减少设备资源的使用，简化测试步骤，缩短测试时间。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电流采样信号通路延时时间测试系统，与示波器配合使用，其特征在于：所述电流采样信号通路延时时间测试系统包括，

模拟信号发生模块，所述模拟信号发生模块包括LCR谐振电路，用于产生谐振电流信号；以及

信号采样模块，与所述模拟信号发生模块相连，用于采集所述谐振电流信号并产生采样信号；

其中，所述示波器用于获取所述谐振电流信号以及所述采样信号，以获取所述谐振电流信号与所述采样信号之间的延迟时间。

2.根据权利要求1所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述LCR谐振电路包括直流电源、电容、电感、第一空气开关和第二空气开关，所述直流电源、所述第一空气开关以及所述电容依次串联而形成电容充电回路，所述第二空气开关与所述电感串联后与所述电容并联而形成电容放电回路。

3.根据权利要求2所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述电容为薄膜电容。

4.根据权利要求3所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述LCR谐振电路中，当闭合所述第一空气开关且断开所述第二空气开关，对所述薄膜电容充电的充电回路电流设置为0.1A。

5.根据权利要求2所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述信号采样模块包括与所述LCR谐振电路相连的电流采样板，以及连接于所述电流采样板之后的控制单元，所述电流采样板用于采集所述谐振电流信号并发送至所述控制单元，所述控制单元用于对所述谐振电流信号进行处理而产生采样信号。

6.根据权利要求5所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述控制单元包括设有放大滤波电路以及A/D转换器的控制板以及用于驱动所述控制板的控制板电源，所述控制单元用以对所述电流采样板采集到的所述谐振电流信号进行放大滤波和模数转换处理而产生所述采样信号。

7.根据权利要求6所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述A/D转换器为FPGA芯片。

8.根据权利要求7所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述示波器包括一电流探头和一电压探头，所述电流探头用于测试设于所述电容放电回路中的铜排的实际电流以获得所述谐振电流信号，所述电压探头用于测试所述FPGA芯片中电流采样AD口的电压以获得所述采样信号。

9.根据权利要求6所述的电流采样信号通路延时时间测试系统，其特征在于：所述控制单元中的控制板电源电压值为12V。

10.一种电机控制器，其特征在于：包括如权利要求1至9所述的任一项电流采样信号通路延时时间测试系统，所述电机控制器与电机和旋转变压器电性连接以便进行通信控制。

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