CN109712510A - 一种小功率永磁电机对拖教学实验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种部件都固定在内部的教学用的实验箱。其主要部件有：发电机控制核心板、电动机控制核心板、发电机逆变器功率板，电动机逆变器功率板，电动机A相电流表，断路器，发电机，电动机，整流装置。实验箱为合盖的手提箱，安全便携。通过本实验箱，可以方便地实现电脑控制电机运行类似的实验，帮助学生更好的理解有关电机的实验现象及结果。解决了以往因电机庞大而无法方便的做实验的问题。
Description
技术领域
本发明属于教学仪器，是一种小功率永磁电机对拖教学实验平台，应用于高等院校自动化类教学的电机控制实验，归于教学研究设备领域。
背景技术
目前，在各教育高校中，对于自动化类专业学生的培养过程中都要涉及到电机拖动、运动控制系统等课程的教学，尤其对于电机方向的学生，需要经常接触实际的电机，了解其运作原理，进而进行相关方面的研究与操作，所以就出现了一种电机类的实验箱，其中可以实现一些功能。然而，查询已经面世的实验箱中，大部分是一些大型的不易于学生平时研究的电机，使用起来十分麻烦，并且电机所需的电压大部分也是高电压，在研究学习中会产生一定的危险性。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供了一种小功率永磁电机对拖教学实验平台，本平台的体积较小，所有实验部件都在其中，体积也均较小，平台的总重量不超过10公斤，携带方便，易于进行操作与研究。另外，本平台也具有极大的安全性，在运行过程中，所涉及的电压均不超过人体电压36V，大大减少了操作期间的危险性，易于学生做实验观察现象。并且，部件之间彼此相连，也能与外接设备连接，调控也十分方便，易于操作。
本发明为了实现上述目的，采用的技术方案是：
本电机控制实验箱主要部件有：电动机控制核心板（1）、发电机控制核心板（2）、电动机逆变器功率板（3）和发电机逆变器功率板（4）、电动机（5）、发电机（6）、整流装置（7）、断路器（8）。
上述所提到所有部件均都固定在实验箱内部的底部，不会错乱，各个部件之间则用导线连接，不同部件之间的导线也有所不同。逆变器的一端与电脑相连，整流装置一侧与交流电源相连。
实验箱是外壳很坚硬的手提箱，能够很安全的保护内部部件不受损伤，且易于携带，可供学生上课学习与自行研究。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：对于学生教学用非常实际，体积小，方便携带，便于研究学习，并且安全系数非常高，在研究过程中可以确保实验的安全实现，实验平台内部的部件也都是与学生需要学习的内容息息相关，可以更好的理解研究所需。
附图说明
图1是本发明的结构示意框图。
图2是本发明一个实例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合本发明的优选实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的具体说明：
实施例一：
参见图1和图2，本小功率永磁电机对拖教学实验平台，包括电动机控制核心板（1）、发电机控制核心板（2）、电动机逆变器功率板（3）、发电机逆变器功率板（4）、电动机（5）、发电机（6）、整流装置（7）和断路器（8）。其特征在于：所述实验平台的各个部件（1、2、3、4、5、6、7、8）固定在实验箱内部。
各个部件之间通过导线或者插针连接如下：
电动机控制核心板（1）与电动机逆变器功率板（3）通过插针连接，电动机逆变器功率板（3）与电动机（5）连接；电动机控制核心板（1）与电动机逆变器功率板（3）都由整流装置（7）供电；
发电机控制核心板（2）与发电机逆变器功率板（4）通过插针连接，电动机逆变器功率板（4）与发电机（6）连接；电动机控制核心板（2）与电动机逆变器功率板（4）都由整流装置（7）供电。
电动机（5）和发电机（6）的转轴通过连轴器连接；
工作原理：发电机（6）为电动机（5）提供负载，采用双电机对拖共直流母线方式，直流母线提供能量回馈通道，整流装置（7）只提供系统的损耗。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述教学实验平台体积小，总重量不超过10公斤，具有便携特点。所述逆变器功率板（3、4）和控制核心板（1、2）的供电电压不超过36V，具有安全特性。所述永磁同步电机PMSM为2台永磁同步小功率电机，每台功率不超过100W，具有光电编码器、霍尔位置传感器，能够输出光编信号、霍尔信号。
实施例三：
本实施例与实施例一基本相同，结合图1详述如下：
在图1中，控制核心板（1、2）与逆变器功率板（3、4）可插拔，逆变器功率板可外接永磁同步电机PMSM，无刷直流电机BLDC、阻感性负载。并且，逆变器功率板采用了智能功率模块IPM, 含六个IGBT、六个反并联二极管、保护、驱动、报警电路等，此外，逆变器功率板还含有增量式光电编码器接口，三路霍尔接口，有2*20P接口，连接控制核心板。逆变器功率板可承受最大直流电压50V，最大瞬间电流5A。此外还有硬件保护，分为过流（瞬间电流超过5A，自动保护）、过压、欠压、温升四个方面。另逆变器还含有八路模拟量输出，可以输出三相相电流、三相相电压、直流侧直流电压、直流侧直流电流。
本实验箱的工作原理如下叙述：
首先实验箱获得交流电源，经过整流装置（7）分别获得VCC工作电压和逆变器功率板（3、4）直流电压，其中，直流电压供电给逆变器功率板（3、4），控制核心板（1、2）的一端则连接电脑，通过电脑下载程序到控制核心板（1、2）中控制其运作，从而同时控制发电机（5）与电动机（6），在电动机的A相则安装了电流表，实时显示电动机A相相电流，以观察实验中意外情况的发生。发电机（5）与电动机（6）同轴连接，构成对拖平台，进行实验。其中四个断路器（8）S1、S2、S3、S4分别断开发电机三相绕组、发电机逆变器直流电压、发电机侧VCC工作电压、电动机逆变器直流电压。
最后，应当指出，本实验箱可以便捷地实现对电机实验的操作，方便携带，易于操作，并能保证一定的安全性。
Claims (4)
1.一种小功率永磁电机对拖教学实验平台，包括电动机控制核心板（1）、发电机控制核心板（2）、电动机逆变器功率板（3）、发电机逆变器功率板（4）、电动机（5）、发电机（6）、整流装置（7）和断路器（8），其特征在于：所述实验平台的各个部件（1、2、3、4、5、6、7、8）固定在实验箱内部，各个部件之间通过导线或者插针连接如下：
电动机控制核心板（1）与电动机逆变器功率板（3）通过插针连接，电动机逆变器功率板（3）与电动机（5）连接；电动机控制核心板（1）与电动机逆变器功率板（3）都由整流装置（7）供电；
发电机控制核心板（2）与发电机逆变器功率板（4）通过插针连接，电动机逆变器功率板（4）与发电机（6）连接；电动机控制核心板（2）与电动机逆变器功率板（4）都由整流装置（7）供电，电动机（5）和发电机（6）的转轴通过连轴器连接；
工作原理：发电机（6）为电动机（5）提供负载，采用双电机对拖共直流母线方式，直流母线提供能量回馈通道，整流装置（7）只提供系统的损耗。
2.根据权利要求1所述的一种小功率永磁电机对拖教学实验平台，其特征在于：体积小，总重量不超过10公斤，具有便携特点。
3.根据权利要求1所述的一种小功率永磁电机对拖教学实验平台，其特征在于：所述逆变器功率板（3、4）和控制核心板（1、2）的供电电压不超过36V，具有安全特性；
所述逆变器功率板（3、4）可外接永磁同步电机PMSM，无刷直流电机BLDC、阻感性负载。
4.根据权利要求3所述的一种小功率永磁电机对拖教学实验平台，其特征在于：所述永磁同步电机PMSM为2台永磁同步小功率电机，每台功率不超过100W，具有光电编码器、霍尔位置传感器，能够输出光编信号、霍尔信号。
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110223579A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-10 | 商飞信息科技（上海）有限公司 | 一种对拖直流伺服电机控制仿真教学平台 |
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2019
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