CN220983448U - 一种电机智能测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于控制或调节系统技术领域，涉及一种电机智能测试仪，包括上位机模块、测试功能模块和控制模块，上位机模块中设置有交换机，控制模块包括相互电性连接的控制芯片、功能切换模块和通道输出模块，功能切换模块与测试功能模块电性连接，通道输出模块电性连接输出输入总线，上位机模块通过百兆网线分别与测试功能模块和控制芯片电性连接。还包括电源模块，上位机模块、测试功能模块和控制模块分别通过电源总线与电源模块电性连接。本实用新型节省了硬件成本，可实现硬件通道数的无限扩展，能够最大程度上的满足电机测试多变的需求，提高定制灵活性。

Description

一种电机智能测试仪

技术领域

本实用新型属于控制或调节系统技术领域，具体涉及一种电机智能测试仪。

背景技术

电机产品的质量检验过程十分复杂，需要经过多种不同的测试项目后，才能判断是否合格。对于电机测试设备而言，需要包含多种测试功能方可满足用户需求，而如何高效、可靠的实现多种测试功能的智能切换是电机测试设备的核心。此外，电机产品种类繁杂，对于测试通道数、工位数要求不一，对电机测试设备的兼容性也提出了很高的要求。

现有的电机测试设备虽然也能够实现多种测试功能的切换，但缺乏效率，并且极易损坏，同时对于电机产品的适配性很差，只能满足几种特定的电机产品质量检验，不能根据电机产品不同的种类自由定义通道输出，以及不能增加或者减少通道数量，缺乏定制灵活性。

因此，缺少一种既能实现多种测试功能高效、可靠切换，又能满足电机复杂定制需求的电机测试设备。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能电机测试仪。本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电机智能测试仪，包括上位机模块、测试功能模块和控制模块，上位机模块中设置有交换机，控制模块包括相互电性连接的控制芯片、功能切换模块和通道输出模块，功能切换模块与测试功能模块电性连接，通道输出模块电性连接输出输入总线，上位机模块通过百兆网线分别与测试功能模块和控制芯片电性连接。

优选的，还包括电源模块，上位机模块、测试功能模块和控制模块分别通过电源总线与电源模块电性连接。

优选的，测试功能模块包括但不限于：安规测试模块、匝间测试模块、直流低电阻测试模块、电感测试模块、反嵌测试模块以及转速转向测试模块，以上测试模块各自都包含有独立的ARM芯片，并通过百兆网线连接至交换机。

优选的，控制芯片通过BUS0~BUS7总线方式分别连接通道输出模块和功能切换模块。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的电机智能测试仪，内部多功能自由切换，输出通道可灵活定制。将测试功能模块与切换通道模块进行了重新划分，重新设计的功能切换模块，从硬件、测试功能两个层面实现了完全独立，从逻辑的划分上更为清晰，便于问题的排查与解决，替代了原有的分布式隔离，转为了集中隔离，在保证多功能切换稳定有效的基础上，极大的节省了硬件成本。采用了总线控制切换的方案实现了功能切换与通道输出切换，通过增加逻辑电路可实现硬件通道数的无限扩展，此外，由于上位机可以通过此架构自由定义通道输出，能够最大程度上的满足电机测试多变的需求，提高定制灵活性。采用了百兆网线通信方案，能够保证所有测试数据的传输速率，增加了通信的稳定性与可靠性。

附图说明

图1是现有技术中的电机测试设备的常见架构示意图；

图2是本实用新型实施例的电机智能测试仪的架构示意图；

图3是本实用新型实施例的功能切换模块的原理示意图；

图4是本实用新型实施例的通道输出模块的原理示意图；

图5是本实用新型实施例的控制模块的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，是现有技术中的电机测试设备的常见架构示意图。目前，一台电机测试设备中通常包含多种测试功能，为了便于维护，各设备制造商将各个测试功能模块进行独立，降低各功能间的耦合性，每个测试功能模块具备单独的微处理器以实现某项测试功能，各个测试功能模块间相互平行，依靠通信总线，与上位机模块实现通信连接，从而构成一主多从的通信架构。由上位机模块下发测试命令，调控测试功能模块的测试单元实现测试功能。

除了以上所述测试功能模块，电机测试设备还包含通道输出模块、电源模块以及上位机模块，通道输出模块的主要作用是连接电机产品，为测试功能模块与电机产品提供通路连接。上位机模块主要负责电机测试设备整机测试功能的调度控制。电源模块则为电机测试设备整机提供供电电源。

每个测试功能模块都具备测试输出与输入接口，所有测试输出与输入接口都将统一连接至电机测试设备的通信总线和输出输入总线上，通过通信总线和输出输入总线进行输入输出，电机测试设备中的通道输出模块同样连接至通信总线和输出输入总线上，从而实现信号输出与输入。

现有的电机测试设备中包含多个测试功能模块，由于这些测试功能模块中会包含有安规、匝间等电机测试的高压项目，当高压项目启动时，为了保证低压项目不受干扰，以及高压项目互不干扰，需要在各个测试功能模块前增加隔离模块，通常测试功能模块的隔离模块都由测试功能模块自带的微处理器进行控制，通过测试功能模块自带的微处理器中运行的程序预先设定闭合逻辑，实现高压继电器的切换。因此，每增加一个测试功能模块，都需要额外增加一个隔离模块，目前电机测试设备内最为常见的隔离模块器件是使用高压继电器进行隔离，这造成了高昂的成本费用。

电机测试设备内大多通过RS232/RS485方式实现通信，少数通过CAN总线方式，主要由于测试功能模块间存在干扰，尤其是高压测试项带来的干扰，会造成通信异常甚至通信失败，为了保证通信的可靠性，一般会采用降低波特率与通信速率的方式来实现，然而不同测试功能对应的测试数据大小不一，对于大数据量的测试项目（例如匝间、反嵌等）而言，更低的速率需要更长的时间完成数据传输，将导致整个电机测试设备的功能切换效率降低。另外，传统工控通信方式校验机制简单，发生错误概率较高，可靠性不足。

此外，关于通道输出模块大多只能实现预设通道，如果经常更换电机产品，则会面临预设通道不能满足客户使用的问题，只能通过更改预设通道程序，满足客户的通道需求，缺乏定制的灵活性。

综上所述，现有电机测试设备由于各个测试功能模块需要独自隔离，导致了隔离成本偏高；另外存在功能切换效率低，可靠性不足的问题，同时由于通道无法灵活定制，无法满足客户多变的产品需求。

本实用新型的目的，就是解决现有电机设备存在的上述技术问题。如图2所示，是本实用新型实施例的电机智能测试仪的架构示意图。一种电机智能测试仪，包括上位机模块、测试功能模块、控制模块和电源模块，上位机模块中设置有交换机，控制模块包括相互电性连接的控制芯片、功能切换模块和通道输出模块，功能切换模块与测试功能模块通过接口进行对接，对接的接口为现有技术，通道输出模块连接输出输入总线，上位机模块、测试功能模块和控制模块分别通过电源总线与电源模块电性连接，上位机模块通过百兆网线分别与测试功能模块和控制芯片电性连接。输出输入总线指的是图3中的Test_Bus，所有测试线路通过功能切换模块连接到Test_Bus，并进入到通道输出模块中。

图2中所示的电源模块负责提供整个电机智能测试仪的供电，分别用于为测试功能模块、上位机模块以及控制模块供电，三者供电相互隔离。

图2中所示的测试功能模块主要包含有安规测试、匝间测试、直流低电阻测试、电感测试、反嵌测试以及转速转向测试等测试模块，其中安规测试还分为绝缘测试、交流耐压测试与直流耐压测试等测试模块。以上测试模块各自都包含有独立的ARM芯片实现测试功能，并通过以太网百兆网线连接至交换机，与上位机模块实现通信连接。测试功能模块的每个测试模块的对外信号接口，即测试信号输出与信号回路，分别与功能切换模块通过接口对接方式进行连接。当测试功能模块接收到上位机的命令后，直接执行相应的测试。

图2中所示的功能切换模块，主要作用是完成电机智能测试仪系统内部所有测试模块的切换，当执行某项测试功能时，提前将功能切换模块中的高压继电器切换至对应的测试模块的信号接口上，完成测试功能切换。

如图3所示，是本实用新型实施例的功能切换模块的原理示意图。功能测试模块包括安规测试模块、匝间测试模块、电阻测试模块、电感测试模块和反嵌测试模块。其中，安规测试模块通过功能切换模块中的一组高压继电器S_ag连接到测试总线Test_Bus上。类似的，其他的测试模块都通过功能切换模块中对应的一组高压继电器S_iw、S_dcr、S_icr、S_ms，将其测试信号连接到测试总线Test_Bus上。

进行安规测试时，高压继电器组S_ag闭合，此时安规测试模块与测试总线Test_Bus电性连接，安规测试时输出的高压通过继电器组S_ag接入输出输入总线Test_Bus，并最终通过通道输出模块接入被测电机。此时其他测试模块在功能切换模块上对应的高压继电器组处于断开状态，安规测试模块的高压测试信号与其他测试模块处于电气隔离状态。

类似的，每一个测试模块对被测品测试时，其对应的高压继电器组都闭合，其他测试模块对应的高压继电器组断开。

如图4所示，是本实用新型实施例的通道输出模块的原理示意图。图4所示的某块通道输出板卡原理，诸多此类板卡共同组成了通道输出模块，板卡接收来自功能切换模块的输出输入总线Test_Bus上的测试信号，通过高压继电器组S_a至S_h，将输出输入总线Test_Bus扩展为8个通道，每个通道通过板卡上的测试端子引出设备，与被测电机的各个绕组连接。

如图5所示，是本实用新型实施例的控制模块的原理示意图。控制模块中采用一颗STM32F407芯片作为MCU控制芯片，通过BUS0~BUS7总线方式分别连接通道输出模块和功能切换模块，为通道输出模块和功能切换模块的高压继电器提供控制信号。

MCU控制芯片STM32F407驱动38译码器发出板选信号，74HC4245芯片用于实现电压提升，板选信号生效的板卡，与其连接的BUS0~BUS7总线将同样生效，此时MCU控制芯片将通过BUS0~BUS7总线传输命令，依靠板卡内部的74HC377实现数据锁存，由于一片TI公司生产的8路D类触发器74HC377仅能控制四路高压继电器切换，如果要增加高压继电器切换数量，则只需要增加74HC377的数量以及控制片选信号的逻辑。

MCU控制芯片依靠百兆网线与上位机模块进行通信，并实时接收上位机模块发送的切换命令，调整总线输出，相应的上位机模块将通道输出设置做成了开发接口，可以通过上位机模块对下位机的硬件通道实现自由定义。

本实用新型实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术手段，在此不再赘述。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：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，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电机智能测试仪，其特征在于，包括上位机模块、测试功能模块和控制模块，上位机模块中设置有交换机，控制模块包括相互电性连接的控制芯片、功能切换模块和通道输出模块，功能切换模块与测试功能模块电性连接，通道输出模块电性连接输出输入总线，上位机模块通过百兆网线分别与测试功能模块和控制芯片电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机智能测试仪，其特征在于，还包括电源模块，上位机模块、测试功能模块和控制模块分别通过电源总线与电源模块电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种电机智能测试仪，其特征在于，测试功能模块包括但不限于：安规测试模块、匝间测试模块、直流低电阻测试模块、电感测试模块、反嵌测试模块以及转速转向测试模块，以上测试模块各自都包含有独立的ARM芯片，并通过百兆网线连接至交换机。

4.根据权利要求2所述的一种电机智能测试仪，其特征在于，控制芯片通过BUS0~BUS7总线方式分别连接通道输出模块和功能切换模块。