专利名称：：高压变频器的测试系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种测试技术，特别是涉及一种高压变频器的测试系统。
背景技术：
：当前开发高压变频器的过程中，主要的测试方法是通过定做低压小样机，然后进行相关测试，观测样机的输出电压及电流等相关量，以达到测试目的。但是，直接采用小样机的测试方法虽然使用380V低压输入，但仍很难确保系统的安全及周边人员的安全，特别是在P丽(PulseWidthModulation，脉宽调制)控制算法等存在严重缺陷，以及功率单元保护不够的情况下，容易出现因短路、过压、过热等故障引起的爆炸；同时因为研发、测试人员因为要避免这类严重后果，不得不增加安全检测、操作甚至审批等诸多环节，影响测试效率；此外，即使不出现严重后果，因为反复启动系统及长时间工作，都会消耗大量能源。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种高压变频器的测试系统，其能够在弱电环境下，直接检测高压变频器控制算法及效果，以进一步确保安全，提高测试效率，减低能耗。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种高压变频器的测试系统，其特征在于，其包括P丽波检测模块，该模块实时采集高压变频器的各路P丽波，并确定每相叠加的电压；数据处理模块，其根据叠加后的电压，实时计算出电压的频率、有效值、平均值；人机界面模块，其将叠加的电压波形以及电压频率、有效值和平均值实时显示出来；外围接口模块，P丽波检测模块、数据处理模块、人机界面通过外围接口模块与外围设备相连。优选地，所述P丽波检测模块采用现场可编程门阵列芯片、复杂可编程器件芯片、微控制器芯片和数字信号处理器芯片中的一种。优选地，所述数据处理模块采用现场可编程门阵列芯片、复杂可编程器件芯片、微控制器芯片和数字信号处理器芯片中的一种。优选地，所述现场可编程门阵列芯片、复杂可编程器件芯片、微控制器芯片和数字信号处理器芯片中的一种能同时实现P丽波检测模块和数据处理模块的功能。优选地，所述人机界面模块采用工控机、带显示屏的嵌入系统设备中的一种。优选地，所述电压波形以及电压频率、有效值和平均值通过电脑或带显示屏的嵌入系统显示出来。优选地，所述外围接口模块包括通信接口和DA输出接口，P丽波检测模块或数据处理模块通过通信接口与人机界面模块连接，DA输出接口将P丽波检测模块的叠加电压以电压方式输出，通过示波器直接观测叠加电压。优选地，所述DA输出接口采用DA转换芯片，DA转换芯片通过串行接口或并行接口与数据处理模块相连。优选地，所述通信接口包括RS232接口、RS485接口、SPI接口、I2C接口和CAN接□。优选地，所述P丽波检测模块与数据处理模块通过10并口或串行通信接口连接。本实用新型的积极进步效果在于(1)本实用新型更加安全设备工作电压为5V，因此对操作人员及被测设备都更加安全；(2)本实用新型能耗降低设备工作电压为5V，因此耗能远远低于每个功率单元需要380V交流供电的小样机；(3)本实用新型操作更加方便设备5V供电后，就可直接运行，不要像小样机先后检测功率单元，连接示波器、380V上电等一系列动作；(4)本实用新型测试效率提高除操作上带来一列系简便外，也不需要为测试进行过多准备，此外，系统还可以快速反复启动测试，大幅度提高测试效率；(5)本实用新型测试更直观友好的人机界面可以更加直观地观测各类测试数据及波形。图1为本实用新型高压变频器的测试系统的原理框图。图2为本实用新型第一实施例的结构框图。图3为本实用新型第二实施例的结构框图。图4为本实用新型第三实施例的结构框图。具体实施方式以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。本实用新型高压变频器的测试系统应用对象为高压变频器，该高压变频器为功率单元串联式高压变频器，该类高压变频器通过控制各功率单元上的上下桥IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,绝缘三双极型功率管)的关断导通实现电压输出，在各级联电压叠加的综合作用下，产生一定电压与频率的交流输出。测试系统将高压变频器每相上控制上下桥的IGBT信号作为输出，从而可以实时推算出每相的电压叠加波形，并可计算出电压平均值、有效值及频率；测试系统可通过DA实时输出每相的电压波形，同时可实时将瞬时电压、电压平均值、有效值以及频率通过各种通信传递给PC或人机界面模块。如图1所示，本测试系统主要由四大模块组成P丽波检测模块、数据处理模块、人机界面模块及外围接口模块。P丽检测模块实时采集高压变频器的各路P丽波，从而确定每相叠加的电压，其可通过FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)芯片或CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice,复杂可编程器件)芯片或MCU(MicroControllerUnit，微控制器)芯片或DSP(DigitalSignalProcessor,数字信号处理器)芯片等实现；数据处理模块根据叠加后的电压，实时计算出电压的频率、有效值、平均值等，其可通过MCU芯片或DSP芯片或FPGA芯片或CPLD芯片等实现；人机界面模块将叠加的电压波形以及计算出的电压频率、有效值、平均值等实时显示出来，其可通过PC(电脑)或带显示屏的嵌入系统等实现；外围接口模块提供一些通用接口，P丽波检测模块、数据处理模块、人机界面通过外围接口模块与外围设备相连，外围接口模块包括通信接口、DA(数字/模拟)输出接口等，通信接口包括RS232接口(一种串行数据通信的接口标准)、RS485接口(一种串行数据通信的接口标准)、SPI接口(SerialPeripheralInterface,串行外围设备接口)、12C接口(Inter-IntegratedCircuit,集成电路间互连总线)和CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网)接口等，DA输出接口将P丽检测结果等电压数值以电压方式输出，测试人员通过示波器就能直接观测叠加电压。先介绍一般高压变频器从生成P丽信号到连入IGBT栅极，所经历的5个阶段，如表1所示表1高压变频器P丽波经历的5个阶段<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以A相为例，简略介绍P丽波的5个阶段1)高压变频器的DSP生成A相的P丽波；2)将P丽波通过移相，为每1级联生成左右两路P丽波(PWM_L波、PWM_R波)；3)将PWM_L波和PWM_R波编码，合并成1路P丽波，以便光纤传递给功率单元；4)功率单元将经编码1路光纤信号还原成PWM_L波和PWM_R波；5)根据PWM_L、PWM_R生成4路P丽波(PWM_L波、PWM_L波、PW1LR波、PWM_R波，其中""表示取反，如PWM_L表示PWM_L的取反)，分别连入IGBT的栅极。根据测试需求，可选择将表1中(2)(5)的任一阶段的P丽信号连入本实用新型的P丽检测模块，作为该模块的输入；P丽检测模块与数据处理模块之间主要是将P丽检测检测结果数据传递的关系，因此，如果两个模块是分立的两个芯片，则可以通过10并口或串行通信接口连接并实现数据传递，如果两模块集成在一个芯片中实现，就是简单的RAM(RandomAccessMemory,随机存储器)读取过程；人机界面模块负责将P丽检测结果以及依据此计算出的相关数值以各种方式实时显示出来，一般与数据处理模块相连，特殊情况也可与P丽检测模块直接相连(如要求实时性极高的显示检测结果)，可利用Uart(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter,通用异步收发传输器)通信接口或相关方式进行连接；外围接口模块包括通信接口和DA输出接口，该模块与数据处理模块相连，一般这两个模块是通过一个芯片实现，此外，对于DA输出接口，也可通过利用DA转换芯片实现，根据所选DA转换芯片可以通过串行接口或并行接口与数据处理模块相连。实施例1如图2所示，本实施例通过选用一块高性能的FPGA芯片(ProASIC3系列的A3P030型)同时实现P丽检测模块和数据处理模块的功能，选用工控机或带显示屏的嵌入系统设备实现人机界面模块的功能，选用DA转换芯片实现DA输出接口的功能。FPGA芯片实时高速检测高压变频器输出的P丽波，确定每相叠加的数值，其原理是IGBT的导通关系，以第(3)阶段P丽波为例，说明检测P丽波的规则如表2:表2第(3)阶段的P丽检测结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>因此如果是五级联高压变频器，则通过对每级联的P丽检测，然后叠加出该相的输出，每相最大叠加±5;FPGA同时依据P丽检测结果，可方便计算出输出电压的频率和有效值等；FPGA芯片根据DA转换芯片(TLC5620型)的要求，将P丽检测结果等数值以电压方式输出，测试人员即可通过示波器读出；FGPA芯片可以方便模拟RS232通信，根据约定的协议，通过RS232接口实现与人机界面模块的通信。实施例2如图3所示，本实施例通过选用一块带有DA输出接口的MCU芯片(STM32F103RD型)同时实现P丽检测模块、数据处理模块和DA输出接口的功能，选用工控机实现人机界面模块的功能。MCU芯片通过10中断实时高速检测高压变频器输出的P丽波，确定每相叠加的数值，检测原理同实施例1;MCU芯片同时依据P丽检测结果，可方便计算出输出电压频率、有效值等；此外MCU芯片将P丽检测结果等数值通过DA输出接口以电压方式输出，测试人员即可通过示波器读出；同时MCU芯片可提供RS232接口、SPI接口、12C接口或CAN接口等多种通信接口，根据约定的协议，实现与人机界面模块的通信。实施例3如图4所示，本实施例可以集FPGA检测信号快速以及MCU数据处理能力强的特点于一身。FPGA芯片选用ProASIC3系列的A3P030型芯片，其实现P丽波检测模块的功能，即用于负责P丽波检测，并将检测的结果通过并口和I2C传递给MCU芯片，检测原理同实施例1;MCU芯片选用STM32F103RD型芯片，其实现数据处理模块的功能，通过10并口或I2C接口读取到FPGA芯片传递来的P丽检测结果，并实时计算出电压频率、有效值、平均值等；同时将P丽检测结果等数值通过DA输出接口以电压方式输出，测试人员即可通过示波器读出；此外，MCU芯片可提供RS232接口、SPI接口或CAN接口等多种通信接口，根据约定的协议，实现与人机界面模块的通信。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。权利要求一种高压变频器的测试系统，其特征在于，其包括PWM波检测模块，该模块实时采集高压变频器的各路PWM波，并确定每相叠加的电压；数据处理模块，其根据叠加后的电压，实时计算出电压的频率、有效值、平均值；人机界面模块，其将叠加的电压波形以及电压频率、有效值和平均值实时显示出来；外围接口模块，PWM波检测模块、数据处理模块、人机界面通过外围接口模块与外围设备相连。2.如权利要求1所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述P丽波检测模块采用现场可编程门阵列芯片、复杂可编程器件芯片、微控制器芯片和数字信号处理器芯片中的一种。3.如权利要求1所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述数据处理模块采用现场可编程门阵列芯片、复杂可编程器件芯片、微控制器芯片和数字信号处理器芯片中的一种。4.如权利要求2或3所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列芯片、复杂可编程器件芯片、微控制器芯片和数字信号处理器芯片中的一种能同时实现P丽波检测模块和数据处理模块的功能。5.如权利要求1所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述人机界面模块采用工控机、带显示屏的嵌入系统设备中的一种。6.如权利要求1所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述电压波形以及电压频率、有效值和平均值通过电脑或带显示屏的嵌入系统显示出来。7.如权利要求1所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述外围接口模块包括通信接口和DA输出接口，P丽波检测模块或数据处理模块通过通信接口与人机界面模块连接，DA输出接口将P丽波检测模块的叠加电压以电压方式输出，通过示波器直接观测叠加电压。8.如权利要求7所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述DA输出接口采用DA转换芯片，DA转换芯片通过串行接口或并行接口与数据处理模块相连。9.如权利要求7所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述通信接口包括RS232接口、RS485接口、SPI接口、12C接口和CAN接口。10.如权利要求1所述的高压变频器的测试系统，其特征在于，所述P丽波检测模块与数据处理模块通过10并口或串行通信接口连接。专利摘要本实用新型公开了一种高压变频器的测试系统，其包括PWM波检测模块，该模块实时采集高压变频器的各路PWM波，并确定每相叠加的电压；数据处理模块，其根据叠加后的电压，实时计算出电压的频率、有效值、平均值；人机界面模块，其将叠加的电压波形以及电压频率、有效值和平均值实时显示出来；外围接口模块，PWM波检测模块、数据处理模块、人机界面通过外围接口模块与外围设备相连。本实用新型能够在弱电环境下，直接检测高压变频器控制算法及效果，以进一步确保安全，提高测试效率，减低能耗。文档编号G01R31/00GK201464570SQ20092007277公开日2010年5月12日申请日期2009年5月22日优先权日2009年5月22日发明者严昊,何杰,吴芸,宋吉波,时迎亮,李兴鹤,谢海峰,邢辉申请人:上海新时达电气股份有限公司;上海辛格林纳新时达电机有限公司