CN107045087A - 双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，包括多个针床、测试机箱与上位机；所述的针床上设置有探针，针床通过探针与变流器控制箱上的单板连接，所述的针床还通过数据线与测试机箱互连；所述的测试机箱根据上位机的命令，向针床输入激励信号，测试机箱采集针床输出的单板数据；所述的上位机通过通信线连接测试机箱，上位机向测试机箱发出测试命令，使测试机箱测试变流器控制箱单板，上位机接受测试机箱反馈的测试数据。本发明具有结构简单、无额外接线、维修方便的优点，操作更加简便快捷，对操作人员要求较低，有效地降低生产成本，提高了生产效率高，并且测试准确度高，无人为误操作，避免损坏单板的情况发生。

Description

双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置及其方法

技术领域

本发明属于风力发电的技术领域，尤其是涉及一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置及其方法。

背景技术

在现有技术中，双馈风力发电机用变流器控制箱的测试完全依靠人工测试，效率低、易出错，并且依赖于人工，造成较高的人工成本，对人员素质要求也高等缺点。

现有的变流器控制箱测试过程中，首先要由具有一定专业技能的人员操作，且需要研发部门提供测试指导书并对测试人员进行相关培训。测试人员经过培训合格后，依据测试指导书中的测试项，制作测试用线束、夹具，利用万用表、示波器和计算机专用程序等专业工具，以及软件进行测试，再与测试指导书中的给定结果进行人为比较，判断被测控制箱是否合格。并手工记录实测数据。人工干预程度高，出错率高，后期测试数据可追溯性差，保存和查找不方便、一旦产量提高就更不能满足产量等。

发明内容

本发明为解决了现有的技术问题，而提供一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置及其方法。

本发明为解决现有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，包括多个针床、测试机箱与上位机；

所述的针床上设置有探针，针床通过探针与变流器控制箱上的被测单板连接，所述的针床还通过数据线与测试机箱互连；

所述的测试机箱根据上位机的命令，向针床输入激励信号，测试机箱接收针床输出的单板数据信号，并根据预先设定好的数据参数系数，将激励信号和单板数据信号与其进行比较，判断变流器控制箱被测单板的工作状态是否正常；

所述的上位机通过通信线连接测试机箱，上位机向测试机箱发出测试命令，使测试机箱测试变流器控制箱被测单板，上位机接受测试机箱反馈的测试数据进行测试判断，执行相应指令,并显示测试结果。

所述的针床包括外部输入接口和外部输出接口，外部输入接口接收测试机箱发出的激励信号并传送至探针，探针将激励信号传送至变流器控制箱的被测单板上；外部输出接口接收探针反馈的变流器控制箱的单板数据信号，并将单板数据信号输出到测试机箱上。

所述的每个针床均通过弹簧式压接设置有多个探针,探针均对应变流器控制箱上被测单板的测试点，使针床与变流器控制箱的被测单板一一对应。

所述的数据线均采用排线压接式制作而成。

所述的测试机箱包括一个总线连接板和九个子板,九个子板包括一个主控制板、两个从控制板、两个模拟量板、继电器板、PWM波板、电源分配板和电源板；

主控制板包括数字信号处理器和复杂可编程逻辑器,主控制板将激励信号和单板数据信号与预先设定的数据参数系数进行比较，判断比较结果，主控制板上设有置串口，主控制板通过串口与上位机连接通信,主控制板与两个从控制板之间分别通过CAN通信进行数据传输；

从控制板通过总线连接板分别与模拟量板、继电器板、PWM波板连接；

模拟量板对针床反馈的单板数据信号进行检测采集和处理，模拟量板产生向针床输出的大功率模拟量信号，即向针床输出激励信号；

继电器板对针床的输入数字量与输出数字量进行检测和处理，继电器板向针床输出可调性的电阻负载,并通过针床向被测单板提供电阻负载；

PWM波板对变流器控制箱的被测单板的PWM模块电路进行测试；

电源分配板向针床输出大功率的数字信号,驱动针床系统上电；

电源板为整个机箱提供电源转换和电源供给；

总线连接板与各个子板连接并进行信号联通。

所述的针床的外部输入接口和外部输出接口按照功能选择性的连接到模拟量板或继电器板或PWM波板。

所述的上位机包括PC机、打印机和不间断电源，PC机包括人机交互、数据存储和用户账号管理，对被测单板进行一项或多项的功能测试；人机交互向测试机箱传送测试命令，选择被测试板型号、键盘输入被测板编号；人机交互操作界面显示测试机箱的测试进度、测试结果；数据存储将测试机箱上传的测试数据分类进行存储；用户管理则为测试装置登录权限和密码的设定；打印机具有测试报表的打印功能；不间断电源向整个测试装置提供电源。

一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试方法，具体步骤如下：

步骤一，上位机和测试机箱上电，进行开机自检；

步骤二，若测试机箱自检正常，将变流器控制箱单板一一对应放置在相应的针床上，将针床下压，使探针与变流器控制箱被测单板的测试点接触；若自检异常，切断测试机箱电源；

步骤三，在上位机中PC机的人机交互上，配置测试参数，确定变流器控制箱的被测单板，并将测试命令通过串口发送至测试机箱的主控制板；

步骤四，主控制板收到测试命令后，先向与被测单板连接的指定针床发出上电命令，指定针床正常上电后，向上位机反馈指定针床正常的信号；

步骤五，上位机接收指定针床正常的信号后，向测试机箱发送开始测试的命令；

步骤六，测试机箱的主控制板通过串口接收到开始测试命令，根据开始测试命令判断需要测试的内容，并将解析后的开始测试命令的字节发送至从控制板，从控制板根据开始测试命令的字节输出激励信号至模拟量板或继电器板或PWM波板，再由模拟量板或继电器板或PWM波板将信号给到针床的外部输入接口，针床通过探针将激励信号传送至被测单板，被测单板将激励信号通过内部功能电路转换后，将单板数据信号从针床的外部输出接口反馈到测试机箱的从控制板，从控制板通过CAN通信将单板数据信传输到主控制板；

步骤七，主控制板将输出到被测单板的激励信号和被测单板反馈的单板数据信号通过串口上传至上位机，上位机根据预定的测试参数进行判断，同时测试机箱的主控制板也根据预先设定的数据参数系数判断比较测试结果，通过双重计算，得到测试结果。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明具有结构简单、无额外接线、维修方便的优点，操作更加简便快捷，对操作人员要求较低，有效地降低生产成本，提高了生产效率高，并且测试准确度高，无人为误操作，避免损坏单板的情况发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明测试机箱的结构示意图；

图3是本发明的流程示意图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

如图1-2所示，本发明的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，包括多个针床、测试机箱与上位机；

所述的针床上设置有探针，针床通过探针与变流器控制箱上的被测单板连接，所述的针床还通过数据线与测试机箱互连；

所述的测试机箱根据上位机的命令，向针床输入激励信号，测试机箱接收针床输出的单板数据信号，并根据预先设定好的数据参数系数，将激励信号和单板数据信号与其进行比较，判断变流器控制箱被测单板的工作状态是否正常；

所述的上位机通过通信线连接测试机箱，上位机向测试机箱发出测试命令，使测试机箱测试变流器控制箱被测单板，上位机接受测试机箱反馈的测试数据进行测试判断，执行相应指令,并显示测试结果。

所述的针床包括外部输入接口和外部输出接口，外部输入接口接收测试机箱发出的激励信号并传送至探针，探针将激励信号传送至变流器控制箱的被测单板上；外部输出接口接收探针反馈的变流器控制箱的单板数据信号，并将单板数据信号输出到测试机箱上。

所述的每个针床均通过弹簧式压接设置有多个探针,探针均对应变流器控制箱上被测单板的测试点，使针床与变流器控制箱的被测单板一一对应。

所述的数据线均采用排线压接式制作而成。

所述的测试机箱包括一个总线连接板和九个子板,九个子板包括一个主控制板、两个从控制板、两个模拟量板、继电器板、PWM波板、电源分配板和电源板；

主控制板包括数字信号处理器和复杂可编程逻辑器,主控制板将激励信号和单板数据信号与预先设定的数据参数系数进行比较，判断比较结果，主控制板上设有置串口，主控制板通过串口与上位机连接通信,主控制板与两个从控制板之间分别通过CAN通信进行数据传输；

从控制板通过总线连接板分别与模拟量板、继电器板、PWM波板连接；

模拟量板对针床反馈的单板数据信号进行检测采集和处理，模拟量板产生向针床输出的大功率模拟量信号，即向针床输出激励信号；

继电器板对针床的输入数字量与输出数字量进行检测和处理，继电器板向针床输出可调性的电阻负载,并通过针床向被测单板提供电阻负载；

PWM波板对变流器控制箱的被测单板的PWM模块电路进行测试；

电源分配板向针床输出大功率的数字信号,驱动针床系统上电；

电源板为整个机箱提供电源转换和电源供给；

总线连接板与各个子板连接并进行信号联通。

所述的针床的外部输入接口和外部输出接口按照功能选择性的连接到模拟量板或继电器板或PWM波板。

所述的上位机包括PC机、打印机和不间断电源，PC机包括人机交互、数据存储和用户账号管理，对被测单板进行一项或多项的功能测试；人机交互向测试机箱传送测试命令，选择被测试板型号、键盘输入被测板编号；人机交互操作界面显示测试机箱的测试进度、测试结果；数据存储将测试机箱上传的测试数据分类进行存储；用户管理则为测试装置登录权限和密码的设定；打印机具有测试报表的打印功能；不间断电源向整个测试装置提供电源。

如图3所示，一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试方法，具体步骤如下：

步骤一，上位机和测试机箱上电，进行开机自检；

步骤二，若测试机箱自检正常，将变流器控制箱单板一一对应放置在相应的针床上，将针床下压，使探针与变流器控制箱被测单板的测试点接触；若自检异常，切断测试机箱电源；

步骤三，在上位机中PC机的人机交互上，配置测试参数，确定变流器控制箱的被测单板，并将测试命令通过串口发送至测试机箱的主控制板；

步骤四，主控制板收到测试命令后，先向与被测单板连接的指定针床发出上电命令，指定针床正常上电后，向上位机反馈指定针床正常的信号；

步骤五，上位机接收指定针床正常的信号后，向测试机箱发送开始测试的命令；

步骤六，测试机箱的主控制板通过串口接收到开始测试命令，根据开始测试命令判断需要测试的内容，并将解析后的开始测试命令的字节发送至从控制板，从控制板根据开始测试命令的字节输出激励信号至模拟量板或继电器板或PWM波板，再由模拟量板或继电器板或PWM波板将信号给到针床的外部输入接口，针床通过探针将激励信号传送至被测单板，被测单板将激励信号通过内部功能电路转换后，将单板数据信号从针床的外部输出接口反馈到测试机箱的从控制板，从控制板通过CAN通信将单板数据信传输到主控制板；

步骤七，主控制板将输出到被测单板的激励信号和被测单板反馈的单板数据信号通过串口上传至上位机，上位机根据预定的测试参数进行判断，同时测试机箱的主控制板也根据预先设定的数据参数系数判断比较测试结果，通过双重计算，得到测试结果。

本实例的工作过程具体如下：

开始测试，PC机和测试机箱正常上电，开机自检。

由于变流器控制箱是由8个不同功能的单板组成，因此具有8个针床，每一个单板对应唯一一个的针床。将需要测试的8个单板对应放置到8个针床上，将被测单板放入对应的指定针床后，指定针床上的探针一端正对被测单板上预先设计的被测点，另一端通过测试线与指定针床上的外部输入接口和外部输出接口连接。针床的探针采用弹簧式压接技术，保证了接触的可靠性，使所有测试点的选取和位置都根据被测单板与探针一对一设计，保证了测试的准确性；同时由于每个探针均与针床上的外部输入接口和外部输出接口相连接，保证了信号传输通道的畅通。

上位机PC机上运行有基于Labview设计的上位机软件，从上位机操作界面上配置测试参数，选择被测单板的序号，上位机将测试命令会通过串口通信至测试机箱的主控制板，主控制板收到命令之后，首先发出指定针床的上电命令，指定针床上电正常后,向测试机箱返回正常信号。

上位机受到测试机箱发出的正常信号后,发送开始测试命令，测试机箱内有CPU及其执行程序，结构外观紧凑，具有输出信号精度高,幅值可调节,输出电流大等特点。主控制板是系统的主站,负责上位机与从站的联系，主控制板根据上位机发来的开始测试命令,判断出需要测试的内容，并发送命令解析后的字节给到从控制板1或从控制板2，从控制板在根据命令字节输出激励信号到外部驱动电路，再从外部驱动电路输出到针床的外部输入接口，给被测单板提供信号源。测试机箱输出的激励信号到达被测单板的入口，激励信号经由被测单板的功能电路后，最终将单板数据信号输出，单板数据信号从针床的外部输出接口回到测试机箱的从控制板。

从控制板将数据经CAN通信传输到主控制板，主控制板根据预先设定的数据参数系数，由主控制板的程序自动对比被测单板的输入信号和被测单板的输出信号，进而判断被测单板的电路是否工作正常。

主控制板还通过串口将输出到被测单板的信号和被测单板返回的信号，通过串口上传到上位机,上位机程序根据预定的测试参数进行判断,显示测试结果，PC机对被测单板进行一项或多项的功能测试，对测试数据进行保存和测试报表打印。通过主控制板与上位机的双重计算,保证了测试结果的准确性.

所有数据线采用排线压接，线束容易制作，并设有输入、输出接口防差错机制，保证了系统的安全性。

不间断电源向整个测试装置提供电源，能够在外部市电故障的时候，提供电源，进行测试系统数据保存，防止测试中突然断电，造成的数据丢失。

以上测试过程实现了一键式自动化测试，操作人员只需把被测单板放置在对应的针床上，并通过操作界面选择相对应的单板号，点击开始测试，停留一到两分钟即可从操作界面上查看测试结果，并在指定的路径下查看测试过程中保存的数据。还可以准确定位单板的故障点，对产品维修也具有一定的指导意义。同时可以通过大量测试数据分析，寻找产品易损部件、薄弱点，对于后期设计指导更具有深远意义。

本发明具有结构简单、无额外接线、维修方便的优点，操作更加简便快捷，对操作人员要求较低，有效地降低生产成本，提高了生产效率高，并且测试准确度高，无人为误操作，避免损坏单板的情况发生。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：包括多个针床、测试机箱与上位机；

所述的针床上设置有探针，针床通过探针与变流器控制箱上的被测单板连接，所述的针床还通过数据线与测试机箱互连；

所述的测试机箱根据上位机的命令，向针床输入激励信号，测试机箱接收针床输出的单板数据信号，并根据预先设定好的数据参数系数，将激励信号和单板数据信号与其进行比较，判断变流器控制箱被测单板的工作状态是否正常；

所述的上位机通过通信线连接测试机箱，上位机向测试机箱发出测试命令，使测试机箱测试变流器控制箱被测单板，上位机接受测试机箱反馈的测试数据进行测试判断，执行相应指令,并显示测试结果。

2.根据权利要求1所述的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：所述的针床包括外部输入接口和外部输出接口，外部输入接口接收测试机箱发出的激励信号并传送至探针，探针将激励信号传送至变流器控制箱的被测单板上；外部输出接口接收探针反馈的变流器控制箱的单板数据信号，并将单板数据信号输出到测试机箱上。

3.根据权利要求2所述的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：所述的每个针床均通过弹簧式压接设置有多个探针,探针均对应变流器控制箱上被测单板的测试点，使针床与变流器控制箱的被测单板一一对应。

4.根据权利要求1所述的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：所述的数据线均采用排线压接式制作而成。

5.根据权利要求1所述的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：所述的测试机箱包括一个总线连接板和九个子板,九个子板包括一个主控制板、两个从控制板、两个模拟量板、继电器板、PWM波板、电源分配板和电源板；

主控制板包括数字信号处理器和复杂可编程逻辑器,主控制板将激励信号和单板数据信号与预先设定的数据参数系数进行比较，判断比较结果，主控制板上设有置串口，主控制板通过串口与上位机连接通信,主控制板与两个从控制板之间分别通过CAN通信进行数据传输；

从控制板通过总线连接板分别与模拟量板、继电器板、PWM波板连接；

模拟量板对针床反馈的单板数据信号进行检测采集和处理，模拟量板产生向针床输出的大功率模拟量信号，即向针床输出激励信号；

继电器板对针床的输入数字量与输出数字量进行检测和处理，继电器板向针床输出可调性的电阻负载,并通过针床向被测单板提供电阻负载；

PWM波板对变流器控制箱的被测单板的PWM模块电路进行测试；

电源分配板向针床输出大功率的数字信号,驱动针床系统上电；

电源板为整个机箱提供电源转换和电源供给；

总线连接板与各个子板连接并进行信号联通。

6.根据权利要求5所述的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：所述的针床的外部输入接口和外部输出接口按照功能选择性的连接到模拟量板或继电器板或PWM波板。

7.根据权利要求1所述的双馈风力发电机用变流器控制箱的测试装置，其特征在于：所述的上位机包括PC机、打印机和不间断电源，PC机包括人机交互、数据存储和用户账号管理，对被测单板进行一项或多项的功能测试；人机交互向测试机箱传送测试命令，选择被测试板型号、键盘输入被测板编号；人机交互操作界面显示测试机箱的测试进度、测试结果；数据存储将测试机箱上传的测试数据分类进行存储；用户管理则为测试装置登录权限和密码的设定；打印机具有测试报表的打印功能；不间断电源向整个测试装置提供电源。

8.一种双馈风力发电机用变流器控制箱的测试方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一，上位机和测试机箱上电，进行开机自检；

步骤二，若测试机箱自检正常，将变流器控制箱单板一一对应放置在相应的针床上，将针床下压，使探针与变流器控制箱被测单板的测试点接触；若自检异常，切断测试机箱电源；

步骤三，在上位机中PC机的人机交互上，配置测试参数，确定变流器控制箱的被测单板，并将测试命令通过串口发送至测试机箱的主控制板；

步骤四，主控制板收到测试命令后，先向与被测单板连接的指定针床发出上电命令，指定针床正常上电后，向上位机反馈指定针床正常的信号；

步骤五，上位机接收指定针床正常的信号后，向测试机箱发送开始测试的命令；

步骤六，测试机箱的主控制板通过串口接收到开始测试命令，根据开始测试命令判断需要测试的内容，并将解析后的开始测试命令的字节发送至从控制板，从控制板根据开始测试命令的字节输出激励信号至模拟量板或继电器板或PWM波板，再由模拟量板或继电器板或PWM波板将信号给到针床的外部输入接口，针床通过探针将激励信号传送至被测单板，被测单板将激励信号通过内部功能电路转换后，将单板数据信号从针床的外部输出接口反馈到测试机箱的从控制板，从控制板通过CAN通信将单板数据信传输到主控制板；

步骤七，主控制板将输出到被测单板的激励信号和被测单板反馈的单板数据信号通过串口上传至上位机，上位机根据预定的测试参数进行判断，同时测试机箱的主控制板也根据预先设定的数据参数系数判断比较测试结果，通过双重计算，得到测试结果。