[发明专利]一种电机驱动系统本体类功能安全测试装置

权利要求书

1.一种电机驱动系统功能安全测试装置，其特征在于：包括电机驱动系统、实时仿真平台、故障注入单元、实时数据采集与监控单元；

实时仿真平台与故障注入单元连接，电机驱动系统分别与故障注入单元、实时数据采集与监控单元连接；

测试装置用于提供电机驱动控制系统的正常运行工况和模拟故障工况；

所述电机驱动系统包括驱动电机、电机控制器、高低压线束及配套通讯器件，利用电机模拟器代替驱动电机，用于模拟驱动电机的三相负载，配置电机模拟器的参数使其与实际驱动电机对应参数保持一致；

三相模拟负载相电阻参数和相电感参数可独立可调；

实时仿真平台包括上位机硬件与仿真软件，其中上位机硬件用于通讯信号采集和模拟控制系统部件；仿真软件用于电机控制系统中功率电路、电机模型、控制策略、故障模型的仿真模型搭建；

所述故障注入单元包括虚拟与实物两个部分，其中虚拟部分为实时仿真平台中的仿真故障模型；实物部分为模拟部分故障类型所需的外加电路，通过外加电路所模拟的电信号实现各部件各类故障的故障注入、信号转换功能；

测试方法包括：

基于控制器端及故障注入单元的电机本体类故障注入测试方法，通过电机驱动系统功能安全测试装置进行电机本体类故障注入测试，并检查样机状态并记录转矩指令、输出转速、输出转矩、电机温度、三相电流值及报警信息；

电机本体类故障注入类型包括本体过温与冷却异常、过电流、三相匝间绕组故障、转子失磁、绝缘异常、电机轴卡滞，具体测试方法包括：

电机本体过温与冷却异常测试方法：通过设定电机控制器中的控制指令，使驱动电机系统在限定转速模式下达到最大电流输出，通过故障注入单元模拟电机温度过高信号或修改电机温度保护阈值，以激发电机温度保护功能；

过电流测试方法：在实时仿真平台中设定最大转矩指令，或通过故障注入单元改变电流环反馈信号，使相电流超过过流检测阈值，激发电机过电流保护功能；

三相匝间绕组故障测试方法：调节电机控制器，在设定转速条件下的最大输出电流范围内，按照特定电流输出目标值设定驱动电机系统目标状态；记录驱动电机系统在目标状态的三相电流输出值，调节三相模拟负载的相参数，减少某一相设定值，以此达到电机三相匝间绕组故障；

转子失磁测试方法：通过设定电机控制器中的控制指令，使电机模拟器在限定转速模式下达到最大输出转矩；在运行稳定后，通过在实时仿真平台中设定永磁体磁链值为正常状态时的50%，以实现转子失磁故障注入与模拟；

绝缘异常测试方法：首先设置驱动电机系统的工作模式为空载最高转速，通过设定实时仿真平台中电机模型的参数或故障注入单元的参数，设定绝缘电阻通路的电阻值小于绝缘异常判定值，以实现绝缘异常模拟；

电机轴卡滞测试方法：调节电机控制器，使被测样品在设定的转速、转矩工作状态下保持稳定；通过故障注入单元设定电机模拟装置输出转速为零，并保证转速转换时间≤10ms，以实现电机轴卡滞模拟。

2.根据权利要求1所述的一种电机驱动系统功能安全测试装置，其特征在于：所述实时数据采集与监控单元，包括实时仿真状态监控与测试信号采集，用于完成对整个平台的数据监测、存储控制、历史数据查看。

3.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1中所述的测试方法。

4.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1中所述的测试方法。

5.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1中所述的测试方法。