CN106849817A - 电机调试装置及基于电机调试装置的电机电压匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机调试装置及基于电机调试装置的电机电压匹配方法，该电机调试装置包括：待机电源，用于给电机提供待机电压；电源隔离采样电路，用于对输入的供电电源电压进行采样，并对采样到的电源电压信号进行信号隔离后输出；控制器，用于获取电机的适配电压范围，以及接收电源电压信号，并将电源电压信号对应的供电电源电压与适配电压范围进行比较；当供电电源电压在适配电压范围内时，输出第一控制信号；驱动开关，用于在接收到控制器输出的第一控制信号时，驱动电机接入供电电源，以使电机进入调试状态；以及在接收到控制器输出的第二控制信号时，驱动电机接入待机电源。本发明实现了智能判定供电电源电压与电机的额定电压是否匹配。

Description

电机调试装置及基于电机调试装置的电机电压匹配方法

技术领域

本发明涉及电机领域，特别涉及一种电机调试装置及基于电机调试装置的电机电压匹配方法。

背景技术

随着空调行业的发展，对风机电机的功能性要求越来越多，该电机大多采用程序软件对其进行控制，在实际既定功能前不可避免的需要通过电机调试工具对电机的电机参数、性能等进行大量的调试工作。

该类电机对输入的电压要求比较高，若未确认电机额定电压，即将电机接入到电机调试工具，则可能由于调试工具接入的电压与电机额定电压不匹配而损坏电机。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电机调试装置及基于电机调试装置的电机电压匹配方法，旨在实现智能判定外接的供电电源电压与电机的额定电压是否匹配。

为实现上述目的，本发明提出一种电机调试装置，包括用于接入供电电源的EMC滤波电路，该电机调试装置还包括：

待机电源，用于给电机提供待机电压；

电源隔离采样电路，用于对输入的供电电源电压进行采样，并对采样到的电源电压信号进行信号隔离后输出；

控制器，用于获取所述电机的适配电压范围，以及接收所述电源电压信号，并将所述电源电压信号对应的所述供电电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述供电电源电压在所述适配电压范围内时，输出第一控制信号；

所述驱动开关，还用于在接收到所述控制器输出的第一控制信号时，驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态。

优选地，所述电机调试装置还包括用于接入上位机的USB端口；所述待机电源包括隔离电源单元及泵升电源单元，所述隔离电源的输入端与所述USB端口连接，所述隔离电源的输出端与所述泵升电源的输入端及所述控制器的电源输入端互连；所述泵升电源的输出端与所述驱动开关连接。

优选地，所述电机调试装置还包括信号转换电路，所述信号转换电路串联设置于所述USB端口与所述控制器之间。

优选地，所述待机电源包括开关电源单元，所述开关电源单元的输入端与所述EMC滤波电路连接，所述开关电源单元的第一输出端与所述驱动开关连接，所述开关电源单元的第二输出端与所述控制器的电源输入端连接。

优选地，所述电机调试装置还包括信号转换电路，所述信号转换电路串联设置于用于接入上位机的USB端口与所述控制器之间。

优选地，所述电机调试装置还包括信号隔离电路，所述信号隔离电路串联设置于所述信号转换电路与所述控制器之间。

优选地，所述电机调试装置还包括电源软启动电路，所述电源软启动电路用于控制输入的所述供电电源电流由小到大缓慢输出，所述电源软启动电路的输入端与所述EMC滤波电路连接，所述电源软启动电路的输出端与所述驱动开关连接。

优选地，所述EMC滤波电路包括EMI滤波器及EMS滤波器。

优选地，所述电机调试装置还包括报警电路，所述报警电路与所述控制器连接；所述控制器还用于在所述电源电压不在所述适配电压范围内时，输出第二控制信号至所述报警电路，以使所述报警电路根据所述第二控制信号，输出报警信号。

本发明还提出一种基于电机调试装置的电机电压匹配方法，该电机电压匹配方法包括以下步骤：

给电机提供待机电压；

对输入的供电电源电压进行采样，并将采样的所述供电电源电压进行信号隔离后输出；

获取所述电机的适配电压范围，并将接收到的所述电源隔离采样电路输出的所述电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述电源电压在所述适配电压范围内时，输出第一控制信号；

根据所述第一控制信号，驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态。

优选地，所述获取所述电机的适配电压范围，并将接收到的所述电源隔离采样电路输出的所述电源电压与所述适配电压范围进行比较的步骤之后，还包括：

当所述电源电压不在所述适配电压范围内时，输出第二控制信号，以控制报警电路输出报警信号。

本发明电机调试装置通过设置待机电源，并在电机接入至电机调试装置时，输出待机电压至电机以驱动电机中的MCU进入待机工作状态，同时控制器通过通讯端口与电机中MCU进行通讯，从而获取电机的适配电压范围，并接收电源取样隔离电路输出的电源电压信号，再将电源电压信号对应的供电电源电压与适配电压范围进行比较，当控制器确定供电电源的电压与电机的额定电压匹配时，则输出第一控制信号至驱动开关，从而控制驱动开关驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态，反之，则控制电机继续接入待机电源。本发明电机调试装置实现了智能判定外接的供电电源电压与电机的额定电压是否匹配，避免了在未确认电机额定电压的情况下，将电机接入电机调试装置，由于供电电源电压与电机的额定电压不匹配而导致电机损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电机调试装置的功能模块示意图；

图2为图1电机调试装置一实施例的电路结构示意图；

图3为图1电机调试装置另一实施例的电路结构示意图；

图4为本发明基于电机调试装置的电机匹配方法较佳实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	EMC滤波电路	90	电源软启动电路
20	待机电源	21	隔离电源单元
				30	电源隔离采样电路	22	泵升电源单元
40	控制器	23	开关电源单元
				50	驱动开关	100	供电电源
60	USB端口	200	上位机
				70	信号转换电路	300	电机
80	信号隔离电路

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电机调试装置，用于可编程电机的参数设定、修改，电机功能、性能的在线调试。

其中，电机参数包括电机反电动势、转动惯量、电机转向、电机转矩、电机转速、风量等参数，电机功能包括恒定转矩、恒定转速、恒定风量等电机性能包括电机效率、噪音、振动等。

参照图1，在本发明一实施例中，该电机调试装置包括用于接入供电电源100的EMC滤波电路10，该电机调试装置还包括待机电源20、电源隔离采样电路30、控制器40、驱动开关50。

其中，所述电源隔离采样电路30的检测端与所述EMC滤波电路10的输出端连接，所述电源隔离采样电路30的输出端与所述控制器40的采样信号输入端连接；所述控制器40的通讯发送端TX及通讯接收端RX分别用于与电机300的通讯接收端(图未标示)以及通讯发送端(图未标示)对应连接，所述控制器40的控制端与所述驱动开关50的受控端连接；待机电源20的输出端与所述驱动开关50的第二输入端连接；所述驱动开关50的第一输入端与所述EMC滤波电路10的输出端连接，所述驱动开关50的输出端用于与所述电机300的电源输入端连接。

本实施例中，所述EMC滤波电路10包括EMI滤波器及EMS滤波器，以提高电机调试装置自身的电磁抗干扰能力，同时调试装置自身电磁对电机300或者供电电源100进行产生干扰。

本实施例中，待机电源20用于经驱动开关50给电机300提供待机电压，需要说明的是，当电机300接入至电机调试装置时，待机电源20是与驱动开关连接的，并经驱动开关50为电机300提供一至少30V的待机电压，以驱动电机300中MCU等元器件件处于待机工作状态，可以理解的是，待机电源20所提供的待机电压是远小于电机300的驱动电压的，也就是说，此时电机300是不工作而出于待机状态的。待机电源20还用于为控制器40提供10～20V的工作电压，本实施例优选为12V。

本实施例中，电源隔离采样电路30用于在电机调试装置上电工作时，对输入的供电电源电压进行采样，并对采样的电源电压信号进行信号隔离后输出，本实施例中，电源隔离采样电路30可以采用电阻、二极管等分立元器件来实现对电源电压信号的单向输出，电源隔离采样电路30或者采用实现电压检测的集成芯片来实现对电源电压信号检测以及隔离后输出，电源隔离采样电路30还可以采用霍尔传感器开对电源电压进行检测此处不做限制。

本实施例中，控制器40优选采用可编程集成芯片实施，控制器40用于获取所述电机300的适配电压范围，具体地，当电机接入电机调试装置时，控制器40输出待机控制信号至驱动开关50，以使驱动开关50与待机电源20电气连接，从而使得控制器40通过通讯发送端TX及通讯接收端RX以及公共端C与电机300的MCU形成通讯回路，从而实现与电机300中的MCU进行通讯，进而获取电机300的适配电压范围，并接收所述电源隔离采样电路30输出的所述电源电压信号，并将所述电源电压信号对应的所述供电电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述供电电源电压在所述适配电压范围内时，则确定供电电源电压与电机300额定电压匹配，并输出第一控制信号，否则，输出待机控制信号。

本实施例中，驱动开关50优选采用继电器、晶闸管等可以实现单刀双掷的电子开关来实现，驱动开关50基于控制器40的控制，在接收到所述控制器40输出的待机控制信号时，驱动电机300接入待机电源20，以使控制器40判定供电电源100的电压与电机300的额定电压是否匹配：当控制器40确定供电电源100的电压与电机300的额定电压匹配时，驱动开关50驱动所述电机300接入供电电源100，以使电机300进入调试状态。当控制器40确定供电电源100的电压与电机300的额定电压不匹配时，则继续输出待机控制信号至驱动开关50，从而控制驱动开关50驱动所述电机300接入所述待机电源20。

本发明电机调试装置通过设置待机电源20，并在电机300接入至电机调试装置时，经驱动开关50输出待机电压至电机300以驱动电机300中的MCU进入待机工作状态；以实现控制器40通过通讯端口与电机300中MCU进行通讯，从而获取电机300的适配电压范围，并接收电源取样隔离电路输出的电源电压信号，再将电源电压信号对应的供电电源电压与适配电压范围进行比较，当控制器40确定供电电源100的电压与电机300的额定电压匹配时，则输出第一控制信号至驱动开关50，从而控制驱动开关50驱动所述电机300接入所述供电电源100，以使所述电机300进入调试状态，否则，则控制电机300继续接入待机电源20。本发明电机调试装置实现了智能判定外接的供电电源电压与电机300的额定电压是否匹配，避免了在未确认电机300额定电压的情况下，将电机300接入电机调试装置，由于供电电源电压与电机300的额定电压不匹配而导致电机300损坏的问题。

参照图2，在一优选实施例中，所述电机调试装置还包括用于接入上位机200的USB端口60；所述待机电源20包括隔离电源单元21及泵升电源单元22，所述隔离电源的输入端与所述USB端口60连接，所述隔离电源的输出端与所述泵升电源的输入端及所述控制器40的电源输入端互连；所述泵升电源的输出端与所述驱动开关50连接。

本实施例中，USB端口60用于实现上位机200与控制器40之间的通讯，该USB端口60同时还用于从上位机200处获取输入电压，从而为待机电源20提供一工作电压，如此设置，提高USB端口60电压的利用率，同时更节能环保。以及为了避免上位机200交流电插头与USB端口60之间出现短路或者漏电而导致待机电源20甚至电机调试装置被烧毁，以及待机电源20出现异常时损坏USB端口60，本实施例通过设置隔离电源单元21来实现待机电源20与USB端口60的电气隔离，隔离电源单元21用于将USB接口输入的5V电压升压至与USB端口60电气隔离的10～20V的电压后输出至控制器40的电源输入端，以供控制器40工作，并输出至泵升电源单元22以使泵升电源单元22将隔离电源单元21升压处理后的电压泵升至至少30V以上的电压，并经驱动开关50输出至电机300的电源输入端。当然在其他实施例中，该USB端口60还可以通过手机适配器等其他设备的充电器为待机电源20提供一工作电压。

进一步地，上述实施例中，所述电机调试装置还包括信号转换电路70，所述信号转换电路70的信号传输端与所述USB端口60连接，串联设置于所述USB端口60与所述控制器40之间。

本实施例中，信号转换电路70优选采用USB-RS232接口转换器，信号转换电路70用于实现USB总线以及RS232总线这两种总线的协议转换。具体地，上位机200可以使用USB总线协议，向外发送数据，信号转换电路70内部将数据格式转变为RS232串行信号，再发送到控制器40。控制器40向上位机200回送数据时，则经信号转换电路70内部转变为USB协议数据后发送到上位机200，如此设置，即可实现电机300与上位机200之间进行通讯，从而通过电机调试装置，对电机300的参数进行设定、修改，以及对电机300功能、性能进行在线调试。本实施例中，信号转换电路70还可以采用USB-RS485转换器、USB-RS422转换器等，此处不做限制。

参照图2及图3，进一步地，上述实施例中，所述电机调试装置还包括信号隔离电路80，所述信号隔离电路80串联设置于所述信号转换电路70与所述控制器40之间。

本实施例中，信号隔离电路80用于实现输入的信号和输出的信号之间的电气隔离，避免控制器40的信号通过USB端口60的地线窜入至上位机200而造成信号干扰，本实施例中，信号隔离电路80可以采用光偶、二极管等能够实现单向导通的元器件来实施。

参照图1至图3在一优选实施例中，所述待机电源20包括开关电源单元23，所述开关电源单元23的输入端与所述EMC滤波电路10连接，所述开关电源单元23的第一输出端与所述驱动开关50连接，所述开关电源单元23的第二输出端与所述控制器40的电源输入端连接。

本实施例中，为了EMC滤波电路10与供电电源100之间出现短路或者漏电而导致待机电源20甚至电机调试装置被烧毁，以及待机电源20出现异常时损坏供电电源100，本实施例通过设置开关电源单元23来实现待机电源20与供电电源100的电气隔离，开关电源单元23用于将输入的供电电源电压升压至与USB端口60电气隔离的10～20V的电压后输出至控制器40的电源输入端，以供控制器40工作，开关电源单元23还用于将供电电源100的电压降压至少30V以上的电压，并经驱动开关50输出至电机300的电源输入端。

参照图1至图3，在一优选实施例中，所述电机调试装置还包括电源软启动电路90，所述电源软启动电路90用于控制输入的所述供电电源100电流由小到大缓慢输出，所述电源软启动电路90的输入端与所述EMC滤波电路10连接，所述电源软启动电路90的输出端与所述驱动开关50连接。

本实施例中，当驱动开关50驱动所述电机300接入供电电源100时，电源软启动电路90控制供电电源100电流由小到大缓慢输出，并延时一定时间后，控制电流正常输出，如此设置，避免了在电机300接入供电电源100的瞬间产生尖峰电流而损坏驱动开关50。

参照图1至图3，基于上述实施例，所述电机调试装置还包括报警电路(图未示出)，所述报警电路与所述控制器连接；所述控制器40还用于在所述电源电压不在所述适配电压范围内时，输出第二控制信号至所述报警电路，以使所述报警电路根据所述第二控制信号，输出报警信号。

本实施例中，报警电路基于控制器40的控制，当控制器40确定供电电源100的电压与电机300的额定电压不匹配时，则输出控制信号以控制报警电路输出报警信号，本实施例中，报警信号可以采用蜂鸣器发出相应的报警声音，也可以采用LED灯，发出相应的光信号来实现报警，如此设置，使得调试工作人员接收到报警信号时，快速获知电压不配的信息，并对供电电源100进行调节或及时更换供电电源100。

本发明还提出一种基于电机调试装置的电机电压匹配方法，参照图4，该电机电压匹配方法包括以下步骤：

S10、给电机提供待机电压；

本实施例中，当电机接入至电机调试装置时，电机调试装置设置一待机电源，从而为电机提供一至少30V的待机电压，以驱动电机中MCU等元器件件处于待机工作状态，可以理解的是，待机电源所提供的待机电压是远小于电机的驱动电压的，也就是说，此时电机是不工作而出于待机状态的。

S20、对输入的供电电源电压进行采样，并将采样到的所述供电电源电压进行信号隔离后输出；

本实施例中，当电机调试装置上电工作时，电源隔离采样电路对供电电源的电压进行采样，并进行电气隔离后输出。

S30、获取所述电机的适配电压范围，以及接收所述电源电压信号，并将所述电源电压信号对应的所述供电电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述供电电源电压在所述适配电压范围内时，输出第一控制信号；

本实施例中，通过通讯发送端及通讯接收端以及公共端与电机的MCU形成通讯回路，从而实现与电机中的进行通讯，进而获取电机的适配电压范围，并接收所述电源隔离采样电路输出的所述电源电压信号，并将所述电源电压信号对应的所述供电电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述供电电源电压在所述适配电压范围内时，则确定供电电源电压与电机额定电压匹配，并输出第一控制信号，否则，输出待机控制信号。

S40、在接收到所述第一控制信号时，驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态。

本实施例中，在接收到第一控制信号时，驱动所述电机接入所述待机电源，以判定供电电源的电压与电机的额定电压是否匹配，并在确定供电电源的电压与电机的额定电压匹配时，驱动开关驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态。或者在确定供电电源的电压与电机的额定电压不匹配时，则继续输出待机控制信号，以驱动开关驱动所述电机继续接入所述待机电源。

本发明实施例通过在电机接入至电机调试装置时，输出待机电压至电机以驱动电机中的MCU进入待机工作状态，同时通过通讯端口与电机中MCU进行通讯，从而获取电机的额定电压等参数，再将电源电压信号对应的供电电源电压与适配电压范围进行比较，当确定供电电源的电压与电机的额定电压匹配时，则输出第一控制信号以驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态，反之，则控制电机继续接入待机电源。本发明实施例实现了智能判定外接的供电电源电压与电机的额定电压是否匹配，避免了在未确认电机额定电压的情况下，将电机接入电机调试装置，由于供电电源电压与电机的额定电压不匹配而导致电机损坏的问题。

进一步地，所述获取所述电机的适配电压范围，并将接收到的所述电源隔离采样电路输出的所述电源电压与所述适配电压范围进行比较的步骤还包括：

S31、当所述电源电压不在所述适配电压范围内时，输出第二控制信号，以控制报警电路输出报警信号。

本实施例中，当所述电源电压不在所述适配电压范围内时，控制器确定供电电源的电压与电机的额定电压不匹配，并输出第三控制信号，以控制对应的报警电路输出报警信号，本实施例中，报警信号可以采用蜂鸣器发出相应的报警声音，也可以采用LED灯，发出相应的光信号来实现报警，如此设置，使得调试工作人员接收到报警信号时，快速获知电压不配的信息，并对供电电源进行调节或及时更换供电电源。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种电机调试装置，包括用于接入供电电源的EMC滤波电路，其特征在于，该电机调试装置还包括：

待机电源，用于经驱动开关给电机提供待机电压；

电源隔离采样电路，用于对输入的供电电源电压进行采样，并对采样到的电源电压信号进行信号隔离后输出；

控制器，用于获取所述电机的适配电压范围，以及接收所述电源电压信号，并将所述电源电压信号对应的所述供电电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述供电电源电压在所述适配电压范围内时，输出第一控制信号；

所述驱动开关，还用于在接收到所述控制器输出的第一控制信号时，驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态。

2.如权利要求1所述的电机调试装置，其特征在于，所述电机调试装置还包括用于接入上位机的USB端口；所述待机电源包括隔离电源单元及泵升电源单元，所述隔离电源的输入端与所述USB端口连接，所述隔离电源的输出端与所述泵升电源的输入端及所述控制器的电源输入端互连；所述泵升电源的输出端与所述驱动开关连接。

3.如权利要求2所述的电机调试装置，其特征在于，所述电机调试装置还包括信号转换电路，所述信号转换电路串联设置于所述USB端口与所述控制器之间。

4.如权利要求1所述的电机调试装置，其特征在于，所述待机电源包括开关电源单元，所述开关电源单元的输入端与所述EMC滤波电路连接，所述开关电源单元的第一输出端与所述驱动开关连接，所述开关电源单元的第二输出端与所述控制器的电源输入端连接。

5.如权利要求4所述的电机调试装置，其特征在于，所述电机调试装置还包括信号转换电路，所述信号转换电路串联设置于用于接入上位机的USB端口与所述控制器之间。

6.如权利要求3或5所述的电机调试装置，其特征在于，所述电机调试装置还包括信号隔离电路，所述信号隔离电路串联设置于所述信号转换电路与所述控制器之间。

7.如权利要求1所述的电机调试装置，其特征在于，所述电机调试装置还包括电源软启动电路，所述电源软启动电路用于控制输入的所述供电电源电流由小到大缓慢输出，所述电源软启动电路的输入端与所述EMC滤波电路连接，所述电源软启动电路的输出端与所述驱动开关连接。

8.如权利要求1所述的电机调试装置，其特征在于，所述EMC滤波电路包括EMI滤波器及EMS滤波器。

9.如权利要求1所述的电机调试装置，其特征在于，所述电机调试装置还包括报警电路，所述报警电路与所述控制器连接；所述控制器还用于在所述电源电压不在所述适配电压范围内时，输出第二控制信号至所述报警电路，以使所述报警电路根据所述第二控制信号，输出报警信号。

10.一种基于电机调试装置的电机电压匹配方法，其特征在于，该电机电压匹配方法包括以下步骤：

给电机提供待机电压；

对输入的供电电源电压进行采样，并将采样的所述供电电源电压进行信号隔离后输出；

获取所述电机的适配电压范围，并将接收到的所述电源隔离采样电路输出的所述电源电压与所述适配电压范围进行比较；当所述电源电压在所述适配电压范围内时，输出第一控制信号；

根据所述第一控制信号，驱动所述电机接入所述供电电源，以使所述电机进入调试状态。

11.如权利要求10所述的电机电压匹配方法，其特征在于，所述获取所述电机的适配电压范围，并将接收到的所述电源隔离采样电路输出的所述电源电压与所述适配电压范围进行比较的步骤之后，还包括：

当所述电源电压不在所述适配电压范围内时，输出第二控制信号，以控制报警电路输出报警信号。