旋变模型电路及测试方法与流程

1.本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种旋变模型电路及测试方法。


背景技术：

2.电机控制器在进行转速采样功能测试时，需要连接旋转变压器才能进行测试。在测试不同转速下精度时需要搭建电机台架，在强弱电交替的环境下进行测试的话，对测试的信号有很大干扰，影响测试结果的分析；而且，不同客户匹配的电机不同，旋变也不同，如变比、极对数等存在差异，为了满足测试需求需要购买实际电机，既耽误测试时间又浪费资源；此外，为保证电机控制器转速采样的可靠性，需要对旋变极限工况进行测试，如：输入输出相移偏大、输出反馈幅值不平衡、输出反馈存在大小波等，但是，目前实际旋变无法满足测试需求。
3.因此，如何在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器的及时、便捷、全面测试，以减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种旋变模型电路及测试方法，以在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器的及时、便捷、全面测试，从而减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
6.本发明实施例第一方面公开了一种旋变模型电路的测试方法，应用于所述旋变模型电路，所述方法包括：
7.获取电机的电气参数信号、工况参数信号和激励信号，所述电气参数信号包括极对数和变比，所述工况参数信号包括旋转方向和转速；
8.将所述电气参数信号和所述工况参数信号与所述激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
9.可选的，所述将所述电气参数信号和所述工况参数信号与所述激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，包括：
10.根据所述电气参数信号、所述工况参数信号计算得到位置角；
11.对所述激励信号和所述位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
12.可选的，所述根据所述电气参数信号、所述工况参数信号计算得到位置角，包括：
13.根据所述极对数和所述转速进行计算，得到第一位置角、第二位置角、第三位置角和第四位置角，所述第一位置角和所述第二位置角为正弦位置角，所述第二位置角由所述第一位置角变化第一预设角度得到，所述第三位置角和所述第四位置角为余弦位置角，所述第四位置角由所述第三位置角变化第二预设角度得到；
14.相应的，所述对所述激励信号和所述位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，包括：
15.将所述激励信号分别与所述第一位置角、所述第二位置角、所述第三位置角和所述第四位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的第一模拟信号、第二模拟信号、第三模拟信号和第四模拟信号；
16.基于所述第一模拟信号、所述第二模拟信号、所述第三模拟信号和所述第四模拟信号形成所述模拟信号。
17.本发明实施例第二方面公开了一种旋变模型电路，包括：微处理器和信号调理电路；
18.所述微处理器的电平输入端与所述信号调理电路的电平输出端电性连接；
19.所述信号调理电路产生电机的电气参数信号和工况参数信号，所述电气参数信号包括极对数和变比，所述工况参数信号包括旋转方向和转速；
20.所述微处理器接收所述电气参数信号、所述工况参数信号和激励信号，将所述电气参数信号和所述工况参数信号与所述激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
21.可选的，还包括：增益缩放调理电路；
22.所述增益缩放调理电路的激励信号输出端与所述微处理器的激励信号输入端电性连接，所述增益缩放调理电路的反馈信号输入端分别与所述微处理器的反馈信号输出端电性连接，所述增益缩放调理电路对接收到的激励输入信号进行调理后，将得到的激励信号输出至所述微处理器，以及接收所述微处理器输出的反馈信号，并对所述反馈信号进行调理，输出得到的模拟信号。
23.可选的，所述增益缩放调理电路为运放电路；所述运放电路包括：基准源模块和运算放大器；
24.所述基准源模块的输入端与电源模块的输出端电性连接，所述基准源模块的输出端与所述运算放大器的负输入端电性连接；
25.所述运算放大器的第一正输入端与电源模块的输出端电性连接，所述运算放大器的第二正输入端与所述微处理器的反馈信号输出端电性连接；
26.所述运算放大器将接收到的激励输入信号缩放后得到的激励信号输出至所述微处理器，并接收所述微处理器输出的反馈信号，对所述反馈信号进行调理，将得到的模拟信号输出。
27.可选的，还包括：电源模块；
28.所述电源模块的输入端与电池的输出端电性连接，所述电源模块的输出端分别与所述增益缩放调理电路、所述微处理器和所述信号调理电路的电源输入端电性连接，所述电源模块为所述增益缩放调理电路、所述微处理器和所述信号调理电路提供电源。
29.可选的，还包括：收发器；
30.所述微处理器通过can总线与所述收发器电性连接，所述收发器通过所述can总线与上位机电性连接；
31.所述收发器将所述上位机发送的工况参数信号和电气参数信号传输至所述微处理器，以及将所述微处理器输出的反馈信号传输至所述上位机。
32.可选的，所述信号调理电路包括：旋转方向配置信号调理电路、旋变极对数配置信号调理电路、旋变转速配置信号调理电路和旋变变比配置信号调理电路；
33.所述旋转方向配置信号调理电路根据外部开关状态输出旋转方向信号，并将所述旋转方向信号输入至所述微处理器；
34.所述旋变极对数配置信号调理电路根据所述外部开关状态输出极对数信号，并将所述极对数信号输入至所述微处理器；
35.所述旋变转速配置信号调理电路根据所述外部开关状态输出转速信号，并将所述转速信号输入至所述微处理器；
36.所述旋变变比配置信号调理电路根据所述外部开关状态输出变比信号，并将所述变比信号输入至所述微处理器。
37.可选的，所述信号调理电路，包括：开关k1和三极管电路；所述三极管电路包括：电阻r1、电阻r2、电阻r5和三极管；
38.所述开关k1的一端与所述电源模块的输出端电性连接，另一端通过所述电阻r1与所述三极管的第一级电性连接；
39.所述电阻r2并联在所述三极管的第一级和第二级之间，所述三极管的第二级接地；
40.所述电阻r5的一端与所述电源模块的输出端电性连接，另一端与所述三极管的第三级电性连接，所述电阻r5的另一端与所述三极管的第三级之间电性连接所述微处理器的电平输入端；
41.所述三极管电路根据开关k1状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将所述电气参数信号和所述工况参数信号输入至所述微处理器。
42.基于上述本发明实施例提供的一种旋变模型电路及测试方法，方法包括：获取电机的电气参数信号、工况参数信号和激励信号，电气参数信号包括极对数和变比，工况参数信号包括旋转方向和转速；将电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。在本方案中，通过软件配置获取电气参数信号、工况参数信号和激励信号，实现模拟各类型号旋变变压器输出特性，满足对所有型号旋转变压器测试，利用电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，从而保证在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器的及时、便捷、全面测试，进而减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求。
附图说明
43.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
44.图1(a)为本发明实施例提供的一种旋变模型电路的结构示意图；
45.图1(b)为本发明实施例提供的另一种旋变模型电路的结构示意图；
46.图1(c)为本发明实施例提供的又一种旋变模型电路的结构示意图；
47.图1(d)为本发明实施例提供的再一种旋变模型电路的结构示意图；
48.图2为本发明实施例提供的一种增益缩放调理电路的结构示意图；
49.图3为本发明实施例提供的另外一种旋变模型电路的结构示意图；
50.图4为本发明实施例提供的一种信号调理电路的结构示意图；
51.图5为本发明实施例提供的一种旋变模型电路的测试方法的流程示意图；
52.图6为本发明实施例提供的一种运算处理的流程示意图；
53.图7为本发明实施例提供的另一种旋变模型电路的测试方法的流程示意图；
54.图8为本发明实施例提供的又一种旋变模型电路的测试方法的流程示意图。
具体实施方式
55.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做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。
56.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.由背景技术可知，现有的旋变电路需要连接旋转变压器才能进行测试，而且，测试过程中需要借助实物及其搭建电机台架，容易耽误测试时间，同时又浪费资源，无法满足测试需求。
58.因此，本发明实施例提供一种旋变模型电路及测试方法，在本方案中，通过软件配置获取电气参数信号、工况参数信号和激励信号，实现模拟各类型号旋变变压器输出特性，满足对所有型号旋转变压器测试，利用电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，从而保证在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器的及时、便捷、全面测试，进而减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求。
59.如图1(a)所示，为本发明实施例提供的一种旋变模型电路的结构示意图，该旋变模型电路1，包括：微处理器14和信号调理电路15。
60.在本发明实施例中，微处理器14和信号调理电路15之间电性连接。
61.具体的，微处理器14的电平输入端与信号调理电路15的电平输出端电性连接。
62.需要说明的是，电平输入端、电平输出端可以是一个或多个端口。
63.在具体实现中，信号调理电路15产生电机的电气参数信号和工况参数信号。
64.其中，电气参数信号包括极对数和变比。
65.工况参数信号包括旋转方向和转速。
66.电气参数信号和工况参数信号可表示为di。
67.微处理器14接收电气参数信号、工况参数信号和激励信号，将电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
68.实际中，微处理器14接收电气参数信号、工况参数信号和激励信号，根据电气参数
信号和工况参数信号计算得到位置角，并对激励信号和位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
69.在一些实施例中，微处理器14得到位置角后，将位置角经数模转换模块处理后，将得到的反馈信号输出。
70.实际应用中，信号调理电路15根据外部开关状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将电气参数信号和工况参数信号输入至微处理器14。
71.其中，电气参数信号和工况参数信号由信号调理电路15根据旋变变压器型号产生，指的是电机信息信号，由信号调理电路15输出后输入至微处理器14。
72.激励信号由增益缩放调理电路将接收到的电机输入的激励输入信号缩放后得到，并由增益缩放调理电路输出至微处理器14。
73.需要说明的是，旋转变压器是用于检测电机转速的装置。
74.电气参数信号和工况参数信号也可以由收发器根据旋变变压器型号产生，并由收发器输入至微处理器14。
75.结合图1(a)，如图1(b)所示，为本发明实施例提供的另一种旋变模型电路的结构示意图，该旋变模型电路1，还包括：增益缩放调理电路12。
76.在本发明实施例中，增益缩放调理电路12通过微处理器14与信号调理电路15电性连接。
77.在具体实现中，增益缩放调理电路12的激励信号输出端与微处理器14的激励信号输入端电性连接，增益缩放调理电路12的反馈信号输入端与微处理器14的反馈信号输出端电性连接。
78.增益缩放调理电路12对接收到的激励输入信号进行调理后，将得到的激励信号输出至微处理器，以及接收微处理器输出的反馈信号，并对反馈信号进行调理，输出得到的模拟信号。
79.其中，反馈信号由位置角经微处理器14的数模转换模块处理后得到。
80.需要说明的是，激励信号输出端、激励信号输入端、反馈信号输入端、反馈信号输出端可以是一个或多个端口。
81.实际应用中，增益缩放调理电路12还设置激励信号输入端和模拟信号输出端。
82.激励信号输入端用于接收激励输入信号。
83.激励信号输出端用于将激励输入信号缩放后得到的激励信号输出至微处理器14。
84.模拟信号输出端用于输出用于表征电机工作状态的模拟信号。
85.需要说明的是，模拟信号输出端可以是一个或多个端口。
86.在本发明实施例中，增益缩放调理电路12可以通过激励信号输入端接收激励输入信号r1和r2，对激励输入信号r1和r2进行缩放后，得到激励信号exc+和exc-，通过激励信号输出端将激励信号exc+和exc-输入至微处理器14。
87.增益缩放调理电路12可以通过反馈信号输入端接收来自微处理器14输出的反馈信号，对反馈信号进行增益处理后，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，通过模拟信号输出端输出模拟信号。
88.其中，反馈信号包括cos+信号、cos-信号、sin+信号以及sin-信号。
89.模拟信号为反馈cos+、cos-、sin+、sin-的信号，包括s1信号、s2信号、s3信号、s4信
号。
90.换而言之，将激励输入信号r1、r2通过增益缩放调理电路12缩放后发送到微处理器14，从而满足微处理器14对输入电压范围要求；增益缩放调理电路12还可将微处理器14运算输出的sin+信号、sin-信号、cos+信号、cos-信号通过放大以及增加偏置得到真实旋变输出特性。
91.实际应用中，增益缩放调理电路12将差分信号转换为单端信号、缩放信号以及增加偏置以满足微处理器输入电压范围要求。
92.优选的，在一些实施例中，增益缩放调理电路12为运放电路，也就是说，增益缩放调理电路12可以通过分立运放电路搭建而成，具体如图2所示，其中，该增益缩放调理电路12(运放电路)包括：基准源模块121和运算放大器122。
93.具体的，基准源模块121的输入端与电源模块11的输出端电性连接，基准源模块121的输出端与运算放大器122的负输入端电性连接。
94.运算放大器122的第一正输入端与电源模块11的输出端电性连接，运算放大器122的第二正输入端与微处理器14的反馈信号输出端电性连接。
95.其中，基准源模块121指的是提供一个稳定、标准的电压源。
96.需要说明的是，运算放大器122内部的一端接地，另一端连接电源模块11。
97.在具体实现中，运算放大器122将接收到的激励输入信号缩放后得到的激励信号输出至微处理器14，并接收微处理器14输出的反馈信号，对反馈信号进行调理，将得到的模拟信号输出。
98.详细地说，运算放大器122通过第二正输入端接收激励输入信号r1和r2，对激励输入信号r1和r2进行缩放后，得到激励信号exc+和exc-，通过输出端将激励信号exc+和exc-输入至微处理器14。
99.运算放大器122通过第二正输入端接收来自微处理器14输出的反馈信号cos+、cos-、sin+、sin-，对反馈信号进行调理，得到模拟信号s1、s2、s3、s4，通过输出端输出模拟信号。
100.优选的，在一些实施例中，运放电路为运算芯片。也就是说，运放电路可以通过运算芯片搭建而成。
101.结合图1(a)和图1(b)，如图1(c)所示，为本发明实施例提供的又一种旋变模型电路的结构示意图，该旋变模型电路1，还包括：电源模块11。
102.具体的，电源模块11分别与增益缩放调理电路12、微处理器14和信号调理电路15之间电性连接。
103.在具体实现中，电源模块11的输入端与电池的输出端电性连接，电源模块11的输出端分别与增益缩放调理电路12、微处理器14和信号调理电路15的电源输入端电性连接。
104.电源模块11为增益缩放调理电路12、微处理器14和信号调理电路15提供电源。
105.实际应用中，电源模块11的输入端分别与电池的正极和负极电性连接，电源模块11接收电池输出的电池电能，并将电池电能输入至增益缩放调理电路12、微处理器14和信号调理电路15，从而为增益缩放调理电路12、微处理器14和信号调理电路15提供电源，具体为增益缩放调理电路12提供vcc3，为微处理器14提供vcc2、为信号调理电路15提供vcc1。
106.优选的，在一些实施例中，电源模块11为反激电源、线性稳压器(low drop out，
ldo)及sbc(系统基础芯片，system basis chip)电源中的至少一种。
107.也就是说，电源模块11可通过反激电源、线性稳压器ldo以及sbc电源实现。
108.其中，反激电源指的是使用反激高频变压器隔离输入输出回路的电源，其有三种工作模式：连续模式、非连续模式以及临界模式。
109.线性稳压器能工作在很小的输入输出压差下。
110.结合图1(a)、图1(b)和图1(c)，如图1(d)所示，为本发明实施例提供的再一种旋变模型电路的结构示意图，该旋变模型电路1，还包括：收发器13。
111.在本发明实施例中，电源模块11、增益缩放调理电路12、收发器13、微处理器14和信号调理电路15之间电性连接。
112.上位机通过收发器13与微处理器14电性连接。
113.在具体实现中，微处理器14通过can总线与收发器13电性连接，收发器13通过can总线与上位机电性连接。
114.需要说明的是，can总线可以是一条或多条can总线。
115.实际应用中，微处理14通过收发器13与上位机电性连接，具体的，微处理器14的can通讯端与收发器13的can通讯端电性连接，收发器13的can通讯端与上位机的can通讯端电性连接。
116.在本发明实施例中，上位机将发送的电气参数信号和工况参数信号通过can通讯端传输至收发器13的can通讯端，由收发器13的can通讯端将电气参数信号和工况参数信号传输至微处理器14。
117.收发器13的can通讯端将微处理器14输出的反馈信号sin+、sin-、cos+和cos-传输至上位机。
118.优选的，在一实施例中，收发器产生电气参数信号和工况参数信号，通过can通讯端将电气参数信号和工况参数信号传输至微处理器14。
119.优选的，在另一实施例中，上位机输出总线信号canh和canl，通过can通讯端将总线信号canh和canl输出至收发器13的can通讯端，由收发器13的can通讯端将总线信号canh和canl传输至微处理器14。
120.需要说明的是，微处理器14接收到经收发器13传输的上位机发送的电气参数信号和工况参数信号后，根据配置数据改变电气参数信号和工况参数信号，得到反馈信号sin+、sin-、cos+和cos-，将反馈信号sin+、sin-、cos+和cos-输出至收发器13，由收发器13将微处理器14输出的反馈信号发送至上位机。
121.可选的，在本发明实施例中，上位机可替换为开关面板，通过开关面板根据具体旋变变压器型号对旋变模型电路参数进行配置，得到开关面板的输出信号，并将输出信号输入至收发器13，从而经由收发器13发送至微处理器14。
122.优选的，在一些实施例中，收发器13为can收发器。
123.优选的，在一些实施例中，can收发器为can芯片。也就是说，can收发器可用集成can芯片实现。
124.结合图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)，如图3所示，为本发明实施例提供的另外一种旋变模型电路的结构示意图，其中，信号调理电路15包括：旋转方向配置信号调理电路151、旋变极对数配置信号调理电路152、旋变转速配置信号调理电路153和旋变变比配置信
号调理电路154。
125.具体的，旋转方向配置信号调理电路151的电源输入端与电源模块11的输出端电性连接，旋转方向配置信号调理电路151的电平输出端与微处理器14的电平输入端电性连接。
126.实际应用中，电源模块11为旋转方向配置信号调理电路151提供vcc1。
127.在具体实现中，旋转方向配置信号调理电路151根据外部开关状态输出旋转方向信号，并将旋转方向信号输入至微处理器14。
128.实际应用中，旋转方向配置信号调理电路151通过外部开关控制产生io数字信号，具体产生di(digital input，数字输入信号)1，并发送到微处理器14。
129.其中，io数字信号为旋转方向信号。
130.可选的，在一些实施例中，高电平代表正转，低电平代表反转。
131.具体的，旋变极对数配置信号调理电路152的电源输入端与电源模块11的输出端电性连接，旋变极对数配置信号调理电路152的电平输出端与微处理器14的电平输入端电性连接。
132.实际应用中，电源模块11为旋变极对数配置信号调理电路152提供vcc1。
133.在具体实现中，旋变极对数配置信号调理电路152根据外部开关状态输出极对数信号，并将极对数信号输入至微处理器14。
134.实际应用中，旋变极对数配置信号调理电路152通过外部开关控制产生io数字信号，具体产生数字输入信号di2，并发送到微处理器14。
135.其中，io数字信号为极对数信号。
136.可选的，在一些实施例中，高电平代表4对极，低电平代表6对极。
137.需要说明的是，若需要更多极对数信息，可再增加若干个该旋变极对数配置信号调理电路152即可。
138.具体的，旋变转速配置信号调理电路153的电源输入端与电源模块11的输出端电性连接，旋变转速配置信号调理电路153的电平输出端与微处理器14的电平输入端电性连接。
139.实际应用中，电源模块11为旋变转速配置信号调理电路153提供vcc1。
140.在具体实现中，旋变转速配置信号调理电路153根据外部开关状态输出转速信号，并将转速信号输入至微处理器14。
141.实际应用中，旋变转速配置信号调理电路153通过外部开关控制产生io数字信号，具体产生数字输入信号di3，并发送到微处理器14。
142.其中，io数字信号为转速信号。
143.可选的，在一些实施例中，高电平代表0rpm，低电平代表1000rpm对极。
144.需要说明的是，若需要更多转速信息，可再增加若干个该旋变极对数配置信号调理电路153即可。
145.具体的，旋变变比配置信号调理电路154的电源输入端与电源模块11的输出端电性连接，旋变变比配置信号调理电路154的电平输出端与微处理器11的电平输入端电性连接。
146.实际应用中，电源模块11为旋变变比配置信号调理电路154提供vcc1。
147.在具体实现中，旋变变比配置信号调理电路154根据外部开关状态输出变比信号，并将变比信号输入至微处理器14。
148.实际应用中，旋变变比配置信号调理电路154通过外部开关控制产生io数字信号，具体产生数字输入信号di4，并发送到微处理器14。
149.其中，io数字信号为变比信号。
150.可选的，在一些实施例中，高电平代表0.286，低电平代表0.5。
151.需要说明的是，若需要更多变比信息，可再增加若干个该旋变变比配置信号调理电路154即可。
152.优选的，在一些实施例中，信号调理电路15可以通过开关k1和三级管电路实现，具体如图4所示，其中，三极管电路包括：电阻r1、电阻r2、电阻r5和三极管。
153.具体的，开关k1的一端与电源模块11的输出端电性连接，另一端通过电阻r1与三极管的第一级电性连接。
154.其中，三极管的第一级可以是基级(b)。
155.电阻r2并联在三极管的第一级和第二级之间，三极管的第二级接地。
156.其中，三极管的第二级可以是发射极(e)。
157.电阻r5的一端与电源模块11的输出端电性连接，另一端与三极管的第三级电性连接，电阻r5的另一端与三极管的第三级之间电性连接微处理器14的电平输入端。
158.其中，三极管的第三级可以是集电极(c)。
159.在具体实现中，三极管电路根据开关k1状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将电气参数信号和工况参数信号输入至微处理器14。
160.优选的，在一些实施例中，三极管电路为数字芯片。也就是说，三极管电路可以通过数字芯片实现。
161.优选的，在一些实施例中，旋转方向配置信号调理电路151、旋变极对数配置信号调理电路152、旋变转速配置信号调理电路153以及旋变变比配置信号调理电路154也可以通过开关k1和三级管电路实现，其具体的原理和执行过程与上述信号调理电路15的原理和执行过程相同，具体可参见图4，这里不再进行赘述。
162.由上述说明内容可知，实际中，微处理14可通过以下方式得到用于表征电机工作状态的模拟信号，以实现对旋变模型电路参数的配置。
163.首先，微处理器14接收旋转方向配置信号调理电路151、旋变极对数配置信号调理电路152、旋变转速配置信号调理电路153、旋变变比配置信号调理电路154输出的工况参数信号di1、di3和电气参数信号di2、di4，以及增益缩放调理电路12输出的激励信号exc+、exc-。或者说，当微处理器14接收到上位机下发的旋变模型电路参数配置指令时，微处理器14接收收发器13输出的工况参数信号di1、di3和电气参数信号di2、di4，以及增益缩放调理电路12输出的激励信号exc+、exc-。
164.然后，微处理器14对电气参数信号和工况参数信号进行内部运算处理，得到位置角。
165.实际应用中，根据转速和极对数进行计算，得到第一位置角、第二位置角、第三位置角和第四位置角。
166.其中，第一位置角表示为sin(θ)，第二位置角表示为sin(θ+预设角度)、第三位置
角表示为cos(θ)、第四位置角表示为cos(θ+预设角度)。
167.第二位置角由第一位置角变化第一预设角度得到，第四位置角由第三位置角变化第二预设角度得到。
168.需要说明的是，第一预设角度和第二预设角度的取值可相同或不同，具体可根据旋变模型电路实际情况而定，均在本技术保护范围之内。
169.优选的，在一些实施例中，第一预设角度或第二预设角度可以为180
°
。
170.具体运算过程如下：
171.t*g*sin(wt)*sin(θ)，
172.t*g*sin(wt)*sin(θ+第一预设角度)，
173.t*g*sin(wt)*cos(θ)，
174.t*g*sin(wt)*cos(θ+第二预设角度)，
175.其中，t、g、θ是由旋转方向配置信号调理电路151、旋变极对数配置信号调理电路152、旋变转速配置信号调理电路153、旋变变比配置信号调理电路154输出的电气参数信号和工况参数信号确定；或者说，t、g、θ是由收发器13输出的电气参数信号和工况参数信号确定。
176.接着，微处理器14将位置角经数模转换模块处理后得到的反馈信号输入至增益缩放调理电路12，也就是说，微处理器14将位置角经数模转换模块处理后得到的反馈信号sin+、sin-、cos+、cos-输出。
177.基于上述说明内容，可以理解的是，旋变模型电路是通过设计硬件电路模拟实际旋转变压器的输入输出特性，通过软件配置实现对旋变参数(变比、极对数)、旋变状态(转速、旋转方向)及其旋变异常故障(相移偏大、大小波、幅值不平衡)进行控制，从而保证不需借助实物及其搭建电机台架即可实现对旋变电路便捷、全面测试。
178.通过设计上述的旋变模型电路，取代实际旋转变压器，从而方便测试电机控制器转速采样电路；而且，通过开关面板或上位机配置旋变模型电路参数，从而实现模拟各类型号旋变变压器的输出特性，满足对所有型号旋转变压器测试；此外，通过can通讯向旋变模型电路注入故障，从而方便测试电机控制器对旋变变压器的极限输出特性适应性。
179.基于本发明实施例提供的一种旋变模型电路，该旋变模型电路中，将电源模块、增益缩放调理电路、收发器、微处理器和信号调理电路对应电性连接在一起，微处理器根据接收到的电气参数信号和工况参数信号进行位置角计算后，将得到的位置角经数模转换模块处理后得到反馈信号，并输出至增益缩放调理电路，使增益缩放调理电路对反馈信号和激励信号进行增益处理，输出得到的用于表征电机工作状态的模拟信号，从而保证在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器的及时、便捷、全面测试，进而减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求。
180.与上述本发明实施例示出的旋变模型电路相对应，本发明实施例还对应提供了一种旋变模型电路的测试方法，其应用于如上述任一实施例所述的旋变模型电路，该旋变模型电路的具体结构和工作原理均可以参见上述实施例，此处不再一一赘述。
181.如图5所示，该旋变模型电路的测试方法包括以下步骤：
182.步骤s501：获取电机的电气参数信号、工况参数信号和激励信号。
183.在步骤s501中，电气参数信号包括极对数和变比。
184.工况参数信号包括旋转方向和转速。
185.在具体实现步骤s501的过程中，旋变模型电路中的信号调理电路产生电机的电气参数信号和工况参数信号，或者，旋变模型电路中的收发器产生电机的电气参数信号和工况参数信号，旋变模型电路中的微处理器获取电机的电气参数信号、工况参数信号和激励信号。
186.步骤s502：将电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
187.在具体实现步骤s503的过程中，微处理器根据预设运算处理方式，将电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
188.优选的，在一些实施例中，执行步骤s502将电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号的过程可如图6所示，包括：
189.步骤s601：根据电气参数信号、工况参数信号计算得到位置角。
190.步骤s602：对激励信号和位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。
191.优选的，执行步骤s601根据电气参数信号、工况参数信号计算得到位置角，以及执行步骤s602对激励信号和位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号的过程，包括：
192.步骤s11：根据极对数和转速进行计算，得到第一位置角、第二位置角、第三位置角和第四位置角。
193.在步骤s11中，第一位置角和第二位置角为正弦位置角，其中，第二位置角由第一位置角变化第一预设角度得到。
194.第三位置角和第四位置角为余弦位置角，其中，第四位置角由第三位置角变化第二预设角度得到。
195.需要说明的是，第一预设角度和第二预设角度的取值可相同或不同，具体可根据旋变模型电路实际情况而定，均在本技术保护范围之内。
196.优选的，在一些实施例中，第一预设角度或第二预设角度可以为180
°
。
197.步骤s12：将激励信号分别与第一位置角、第二位置角、第三位置角和第四位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的第一模拟信号、第二模拟信号、第三模拟信号和第四模拟信号。
198.实际应用中，第一位置角为sin(θ)，具体计算方式可如下公式(1)所示：
199.t*g*sin(wt)*sin(θ)，(1)，
200.其中，sin(wt)为激励信号；t、g为增益系数；t、g、θ是由旋转方向配置信号调理电路、旋变极对数配置信号调理电路、旋变转速配置信号调理电路、旋变变比配置信号调理电路输出的电气参数信号和工况参数信号确定，或者说，t、g、θ是由收发器传输的电气参数信号和工况参数信号确定。
201.第二位置角为sin(θ+180
°
)，具体计算方式可如下公式(2)所示：
202.t*g*sin(wt)*sin(θ+180
°
)，(2)。
203.第三位置角为cos(θ)，具体计算方式可如下公式(3)所示：
204.t*g*sin(wt)*cos(θ)，(3)。
205.第四位置角为cos(θ+180
°
)，具体计算方式可如下公式(4)所示：
206.t*g*sin(wt)*cos(θ+180
°
)，(4)。
207.步骤s13：基于第一模拟信号、第二模拟信号、第三模拟信号和第四模拟信号形成模拟信号。
208.进一步地，基于上述说明的旋变模型电路和旋变模型电路的测试方法，如图7所示，为本发明实施例提供的另一种旋变模型电路的测试方法，该旋变模型电路的测试方法包括以下步骤：
209.步骤s701：增益缩放调理电路将接收到的激励输入信号缩放后得到的激励信号输入至微处理器。
210.在具体实现步骤s701的过程中，增益缩放调理电路接收激励输入信号r1、r2，将激励输入信号r1、r2进行缩放，得到激励信号exc+、exc-，将激励信号exc+、exc-输入至微处理器。
211.步骤s702：信号调理电路根据外部开关状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将电气参数信号和工况参数信号输入至微处理器。
212.在步骤s702中，电气参数信号和工况参数信号由信号调理电路根据旋变变压器型号产生。
213.在具体实现步骤s702的过程中，信号调理电路根据旋变变压器型号对信号调理电路的输出信号进行配置，得到电气参数信号和工况参数信号，实际中，信号调理电路根据外部开关状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将电气参数信号和工况参数信号输入至微处理器。
214.优选的，在一些实施例中，信号调理电路包括：旋转方向配置信号调理电路、旋变极对数配置信号调理电路、旋变转速配置信号调理电路和旋变变比配置信号调理电路，执行步骤s702信号调理电路根据外部开关状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将电气参数信号和工况参数信号输入至微处理器的过程，可以包括：
215.步骤s51：旋转方向配置信号调理电路根据外部开关状态输出旋转方向信号，并将旋转方向信号输入至微处理器。
216.步骤s52：旋变极对数配置信号调理电路根据外部开关状态输出极对数信号，并将极对数信号输入至微处理器。
217.步骤s53：旋变转速配置信号调理电路根据外部开关状态输出转速信号，并将转速信号输入至微处理器。
218.步骤s54：旋变变比配置信号调理电路根据外部开关状态输出变比信号，并将变比信号输入至微处理器。
219.步骤s703：微处理器对电气参数信号和工况参数信号进行位置角计算，得到位置角。
220.在具体实现步骤s703的过程中，微处理器接收信号调理电路输出的电气参数信号、工况参数信号以及增益缩放调理电路输出的激励信号，对电气参数信号和工况参数信号进行内部运算，得到位置角。
221.实际应用中，微处理器接收旋转方向配置信号调理电路、旋变极对数配置信号调理电路、旋变转速配置信号调理电路、旋变变比配置信号调理电路输出的电气参数信号di2
及di4、工况参数信号di1及di3和增益缩放调理电路输出的激励信号exc+、exc-，然后，对电气参数信号和工况参数信号进行内部运算，得到相应的位置角。
222.具体内部运算过程可如上述公式(1)、公式(2)、公式(3)和公式(4)所示。
223.步骤s704：微处理器将位置角经数模转换模块处理后得到的第一反馈信号输入至增益缩放调理电路。
224.在具体实现步骤s704的过程中，微处理器将位置角输入至数模转换模块，由数模转换模块处理后得到第一反馈信号，微处理器将第一反馈信号输入至增益缩放调理电路。
225.也就是说，将微处理器将位置角经数模转换模块处理后得到的sin+、sin-、cos+、cos-信号输出。
226.步骤s705：增益缩放调理电路对第一反馈信号进行增益缩放调理，将得到的用于表征电机工作状态的模拟信号输出。
227.在具体实现步骤s705的过程中，增益缩放调理电路对第一反馈信号进行增益缩放调理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，并输出用于表征电机工作状态的模拟信号，也就是说，输出反馈sin+、sin-、cos+、cos-的信号s1、s2、s3、s4。
228.进一步地，基于上述说明的旋变模型电路和旋变模型电路的测试方法，如图8所示，为本发明实施例提供的又一种旋变模型电路的测试方法，该旋变模型电路的测试方法包括以下步骤：
229.步骤s801：增益缩放调理电路将接收到的激励输入信号缩放后得到的激励信号输入至微处理器。
230.需要说明的是，上述步骤s801的执行原理和过程与图7中公开的步骤s701的执行原理和过程相同，可参见，这里不再赘述。
231.步骤s802：上位机传输工况参数信号和电气参数信号，通过收发器将工况参数信号和电气参数信号输入至微处理器。
232.在步骤s802中，工况参数信号和电气参数信号是信号调理电路通过上位机根据旋变变压器型号产生。
233.在具体实现步骤s802的过程中，上位机根据旋变变压器型号对旋变模型电路参数进行配置，得到工况参数信号和电气参数信号，实际中，上位机输出工况参数信号和电气参数信号，并将工况参数信号和电气参数信号输入至收发器，由收发器将工况参数信号和电气参数信号输入至微处理器。
234.步骤s803：当微处理器接收到上位机下发的旋变模型电路参数配置指令时，对工况参数信号和电气参数信号进行位置角计算，得到位置角。
235.在具体实现步骤s803的过程中，当微处理器接收到上位机下发的旋变模型电路参数配置指令时，微处理器接收增益缩放调理电路输出的激励信号exc+、exc-以及收发器传输的工况参数信号及电气参数信号，对工况参数信号和电气参数信号进行内部运算，得到相应的位置角。
236.具体内部运算过程可如上述公式(1)、公式(2)、公式(3)和公式(4)所示。
237.步骤s804：微处理器将位置角经数模转换模块处理后得到的第二反馈信号输入至增益缩放调理电路。
238.在具体实现步骤s804的过程中，微处理器将位置角输入至数模转换模块，由数模
转换模块处理后得到第二反馈信号，微处理器将第二反馈信号输入至增益缩放调理电路。
239.也就是说，将微处理器将位置角经数模转换模块处理后得到的sin+、sin-、cos+、cos-信号输出。
240.步骤s805：增益缩放调理电路对第二反馈信号进行增益缩放调理，将得到的用于表征电机工作状态的模拟信号输出。
241.在具体实现步骤s805的过程中，增益缩放调理电路对第二反馈信号进行增益缩放调理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，并输出用于表征电机工作状态的模拟信号，也就是说，输出反馈sin+、sin-、cos+、cos-的信号s1、s2、s3、s4。
242.基于本发明实施例提供的一种旋变模型电路的测试方法，通过软件配置获取电气参数信号、工况参数信号和激励信号，实现模拟各类型号旋变变压器输出特性，满足对所有型号旋转变压器测试，利用电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到表征电机工作状态的模拟信号，从而保证在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器的及时、便捷、全面测试，进而减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求。
243.通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本技术可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccess memory，ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
244.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
245.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
246.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种旋变模型电路的测试方法，其特征在于，应用于所述旋变模型电路，所述方法包括：获取电机的电气参数信号、工况参数信号和激励信号，所述电气参数信号包括极对数和变比，所述工况参数信号包括旋转方向和转速；将所述电气参数信号和所述工况参数信号与所述激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述电气参数信号和所述工况参数信号与所述激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，包括：根据所述电气参数信号、所述工况参数信号计算得到位置角；对所述激励信号和所述位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电气参数信号、所述工况参数信号计算得到位置角，包括：根据所述极对数和所述转速进行计算，得到第一位置角、第二位置角、第三位置角和第四位置角，所述第一位置角和所述第二位置角为正弦位置角，所述第二位置角由所述第一位置角变化第一预设角度得到，所述第三位置角和所述第四位置角为余弦位置角，所述第四位置角由所述第三位置角变化第二预设角度得到；相应的，所述对所述激励信号和所述位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，包括：将所述激励信号分别与所述第一位置角、所述第二位置角、所述第三位置角和所述第四位置角进行增益处理，得到用于表征电机工作状态的第一模拟信号、第二模拟信号、第三模拟信号和第四模拟信号；基于所述第一模拟信号、所述第二模拟信号、所述第三模拟信号和所述第四模拟信号形成所述模拟信号。4.一种旋变模型电路，其特征在于，包括：微处理器和信号调理电路；所述微处理器的电平输入端与所述信号调理电路的电平输出端电性连接；所述信号调理电路产生电机的电气参数信号和工况参数信号，所述电气参数信号包括极对数和变比，所述工况参数信号包括旋转方向和转速；所述微处理器接收所述电气参数信号、所述工况参数信号和激励信号，将所述电气参数信号和所述工况参数信号与所述激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。5.根据权利要求4所述的旋变模型电路，其特征在于，还包括：增益缩放调理电路；所述增益缩放调理电路的激励信号输出端与所述微处理器的激励信号输入端电性连接，所述增益缩放调理电路的反馈信号输入端与所述微处理器的反馈信号输出端电性连接，所述增益缩放调理电路对接收到的激励输入信号进行调理后，将得到的激励信号输出至所述微处理器，以及接收所述微处理器输出的反馈信号，并对所述反馈信号进行调理，输出得到的模拟信号。6.根据权利要求5所述的旋变模型电路，其特征在于，所述增益缩放调理电路为运放电路；所述运放电路包括：基准源模块和运算放大器；
所述基准源模块的输入端与电源模块的输出端电性连接，所述基准源模块的输出端与所述运算放大器的负输入端电性连接；所述运算放大器的第一正输入端与电源模块的输出端电性连接，所述运算放大器的第二正输入端与所述微处理器的反馈信号输出端电性连接；所述运算放大器将接收到的激励输入信号缩放后得到的激励信号输出至所述微处理器，并接收所述微处理器输出的反馈信号，对所述反馈信号进行调理，将得到的模拟信号输出。7.根据权利要求5或6所述的旋变模型电路，其特征在于，还包括：电源模块；所述电源模块的输入端与电池的输出端电性连接，所述电源模块的输出端分别与所述增益缩放调理电路、所述微处理器和所述信号调理电路的电源输入端电性连接，所述电源模块为所述增益缩放调理电路、所述微处理器和所述信号调理电路提供电源。8.根据权利要求4所述的旋变模型电路，其特征在于，还包括：收发器；所述微处理器通过can总线与所述收发器电性连接，所述收发器通过所述can总线与上位机电性连接；所述收发器将所述上位机发送的工况参数信号和电气参数信号传输至所述微处理器，以及将所述微处理器输出的反馈信号传输至所述上位机。9.根据权利要求4所述的旋变模型电路，其特征在于，所述信号调理电路包括：旋转方向配置信号调理电路、旋变极对数配置信号调理电路、旋变转速配置信号调理电路和旋变变比配置信号调理电路；所述旋转方向配置信号调理电路根据外部开关状态输出旋转方向信号，并将所述旋转方向信号输入至所述微处理器；所述旋变极对数配置信号调理电路根据所述外部开关状态输出极对数信号，并将所述极对数信号输入至所述微处理器；所述旋变转速配置信号调理电路根据所述外部开关状态输出转速信号，并将所述转速信号输入至所述微处理器；所述旋变变比配置信号调理电路根据所述外部开关状态输出变比信号，并将所述变比信号输入至所述微处理器。10.根据权利要求4所述的旋变模型电路，其特征在于，所述信号调理电路，包括：开关k1和三极管电路；所述三极管电路包括：电阻r1、电阻r2、电阻r5和三极管；所述开关k1的一端与所述电源模块的输出端电性连接，另一端通过所述电阻r1与所述三极管的第一级电性连接；所述电阻r2并联在所述三极管的第一级和第二级之间，所述三极管的第二级接地；所述电阻r5的一端与所述电源模块的输出端电性连接，另一端与所述三极管的第三级电性连接，所述电阻r5的另一端与所述三极管的第三级之间电性连接所述微处理器的电平输入端；所述三极管电路根据开关k1状态输出电气参数信号和工况参数信号，并将所述电气参数信号和所述工况参数信号输入至所述微处理器。

技术总结
本发明提供一种旋变模型电路及测试方法，该方法中，获取电机的电气参数信号、工况参数信号和激励信号；将电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号。在本方案中，通过软件配置获取电气参数信号、工况参数信号和激励信号，实现模拟各类型号旋变变压器输出特性，满足对所有型号旋转变压器测试，利用电气参数信号和工况参数信号与激励信号进行运算处理，得到用于表征电机工作状态的模拟信号，从而保证在不借助实物及其搭建电机台架的前提下，实现对电机控制器旋变电路的及时、便捷、全面测试，进而减少测试准备时间，避免资源浪费，满足测试需求。试需求。试需求。


技术研发人员：陈超 于安博 李韦豪
受保护的技术使用者：合肥阳光电动力科技有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/15