[发明专利]一种高压变频器的智能综合开发测试系统及其建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制与测试技术领域，具体涉及一种基于虚拟仪器技术和DSP数字控制技术的适用于高压变频器的智能综合开发测试系统及其建立方法。

背景技术

作为一种重要的节能减排产品，高压变频器日益受到业界和用户的关注。对于市场的最终决定者——用户而言，除了关心高压变频器的节能效率和成本之外，更为关注的是产品本身的质量和可靠性。如果变频器因为质量不可靠导致停机，造成的损失将可能抵消部分甚至超过节能带来的效益。目前高压变频器的主电路拓扑结构相对成熟，核心器件如IGBT、电容等关键器件也主要依靠进口，因此高压变频器的制造质量更多的是受到控制技术及相应软件编程的影响。

高压变频器产品开发通常是分为硬件和软件两个体系来进行的，且由于所涉及工作量巨大，两个体系也必须是分别由许多不同的工程师来协力完成，因此产品开发的质量保证除了依靠一套完善的研发制度体系外，更依靠于各个工程师对这套研发制度体系的理解和严格遵守。即便如此，往往由于缺乏对所开发产品的系统整体的了解，研发人员通常需要经由不断反复的控制参数选取、程序设计、程序修改、编译、联接、烧录、测试、参数调整等过程，这些过程不仅繁琐，效率低下，有时还由于牵涉面广往往在故障诊断时难以找出问题所在，同时还由于开发人员个体认知所限容易造成各种潜在的不可靠事故，降低产品的质量和可靠性，增加售后维护的工作量。

发明内容

本发明为了解决现有技术问题，在于提供一种依托现代数字化智能控制技术、虚拟仪器技术和综合仿真技术等高科技技术；兼具了良好的集成性、扩充性和模块化的；可以适应多种硬件体系、减少产品开发周期、可直接修改控制参数、查询任一变量历史记录、支持预览和打印功能的高压变频器的智能综合开发测试系统及其建立方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现，

为实现上述技术本发明首先提供一种高压变频器的智能综合开发测试系统，该系统包括高压变频器、电机、联轴器、模拟负载和PC机，所述电机通过所述联轴器与所述模拟负载相连，其特征在于：所述高压变频器由功率变换单元和DSP控制器组成，所述功率变换单元与所述电机相连，经由适当脉宽调制策略，可以向所述电机提供高效低谐波的电源，驱动所述电机运转；所述DSP控制器与所述PC机相连，并由所述PC机提供控制信号参数，所述模拟负载由负荷电机和负荷电机控制器所组成，所述负荷电机控制器与所述PC机相连，并由所述PC机提供控制参数，以实现控制所述负荷电机模拟各种负载运行。

所述高压变频器和所述电机还均与一电参数测量仪相连，所述电参数测量仪通过数据线与所述PC机相连，并将所测系统空载时的电压、电流、损耗、功率因数、直流母线电压，和系统负载时的电压、电流、损耗、功率因数、直流母线电压等电参数传输给所述PC机，以供所述PC机作数据分析、显示、制图、绘表、打印等用。

所述电机和所述模拟负载中的所述负荷电机还均与一转速转矩测试仪相连，所述转速转矩测试仪还通过数据线与所述PC机相连，并将测得所述电机和所述负荷电机的转速、转加速、转矩等机械参数传递到所述PC机中，以用作数据分析、显示、制图、绘表、打印等用。

在所述PC机上还接有一打印输出装置，可按需要打印各种电参数、机械参数、以及各种生成的相关曲线、图表、测试报告等。

在所述PC机内至少安装有一种以上模拟仿真软件、开发软件、数据处理软件以及通信软件，其主要功能有对所述高压变频器功率硬件电路仿真、所述高压变频器控制系统参数仿真、系统模拟仿真、电参数信号处理、转速转矩参数信号处理、变频器控制、模拟机械负载控制、变频器控制软件调试写入、打印驱动等。

通过在所述PC机上设定软件通信协定，开发者可采用C语言或者汇编语言编写控制程序，经过编译后的控制程序可由所述PC机直接载入所述DSP控制器中，进行实时数字控制。

在所述PC机中安装有MATLAB或SIMULINK仿真软件，设计控制系统时，通过所述PC机中的MATLAB或SIMULINK可以实现所述高压变频器驱动所述电机运行仿真，以及所述DSP控制器参数调试选择和信号分析动作。

在所述PC机中还安装有dSPACE软件，dSPACE软件同时也提供了与MATLAB或SIMULINK仿真软件之间相互通信的界面，使用者可以在MATLAB或SIMULINK的环境下开发控制法则并进行系统模拟，之后再将开发的控制程序载入目标处理器进行硬件回路模拟，因此藉由所述PC机所提供的人机界面环境和界面控制卡，开发者能完成硬件回路模拟系统的设计，并在此基础上进行系统可行性评估。