[实用新型]一种电机实验教学用磁粉制动器控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于实验教学技术领域，涉及电机控制实验教学系统。

背景技术

在与电机控制相关的实验教学中，通常都需要电机带负载运行。磁粉制动器是根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的。其具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系的特点。在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩，具有响应速度快、结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点。是一种多用途、性能优越的自动控制元件。现已被广泛应用于造纸、印刷、塑料、橡胶、纺织、印染、电线电缆、冶金、压片机以及其他有关卷取加工行业中的放卷和收卷张力控制。磁粉制动器还经常被用于传动机械的测功加载和制动等。正是由于磁粉制动器安装方便，控制简单、成本低等特点，在电机带负载教学实验里应用比较广泛。

电机控制实验中，磁粉制动器作为模拟加载器使用，往往需要与转矩转速传感器及转矩转速功率测量仪等配套组成成套测功装置，这种成套装置成本较高，对安装和场地要求也比较高，限制了在实验教学中的普及应用。

磁粉制动器必须配套直流电流源才能使用，目前市场上常见的直流电流源一般分为手动张力控制器和自动张力控制器两种。自动张力控制器为数字式、自动控制卷材张力的高精度仪器，用于印刷、包装、造纸、纺织印染行业中的张力控制，但是这种自动张力控制器用于电机控制实验教学中并不太适用。手动张力控制器多是采用开关方式控制的直流稳流电源，由人工控制旋转开关调节电源的输出电流，在电机控制实验教学中多采用这种成本较低的手动张力控制器，但是不能实现自动精确的负载控制，只能粗略对电机控制系统的的特性进行测试。

发明内容

针对目前实验教学中电机控制实验中模拟负载存在的以上问题，本实用新型提出了一种电机实验教学用磁粉制动器控制系统，可以实现对电机模拟负载进行精确的控制并可以对电机的转速、电流和电压等参数随负载变化的情况进行记录和实时曲线显示。

本实用新型采用以下技术方案实现：

一种电机实验教学用磁粉制动器控制系统，包括：DSP控制单元、ADC单元、DAC单元、高精度压控电流源单元、电压/电流/转速接口单元、液晶显示及键盘输入单元。本实用新型采用DSP控制单元为核心的高精度数控直流电流源为磁粉制动器提供激磁电流，不仅可以采用编程方式设置加载时间和激磁电流，而且可以同时采集电机的转速、电流及电压信号，对电机转矩进行计算并在液晶显示屏上进行曲线显示，可以方便的对电机控制性能进行观察，具有成本低、体积小、精度高的优点，可以广泛用于电机带负载实验教学。

为使本实用新型的目的、技术方案更加清楚明白，以下将通过相关附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出详细的说明。

参见图1，一种电机实验教学用磁粉制动器控制系统，包括：DSP控制单元、ADC单元、DAC单元、高精度压控电流源单元、电压/电流/转速接口单元、液晶显示及键盘输入单元。

所述DSP单元采用TMS320F2812做为主控核心，高精度压控电流源单元由改进的Howland电流源电路和V/I转换电路以及扩流电路组成，ADC单元采用12位的AD574做为模数转换芯片用于对高精度压控电流源单元扩流电路中的采样电阻上电压进行检测以满足精度为1mA的控制精度要求，DAC单元采用10位数模转换器AD561为高精度压控电流源单元提供标准电压。

所述电压/电流/转速接口单元，包括接收增量式和绝对值式光电编码盘的输出信号并对其进行整形送入TMS320F2812捕获单元进行转速计算的转速接口单元、可以将4～20mA的电流传感器输出的电流信号转换为TMS320F2812的AD单元可以接受的0～3V电压信号的电流接口电路，以及满足不同传感器输出的可以将0～5V的传感器输出信号转换为TMS320F2812的AD单元可以接受的0～3V电压信号的通用电流/电压接口单元。

所述液晶显示及键盘输入单元可以对高精度压控电流源单元输出的直流电流幅值和持续时间进行设置，DSP单元根据液晶显示及键盘输入单元输入的设置值通过DAC单元对高精度压控电流源单元的输入参考电压进行控制，同时通过ADC单元采集高精度压控电流源单元扩流电路的采样电阻电压对输出直流电流进行监测。所述DSP单元可以通过电压/电流/转速接口单元对电机的电压、电流和转速等运行参数进行检测并送到液晶显示及键盘输入单元中的液晶屏上进行实时数字和曲线显示。