CN217506011U - 一种多功能变频器测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种多功能变频器测试台，属于多功能变频器测试台技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种多功能变频器测试台硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括操作台，所述操作台上设置有显示系统、接口系统、电源系统，所述操作台内部设置有控制系统、通讯系统，所述电源系统给显示系统、接口系统、控制系统、通讯系统供电，同时电源系统给待测试功率模块或板卡提供多种不同等级电压的电源；所述控制系统通过通讯系统与显示系统、待测功率模块、板卡进行通讯，所述控制系统还通过接口系统与待测功率模块、板卡相连；本实用新型应用于变频器测试。

Description

一种多功能变频器测试台

技术领域

本实用新型一种多功能变频器测试台，属于多功能变频器测试台技术领域。

背景技术

现有变频器功率模块测试设备技术中变频器测试设备可通过大功率三相交流异步电动机带动大功率可变负载来完成调试和测试，试验新生产或维修过的变频器。调试试验过程需要频繁起停，大范围调载，高电压大电流的测试方法使调试试验过程消耗浪费掉大量的电能。这样的调试设备存在很多缺陷：实际使用时，检测功能较少，只能验证变频器的功能好坏，而且测试过程需要频繁起停，不仅操作流程繁杂，而且不能准确定位到故障点，不能全面测试出变频器各功率模块存在的问题。为了方便现场进行功率模块维修培训，实地教学，同时快速定位功率模块故障、节约维修成本、避免多次维修，本实用新型提出了一种更加节能的多功能变频器测试台。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种多功能变频器测试台硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种多功能变频器测试台，包括操作台，所述操作台上设置有显示系统、接口系统、电源系统，所述操作台内部设置有控制系统、通讯系统，所述电源系统给显示系统、接口系统、控制系统、通讯系统供电，同时电源系统给待测试功率模块或板卡提供多种不同等级电压的电源；

所述控制系统通过通讯系统与显示系统、待测功率模块、板卡进行通讯，所述控制系统还通过接口系统与待测功率模块、板卡相连；

所述控制系统包括设置在操作台内部的操作台控制板，所述显示系统包括显示屏和PC终端，所述操作台控制板分别通过串口连接显示屏和IGBT驱动测试的板卡的通讯模块，所述操作控制板还通过光纤与IGBT驱动测试的板卡的光纤通讯接口相连，所述操作控制板通过排线连接接口系统的接口板后再通过排线连接IGBT测试处，所述接口板通过光纤与IGBT测试处的光纤接口相连；

所述操作台控制板还通过导线与PC终端相连。

所述电源系统包括连续可调交流电压、连续可调直流电压、220VAC电源、±24V电源、±15V电源、±5V电源，所述电源系统的220VAC电源通过三相交流输入端连接AC220V电源提供作为总电源，三相交流电源分别通过调压器、24V开关电源、15V开关电源后产生连续可调交流电压、连续可调直流电压、220VAC电源、±24V电源、±15V电源，其中三相交流输入端通过导线连接接触器后进入调压器，调压器输出的连续可调直流电压经过整流桥之后连接至待测功率模块接口，调压器输出的连续可调交流电压直接连接到待测板卡接口。

所述操作台上设置有总开关、总电源指示灯、模块电源开关、模块电源指示灯、板卡电源开关、板卡电源指示灯、通讯指示灯、调压器启动按钮、调压器停止按钮、调压器旋钮开关、PC开关。

所述接口板上设置有与电源系统连接的接口端子、24V电源插座、15V电源插座。

所述操作台上还设置有电流表、电压表。

所述IGBT驱动测试的板卡包括NDCU、RDCU、NETA板卡。

所述调压器输出0-1000VDC的连续可调直流电压给AFPS电路板供电、ABB/科孚德/FREQCON变频器功率单元直流供电；

所述调压器输出0-700VAC的连续可调交流电压给AFIN电路板供电。

本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的多功能变频器测试台操作简单方便，能够全面测试变频器各板件和模块功能，快速定位功率单元故障点、节约维修成本、避免多次维修。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型控制系统的电路结构示意图；

图2、图3、图4、图5为本实用新型电源系统的电路结构示意图；

图6为本实用新型接口系统的端子引脚的结构图。

具体实施方式

如图1-6所示，本实用新型一种多功能变频器测试台，包括操作台，所述操作台上设置有显示系统、接口系统、电源系统，所述操作台内部设置有控制系统、通讯系统，所述电源系统给显示系统、接口系统、控制系统、通讯系统供电，同时电源系统给待测试功率模块或板卡提供多种不同等级电压的电源；

所述控制系统通过通讯系统与显示系统、待测功率模块、板卡进行通讯，所述控制系统还通过接口系统与待测功率模块、板卡相连；

所述控制系统包括设置在操作台内部的操作台控制板，所述显示系统包括显示屏和PC终端，所述操作台控制板分别通过串口连接显示屏和IGBT驱动测试的板卡的通讯模块，所述操作控制板还通过光纤与IGBT驱动测试的板卡的光纤通讯接口相连，所述操作控制板通过排线连接接口系统的接口板后再通过排线连接IGBT测试处，所述接口板通过光纤与IGBT测试处的光纤接口相连；

所述操作台控制板还通过导线与PC终端相连。

所述电源系统包括连续可调交流电压、连续可调直流电压、220VAC电源、±24V电源、±15V电源、±5V电源，所述电源系统的220VAC电源通过三相交流输入端连接AC220V电源提供作为总电源，三相交流电源分别通过调压器、24V开关电源、15V开关电源后产生连续可调交流电压、连续可调直流电压、220VAC电源、±24V电源、±15V电源，其中三相交流输入端通过导线连接接触器后进入调压器，调压器输出的连续可调直流电压经过整流桥之后连接至待测功率模块接口，调压器输出的连续可调交流电压直接连接到待测板卡接口。

所述操作台上设置有总开关、总电源指示灯、模块电源开关、模块电源指示灯、板卡电源开关、板卡电源指示灯、通讯指示灯、调压器启动按钮、调压器停止按钮、调压器旋钮开关、PC开关。

所述接口板上设置有与电源系统连接的接口端子、24V电源插座、15V电源插座。

所述操作台上还设置有电流表、电压表。

所述IGBT驱动测试的板卡包括NDCU、RDCU、NETA板卡。

所述调压器输出0-1000VDC的连续可调直流电压给AFPS电路板供电、ABB/科孚德/FREQCON变频器功率单元直流供电；

所述调压器输出0-700VAC的连续可调交流电压给AFIN电路板供电。

本实用新型提供的多功能变频器测试台主要由电源系统、控制系统、显示系统、接口系统、通讯系统、操作台、测试线缆等组成。

本实用新型的主要功能有：IGBT的驱动测试；NDCU、RDCU、NETA等板卡的测试 ；功率单元的带载测试等。各个部分的功能如下。

1.电源系统

提供操作台的工作电源，提供多种供电电源，如图2-5所示：

0-700VAC：提供连续可调交流电压（比如AFIN电路板供电）；

0-1000VDC：提供连续可调直流电压（比如AFPS电路板供电、ABB/科孚德/FREQCON变频器功率单元直流供电）；

220VAC：显示屏供电；

±24V：控制板供电；

±15V：预留给其他板卡供电；

+5V：控制板供电；

上述电源都会在操作台面板上引出，同时配有电压表和电流表显示，方便使用者取各种电源。

2.控制系统

控制系统属于操作台核心部分，控制电源的输出，一方面控制系统，接收从显示屏发出的操作指令，按照指令发出驱动信号、通信指令；另一方面，实时监控电压、电流信号，按照协议发送至显示屏进行显示，实现操作台的闭环控制。

3.显示系统

通过触摸控制屏来实现，采用Windows系统，配套开发对应的测试软件，通过可视化、模块化设计，满足现场各种测试要求。

使用者通过测试软件，来实现对各种板卡、各种功率单元的测试；同时，测试软件实时监控各个输出，如有异常，及时显示故障（比如过流、过压、通讯故障等）。

4.接口系统

操作台要实现多种板卡、多种功率单元的测试，所以会出现多种接口，接口系统就是实现不同板卡、不同功率单元等接口的切换。

5.通讯系统

显示屏通过串口与操作台控制板进行通讯，操作台控制板要完成与ISU、INU模块的通讯，如图1所示，操作台控制板A2通过通讯线与IGBT的驱动板如NDCU、RDCU、NETA板卡相连，且NDCU、RDCU、NETA板卡只是测试ISU、INU时才起作用，实现操作台控制板与ISU、INU模块的通讯，控制ISU、INU启停，并将检测的ISU、INU故障信息反馈至操作台控制板A2，同时在操作台上有测试ISU、INU模块的电源指示灯、运行指示灯和故障指示灯；在IGBT测试处通过管线连接接口板，NDCU、RDCU、NETA板卡通过光纤与操作台控制板A2相连，通过接口板排线与操作台控制板及IGBT测试处的连接，实现NDCU、RDCU、NETA板卡与ISU、INU的光纤通讯。

如图1所示，在操作台控制板上还通过J5接口与PC终端相连，J5接口将直流电反馈信息发送至PC终端并在测试软件上显示；操作台控制板还通过J6接口将模块输出反馈至PC终端的测试软件显示，本实用新型设置操作台控制板的功能主要包括：完成RDCU收到故障信息显示、实现RDCU和ISU、INU的通讯和控制检测、ISU、INU输出信号并传送至PC、提供测试IGBT的脉冲信号、提供测试Freqcon驱动板脉冲信号、提供测试科孚德驱动板脉冲信号。

本实用新型的多功能操作台测试功率单元时，是一个闭环系统，根据输入的驱动信号，输入电压，测试软件会计算出理论值；同时，操作台对功率单元实际输出进行采样，反馈至控制系统，对于驱动信号在输入到功率电源前也会进行采样，检测输入波形是否有异常。这样，就能快速判断出是驱动板故障，还是IGBT功率部分故障。

使用本实用新型进行变频器测试的具体步骤为：使用者将待测试的备件通过测试线缆与操作台进行连接，然后操作台上电运行，显示屏启动以后，打开配套的测试软件，按照操作说明进行测试，查看监控界面数据，判断测试备件是否正常；同时，操作台具备电气保护功能，对于漏电、短路、过压等现象，及时进行保护，保证人身安全。

1.用操作台测试IGBT

将IGBT整体放到操作台上的IGBT测试处，根据排线接口位置依次和IGBT进行连接，确认连接好后，开始启动操作台进行测试。开关操作顺序如下：打开总开关--启动PC开关---启动板卡电源开关--将通讯指示打到IGBT处。

打开测试软件VFDT：打开设置，输入密码“1”进入：设置反馈和强制启动均为关。进入IGBT测试界面开始测试：进入界面后，首先用万用表测量IGBT直流侧电压（1，2/3，4/5、6），此处电压应为DC25V左右，门极电压（UL、UH、VL、VH、WL、WH）处电压为DC7-8V左右。检查正常后点击启动按钮，查看启动波形是否正常，若正常再次测试IGBT直流电压（1，2/3，4/5，6），此处电压应为DC10V左右，门极电压（UL、UH、VL、VH、WL、WH）处电压为AC11V左右，若所有测试均正常，则IGBT可上机使用。IGBT测试完成。

本实用新型的测试软件以NI公司Measurement Studio为开发软件。MeasurementStudio是NI公司开发的编程平台，带有专门为微软Visual Basic、Visual C# .NET和Visual C 语言而设计的各种测量工具，简化与数据采集和仪器控制接口的结合，更加方便实现硬件集成。

2.ISU/INU模块的测试

连接操作台测试模块，确保操作台所有电源均处于断开状态，然后将模块放好位置，用模块直流连接线先连接模块直流侧，红色鳄鱼夹为“+”，黑色鳄鱼夹为“-”，连接好后再将工业插与操作台进行连接，将模块通讯光纤和模块进行连接，然后将模块交流输出连接线先连接模块输出母排（U2、V2、W2），再对接工业插头，完成后开始送电进行调试。

注：送电前检查确认调压器已归零。

操作台送电顺序：总开关--PC开关--板卡电源开关--IGBT/模块（打到模块侧）--模块电源开关--调压器启动按钮--转动调压器给定电压。

打开测试软件VFDT：打开设置，输入密码“1”进入：设置反馈开，强制启动为关。

点击ISU/INU模块测试进入，慢慢启动调压器，观察直流电压指示表，当电压达到DC320V左右时，可以看到模块内板卡指示灯常亮，此时如果模块内指示灯未亮，需对模块内板卡进行查看，按板卡测试方法查看，并断电更换排查。当模块内指示灯都正常后继续给定直流电压到DC600V，查看操作界面，若有故障进行复位，查看左下角频率并重新给定；完成后点击启动按钮，查看波形，待波形稳定后测试模块输出侧交流电，此处相间应有AC400V左右；正常后点击停止按钮，再次测试模块输出侧电压，无电压后将电机和操作台进行连接；再次点击操作界面启动按钮，观察电机运行是否平稳，若一切正常，则代表该模块可上风机使用。模块测试完成。

3.控制单元的测试

变频器功率柜内的板卡一般都为DC24V供电，本操作台带有独立的24V电源，并且可以显示元件通电后的电流，可通过测试线给RDCU、NDCU、NETA等单元单独供电，查看单元指示灯是否正常，查看电流大小与正常单元是否相同，若相同，则板卡正常。

关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种多功能变频器测试台，包括操作台，其特征在于：所述操作台上设置有显示系统、接口系统、电源系统，所述操作台内部设置有控制系统、通讯系统，所述电源系统给显示系统、接口系统、控制系统、通讯系统供电，同时电源系统给待测试功率模块或板卡提供多种不同等级电压的电源；

所述控制系统通过通讯系统与显示系统、待测功率模块、板卡进行通讯，所述控制系统还通过接口系统与待测功率模块、板卡相连；

所述控制系统包括设置在操作台内部的操作台控制板，所述显示系统包括显示屏和PC终端，所述操作台控制板分别通过串口连接显示屏和IGBT驱动测试的板卡的通讯模块，所述操作台控制板还通过光纤与IGBT驱动测试的板卡的光纤通讯接口相连，所述操作台控制板通过排线连接接口系统的接口板后再通过排线连接IGBT测试处，所述接口板通过光纤与IGBT测试处的光纤接口相连；

所述操作台控制板还通过导线与PC终端相连。

2.根据权利要求1所述的一种多功能变频器测试台，其特征在于：所述电源系统包括连续可调交流电压、连续可调直流电压、220VAC电源、±24V电源、±15V电源、±5V电源，所述电源系统的220VAC电源通过三相交流输入端连接AC220V电源提供作为总电源，三相交流电源分别通过调压器、24V开关电源、15V开关电源后产生连续可调交流电压、连续可调直流电压、220VAC电源、±24V电源、±15V电源，其中三相交流输入端通过导线连接接触器后进入调压器，调压器输出的连续可调直流电压经过整流桥之后连接至待测功率模块接口，调压器输出的连续可调交流电压直接连接到待测板卡接口。

3.根据权利要求2所述的一种多功能变频器测试台，其特征在于：所述操作台上设置有总开关、总电源指示灯、模块电源开关、模块电源指示灯、板卡电源开关、板卡电源指示灯、通讯指示灯、调压器启动按钮、调压器停止按钮、调压器旋钮开关、PC开关。

4.根据权利要求1所述的一种多功能变频器测试台，其特征在于：所述接口板上设置有与电源系统连接的接口端子、24V电源插座、15V电源插座。

5.根据权利要求1所述的一种多功能变频器测试台，其特征在于：所述操作台上还设置有电流表、电压表。

6.根据权利要求1所述的一种多功能变频器测试台，其特征在于：所述IGBT驱动测试的板卡包括NDCU、RDCU、NETA板卡。

7.根据权利要求2所述的一种多功能变频器测试台，其特征在于：所述调压器输出0-1000VDC的连续可调直流电压给AFPS电路板供电、ABB/科孚德/FREQCON变频器功率单元直流供电；

所述调压器输出0-700VAC的连续可调交流电压给AFIN电路板供电。

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