申请/专利权人：浙江丰源智能装备有限公司

申请日：2018-10-26

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109444626B

主分类号：G01R31/52

分类号：G01R31/52

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：本发明公开了一种电机换相器片间短路测试系统及其工作方法，涉及电机换相器短路测试领域。传统的短路测试仪体积大、成本高，移动不方便，极大的限制了短路测试仪在换相器行业的应用。本发明包括用于与换相器相连的探针、用于检测探针电压高低的测试装置，测试装置包括主控芯片及主控芯片外围电路，主控芯片外围电路包括测试电路及用于供电的供电电路，探针分为上层探针、下层探针；测试电路包括与上层探针相连的上层探针测试电路、与下层探针相连的下层探针测试电路；测试电路的数量与探针数量相对应以测试每一探针的电压。通过芯片控制的弱电结构，大大缩小了仪器的体积，能够有效地降低检测设备的重量，降低了批量生产的成本，方便携带应用。

主权项：1.一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：包括用于与换相器（8）相连的探针、用于检测探针电压高低的测试装置，所述的测试装置包括主控芯片（1）及主控芯片（1）外围电路，所述的主控芯片（1）外围电路包括测试电路及用于供电的供电电路，所述的探针分为上层探针（5）、下层探针（6）；所述的测试电路包括与上层探针（5）相连的上层探针（5）测试电路、与下层探针（6）相连的下层探针（6）测试电路；测试电路的数量与探针数量相对应以测试每一探针的电压；测试方法为：1）准备工作，将探针分别插入探针接口中；2）检测探针是否接触良好：上层探针（5）测试电路的控制端PX输出高电平，第一三极管导通，NPN三极管集电极的电位被拉低，NMOS管不导通，NMOS管的漏极电位为高电平，上层探针（5）接高电平；下层探针（6）测试电路的控制端POUT输出低电平，第二三极管不导通，第二三极管的集电极电位为高电平，继电器K闭合，下层探针（6）接低电平；当上层探针（5）和下层探针（6）同时接触铜片（7）时，若上下层探针（6）均接触良好，则NMOS管的漏极的高电平被拉低，反之无变化；完成判定探针是否接触良好；3）检测换相器（8）任意两片间是否短路：下层探针（6）测试电路的控制端POUT输出高电平，NPN三极管导通，第二三极管的集电极电位为低电平，继电器K断开，即片间短路测试不考虑下层探针（6）；第一次测试：主控芯片（1）的一P口输出低电平，NPN三极管不导通，第一三极管集电极为高电平，即NMOS管导通，NMOS管漏极电位被拉低，对应上层探针（5）为低电平，其他上层探针（5）测试电路相连的P口输出高电平，即其他上层探针（5）均为高电平，若有探针与上层探针（5）短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变；第二次测试：主控芯片（1）的下一P口输出低电平，其他P口输出高电平，若有探针与上层探针（5）短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变；依次循环，即可检测出换相器（8）任意两片间是否短路。

全文数据：一种电机换相器片间短路测试系统及其工作方法技术领域本发明涉及电机换相器短路测试领域，尤其涉及一种电机换相器片间短路测试系统。背景技术换相器是直流电机和交流换相器电机上能让电机持续转动的一个关键部件，因此被广泛应用于电动工具、汽车电机、家用电器和工业电机等领域；近些年来，随着相关行业规模不断壮大，发展趋势越来越好，市场对换相器的需求量日益增大。短路测试是换相器测试项目中至关重要的一种测试，传统的短路测试仪体积大、成本高，移动不方便，极大的限制了短路测试仪在换相器行业的应用。发明内容本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种电机换相器片间短路测试系统，以实现测试系统的微型化，方便携带应用为目的。为此，本发明采取以下技术方案。一种电机换相器片间短路测试系统，包括用于与换相器相连的探针、用于检测探针电压高低的测试装置，所述的测试装置包括主控芯片及主控芯片外围电路，所述的主控芯片外围电路包括测试电路及用于供电的供电电路，所述的探针分为上层探针、下层探针；所述的测试电路包括与上层探针相连的上层探针测试电路、与下层探针相连的下层探针测试电路；测试电路的数量与探针数量相对应以测试每一探针的电压。通过芯片控制的弱电结构，大大缩小了仪器的体积，能够有效地降低检测设备的重量，降低了批量生产的成本，方便携带应用。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。作为优选技术手段：所述的上层探针测试电路的控制端PX与主控芯片引脚相连，上层探针测试电路的检测端与上测控针相连；上层探针测试电路包括基极与控制端相连的第一三极管、与第一三极管集电极相连的开关管，所述的检测端与开关管相连。实现上层探针的探测和控制。作为优选技术手段：所述的上层探针测试电路还包括限压电阻R1、保护电阻R2、上拉电阻R3，所述的第一三极管为NPN三极管，第一三极管的基极通过限压电阻R1与控制端相连，第一三极管的集电极通过上拉电阻R3与电源相连。有助于实现对上层探针接触是否良好的探测。作为优选技术手段：所述的开关管为NMOS管，开关管的栅极与第一三极管的集电极相连，开关管的漏极通过上拉电阻R4与电源相连；所述的控制端与漏极相连，开关管的源极接地。作为优选技术手段：所述的下层探针测试电路的控制端POUTX与主控芯片引脚相连,所述的下层探针测试电路包括第二三极管、继电器，所述的继电器一端与下层探针相连，继电器的另一端接地，第二三极管的基极与控制端POUTX相连，第二三极管的集电极与继电器线圈相连。实现下层探针的探测和控制。作为优选技术手段：所述的下层探针测试电路还包括限压电阻R5、保护电阻R6、上拉电阻R7，所述的第二三极管为NPN三极管，第二三极管的基极通过限压电阻R5与控制端POUTX相连，第二三极管的集电极通过上拉电阻R3与电源相连。有助于实现对下层探针接触是否良好的探测。作为优选技术手段：所述的主控芯片通过扩张板接口与外挂扩展板相连，所述的外挂扩展板上设有所述的下层探针测试电路。便于扩展和维护更换，方便维修，降低了复杂性。作为优选技术手段：所述的主控芯片、上层探针测试电路及与上层探针测试电路相连的探针接口设于一PCB板上，所述的探针接口与探针相配。实现主控制板的电路结构的微型化。作为优选技术手段：所述的测试系统还包括PLC、显示器，所述的主控芯片通过通讯接口与PLC相连，所述的PLC与显示器相连。便于人机交互及操作控制。本发明的另一个目的是提供一种电机换相器片间短路测试系统的工作方法，其包括以下步骤：1）准备工作，将探针分别插入探针接口中；2）检测探针是否接触良好：上层探针测试电路的控制端PX输出高电平，第一三极管导通，NPN三极管集电极的电位被拉低，NMOS管不导通，NMOS管的漏极电位为高电平，上层探针接高电平；下层探针测试电路的控制端POUT输出低电平，第二三极管不导通，第二三极管的集电极电位为高电平，继电器K闭合，下层探针接低电平；当上层探针和下层探针同时接触铜片时，若上下层探针均接触良好，则NMOS管的漏极的高电平被拉低，反之无变化；完成判定探针是否接触良好。3）检测换相器任意两片间是否短路：下层探针测试电路的控制端POUT输出高电平，NPN三极管导通，第二三极管的集电极电位为低电平，继电器K断开，即片间短路测试不考虑下层探针；第一次测试：主控芯片的一P口输出低电平，NPN三极管不导通，第一三极管集电极为高电平，即NMOS管导通，NMOS管漏极电位被拉低，对应上层探针为低电平，其他上层探针测试电路相连的P口输出高电平，即其他上层探针均为高电平，若有探针与上层探针短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变；第二次测试：主控芯片的下一P口输出低电平，其他P口输出高电平，若有探针与上层探针短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变。依次循环，即可检测出换相器任意两片间是否短路。方便地实现了对探针是否接触良好的判定和换相器任意两片间是否短路的检测，工作方法简单，操作方便。有益效果：方便地实现了对探针是否接触良好的判定和换相器任意两片间是否短路的检测，工作方法简单，操作方便；通过芯片控制的弱电路结构，大大缩小了仪器的体积，有效地降低了重量，降低了批量生产的成本，方便携带应用。附图说明图1是本发明系统原理图。图2是本发明探针与换相器连接示意图。图3是本发明上层探针测试电路示意图。图4是本发明下层探针测试电路示意图。图中：1-主控芯片；2-外挂扩展板；3-扩张板接口；4-显示器；5-上层探针；6-下层探针；7-铜片；8-换相器。具体实施方式以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。如图1-4所示，一种电机换相器片间短路测试系统，包括用于与换相器8相连的探针、用于检测探针电压高低的测试装置，测试装置包括主控芯片1及主控芯片1外围电路，主控芯片1外围电路包括测试电路及用于供电的供电电路，探针分为上层探针5、下层探针6；测试电路包括与上层探针5相连的上层探针5测试电路、与下层探针6相连的下层探针6测试电路；测试电路的数量与探针数量相对应以测试每一探针的电压。为了实现上层探针5的探测和控制，上层探针5测试电路的控制端PX与主控芯片1引脚相连，上层探针5测试电路的检测端与上测控针相连；上层探针5测试电路包括基极与控制端相连的第一三极管、与第一三极管集电极相连的开关管，检测端与开关管相连。实现上层探针5的探测和控制。为了便于判断上层探针5是否存在有效接触，上层探针5测试电路还包括限压电阻R1、保护电阻R2、上拉电阻R3，第一三极管为NPN三极管，第一三极管的基极通过限压电阻R1与控制端相连，第一三极管的集电极通过上拉电阻R3与电源相连，开关管为NMOS管，开关管的栅极与第一三极管的集电极相连，开关管的漏极通过上拉电阻R4与电源相连；控制端与漏极相连，开关管的源极接地。有助于实现对上层探针5接触是否良好的探测。为了实现下层探针6的探测和控制，下层探针6测试电路的控制端POUTX与主控芯片1引脚相连,下层探针6测试电路包括第二三极管、继电器，继电器一端与下层探针6相连，继电器的另一端接地，第二三极管的基极与控制端POUTX相连，第二三极管的集电极与继电器线圈相连。实现下层探针6的探测和控制。为了便于判断下层探针6是否存在有效接触，下层探针6测试电路还包括限压电阻R5、保护电阻R6、上拉电阻R7，第二三极管为NPN三极管，第二三极管的基极通过限压电阻R5与控制端POUTX相连，第二三极管的集电极通过上拉电阻R3与电源相连。有助于实现对下层探针6接触是否良好的探测。为了便于维护，主控芯片1通过扩张板接口3与外挂扩展板2相连，外挂扩展板2上设有下层探针6测试电路。便于扩展和维护更换，方便维修，降低了复杂性。为了实现系统设备的微型化，主控芯片1、上层探针5测试电路及与上层探针5测试电路相连的探针接口设于一PCB板上，探针接口与探针相配。实现主控制板的电路结构的微型化，便于实现检测设备的微型化。为了便于人机交互，测试系统还包括PLC、显示器4，主控芯片1通过通讯接口与PLC相连，PLC与显示器4相连。便于人机交互及操作控制。一种电机换相器片间短路测试系统的工作过程，包括以下步骤：1）准备工作，将探针分别插入探针接口中；2）检测探针是否接触良好：上层探针5测试电路的控制端PX输出高电平，第一三极管导通，NPN三极管集电极的电位被拉低，NMOS管不导通，NMOS管的漏极电位为高电平，上层探针5接高电平；下层探针6测试电路的控制端POUT输出低电平，第二三极管不导通，第二三极管的集电极电位为高电平，继电器K闭合，下层探针6接低电平；当上层探针5和下层探针6同时接触铜片7时，若上下层探针6均接触良好，则NMOS管的漏极的高电平被拉低，反之无变化；完成判定探针是否接触良好。3）检测换相器8任意两片间是否短路：下层探针6测试电路的控制端POUT输出高电平，NPN三极管导通，第二三极管的集电极电位为低电平，继电器K断开，即片间短路测试不考虑下层探针6；第一次测试：主控芯片1的一P口输出低电平，NPN三极管不导通，第一三极管集电极为高电平，即NMOS管导通，NMOS管漏极电位被拉低，对应上层探针5为低电平，其他上层探针5测试电路相连的P口输出高电平，即其他上层探针5均为高电平，若有探针与上层探针5短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变；第二次测试：主控芯片1的下一P口输出低电平，其他P口输出高电平，若有探针与上层探针5短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变。依次循环，即可检测出换相器8任意两片间是否短路；方便地实现了对探针是否接触良好的判定和换相器8任意两片间是否短路的检测，工作方法简单，操作方便。本实例中，主控芯片1采用STM32芯片，通讯接口采用485接口，显示器4采用HMI触摸屏。以上图1-4所示的一种电机换相器片间短路测试系统是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

权利要求：1.一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：包括用于与换相器（8）相连的探针、用于检测探针电压高低的测试装置，所述的测试装置包括主控芯片（1）及主控芯片（1）外围电路，所述的主控芯片（1）外围电路包括测试电路及用于供电的供电电路，所述的探针分为上层探针（5）、下层探针（6）；所述的测试电路包括与上层探针（5）相连的上层探针（5）测试电路、与下层探针（6）相连的下层探针（6）测试电路；测试电路的数量与探针数量相对应以测试每一探针的电压。2.根据权利要求1所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的上层探针（5）测试电路的控制端PX与主控芯片（1）引脚相连，上层探针（5）测试电路的检测端与上测控针相连；上层探针（5）测试电路包括基极与控制端相连的第一三极管、与第一三极管集电极相连的开关管，所述的检测端与开关管相连。3.根据权利要求2所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的上层探针（5）测试电路还包括限压电阻R1、保护电阻R2、上拉电阻R3，所述的第一三极管为NPN三极管，第一三极管的基极通过限压电阻R1与控制端相连，第一三极管的集电极通过上拉电阻R3与电源相连。4.根据权利要求3所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的开关管为NMOS管，开关管的栅极与第一三极管的集电极相连，开关管的漏极通过上拉电阻R4与电源相连；所述的控制端与漏极相连，开关管的源极接地。5.根据权利要求2所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的下层探针（6）测试电路的控制端POUTX与主控芯片（1）引脚相连,所述的下层探针（6）测试电路包括第二三极管、继电器，所述的继电器一端与下层探针（6）相连，继电器的另一端接地，第二三极管的基极与控制端POUTX相连，第二三极管的集电极与继电器线圈相连。6.根据权利要求5所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的下层探针（6）测试电路还包括限压电阻R5、保护电阻R6、上拉电阻R7，所述的第二三极管为NPN三极管，第二三极管的基极通过限压电阻R5与控制端POUTX相连，第二三极管的集电极通过上拉电阻R3与电源相连。7.根据权利要求1所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的主控芯片（1）通过扩张板接口（3）与外挂扩展板（2）相连，所述的外挂扩展板（2）上设有所述的下层探针（6）测试电路。8.根据权利要求7所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的主控芯片（1）、上层探针（5）测试电路及与上层探针（5）测试电路相连的探针接口设于一PCB板上，所述的探针接口与探针相配。9.根据权利要求8所述的一种电机换相器片间短路测试系统，其特征在于：所述的测试系统还包括PLC、显示器（4），所述的主控芯片（1）通过通讯接口与PLC相连，所述的PLC与显示器（4）相连。10.根据权利要求9所述的一种电机换相器片间短路测试系统的工作方法，其特征在于包括以下步骤：1）准备工作，将探针分别插入探针接口中；2）检测探针是否接触良好：上层探针（5）测试电路的控制端PX输出高电平，第一三极管导通，NPN三极管集电极的电位被拉低，NMOS管不导通，NMOS管的漏极电位为高电平，上层探针（5）接高电平；下层探针（6）测试电路的控制端POUT输出低电平，第二三极管不导通，第二三极管的集电极电位为高电平，继电器K闭合，下层探针（6）接低电平；当上层探针（5）和下层探针（6）同时接触铜片（7）时，若上下层探针（6）均接触良好，则NMOS管的漏极的高电平被拉低，反之无变化；完成判定探针是否接触良好；3）检测换相器（8）任意两片间是否短路：下层探针（6）测试电路的控制端POUT输出高电平，NPN三极管导通，第二三极管的集电极电位为低电平，继电器K断开，即片间短路测试不考虑下层探针（6）；第一次测试：主控芯片（1）的一P口输出低电平，NPN三极管不导通，第一三极管集电极为高电平，即NMOS管导通，NMOS管漏极电位被拉低，对应上层探针（5）为低电平，其他上层探针（5）测试电路相连的P口输出高电平，即其他上层探针（5）均为高电平，若有探针与上层探针（5）短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变；第二次测试：主控芯片（1）的下一P口输出低电平，其他P口输出高电平，若有探针与上层探针（5）短路，相应探针的电位被拉低，若无探针短路，即所有探针的电位保持不变；依次循环，即可检测出换相器（8）任意两片间是否短路。

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