[实用新型]一种单相异步电动机速度控制综合实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于自动控制技术领域，具体涉及到一种单相异步电动机速度控制综合实验装置。

背景技术

单相异步电动机是指用单相交流电源供电的异步电动机。单相异步电动机随处都可见其身影。单相异步电动机的应用与日常生活密切相关,如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调、手枪电钻等都用到单相异步电动机。它具有结构简单、成本低廉、噪声小、使用方便、运行可靠等优点。在单相异步电动机的教学中，纯粹的理论教学,强行灌注的知识不可能深人学生的大脑。不利于帮助学生更直观、更感性地认识单相异步电动机的工作原理。目前，在具体的教学实践中,高校也开设异步电动机的专业课程。单相异步电动机速度控制实验装置存在以下几种：一是，由可编程逻辑控制器(PLC)控制来实现的；二是，由PC机配合外围驱动电路实现的。这两种单相异步电动机速度控制实验装置存在以下不足：结构尺寸大，携带不方便；电路复杂，每一种平台的功能多，需要元器件较多；设计集成度不够，一个控制终端可以有多种实现电路，未整合；设计成本较高，浪费设计材料，整合电路成本少于独立电路成本和；调试不方便，不能在线调试，需要借助其它手段；电路设计不完善，未能设置一些故障电路，考察学生分析能力；不利于学生学习，未能激发学生的创新意识；未能提高学生认识，具有认识的片面性；未能充分锻炼学生实际动手能力；未能扩充学生知识面，引导学生检索知识，提高学习的兴趣；未能锻炼学生综合分析，应用知识的能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有单相异步电动机速度控制实验装置的缺点，提供一种电路简单、集成度高、成本低、扩展能力强的单相异步电动机速度控制综合实验装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是它具有：对整个装置进行控制的FPGA电路；PCI电路，该电路的输出端接FPGA电路；控制电路，该电路的输出端接FPGA电路；单相电机驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路。

本实用新型的FPGA电路：集成电路U5的58脚、59脚、126脚、125脚、66脚、123脚、122脚、188脚、7脚、8脚、12脚、18脚、22脚、24脚、28脚、34脚依次接集成电路U1的30～37脚、48～55脚，集成电路U5的134脚接晶体振荡器Y2的4脚、36脚接按键S1的一端并通过电阻R4接3V电源、121脚接按键S2的一端并通过电阻R5接3V电源、140脚接按键S3的一端并通过电阻R6接3V电源，集成电路U5的32脚、30脚、129脚、20脚接插座J1的1～4脚，集成电路U5的5脚、6脚、27脚、48脚、119脚、141脚接5V电源，集成电路U5的26脚、55脚、69脚、87脚、102脚、131脚、159脚、173脚、191脚、206脚接3V电源，集成电路U5的15脚、16脚、37脚、38脚、60脚、78脚、96脚、109脚、110脚、120脚、130脚、142脚、152脚、164脚、182脚、200脚、49脚、4脚接地，集成电路U5的143脚、144脚、147脚、149脚依次接集成电路U6的27脚、50脚、53脚、34脚，集成电路U5的160脚、161脚、128脚接集成电路U2的5脚，集成电路U5的132脚、133脚、135脚接集成电路U3的5脚，集成电路U5的136脚、138脚、139脚接集成电路U4的5脚，晶体振荡器Y2的1脚接3V电源、3脚接地，按键S1～S3的另一端接地，插座J1的5脚接地；集成电路U1的型号为C8051F021，集成电路U2和集成电路U3以及集成电路U4的型号为HK4100F-DC3V，集成电路U5的型号为EPF8820ARC208-2，集成电路U6的型号为CH382L。

本实用新型外围元器件较少，电路简单，将不同平台整合到一块，集成度高，元器件都是常用的，成本较低，配套调整方便，使用方便，具有PCI接口，便于与外围设备高速传输数据，可以实现不同接口对接，扩展能力强，采用硬件实现算法，数据处理速度快，调试方便，可在线调试，具有多种控制手段，方便，快捷。本实用新型实验性功能强，可用于学生学习使用，拓展学生的思路，引导设计灵活学生发散思维，提高学生的认识，理解算法等不仅仅是由软件实现可以由硬件电路实现。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是图1中PCI电路的电子原理线路图。

图3是图1中FPGA电路的电子原理线路图。

图4是图1中控制电路和单相电机驱动电路的电子原理线路图。

具体实施方式