[实用新型]一种半实物实时仿真的电机抗干扰控制教学实验装置

说明书

本实用新型公开了一种半实物实时仿真的电机抗干扰控制教学实验装置，涉及实验教学仪器及电机抗干扰控制领域包含电脑主机，还包括数据采集卡、主电机驱动柜、负载电机驱动柜、主电机、负载电机和电机连接筒；用户可以使用simulink仿真软件中的工具箱进行控制算法的编写、修改以及对实物的实时仿真；结合quanser公司的数据采集卡连接到电机控制/驱动柜从而控制电机，实现电机控制指令和运行数据的双向传输。

技术领域

本实用新型涉及实验教学仪器及电机抗干扰控制领域，尤其涉及一种半实物实时仿真的电机抗干扰控制教学实验装置。

背景技术

有研究显示，当今社会耗电量百分比中占比最多的用电器是各种各样的电机。在如今社会大力呼吁节能减排的大趋势下，科研和教学人员通过优化对电机的控制研究，在实现相同功能的前提下，降低其能耗是很有必要的。当电机负载小于额定值，这时电动机的效率和功率都很低，因而轻载、空载等的节能问题近年来为广大电机技术工作者所重视。

电动机的总损耗由定子铜耗、转子铜耗、定子铁耗、机械损耗以及杂损耗几部分组成。电动机轻载时，输出功率减小，转子铜耗会随之减小，但是由于电压不变，定子铁耗、机械损耗、杂损耗基本不变。由于励磁电流维持不变，定子电流减小的很少，定子铜耗降低不多，因此电机的效率和功率因数下降。如果在轻载时适当降低定子端电压，励磁电流减小，定子铜耗降低明显，铁损耗也将减小，从而降低总损耗，使电机的效率和功率因数提高。因此研究电机在正常运行时，负载发生不同的变化，在电机完成相同工作时，保证电机运行在最省能的环境下十分有必要。

所以，本实用新型提供一种半实物实时仿真的电机抗干扰控制教学实验装置可以为研究电机在不同负载或干扰下，来研究算法控制电机正常运行提供一个良好的实验平台。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为电机控制领域的教学和科研提供便利，提供一种半实物实时仿真的电机抗干扰控制教学实验装置。用户可以使用simulink仿真软件中的工具箱进行控制算法的编写、修改以及对实物的实时仿真；结合quanser公司的数据采集卡连接到电机控制/驱动柜从而控制电机，实现电机控制指令和运行数据的双向传输。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种半实物实时仿真的电机抗干扰控制教学实验装置，包含电脑主机，还包括数据采集卡、主电机驱动柜、负载电机驱动柜、主电机、负载电机和电机连接筒；

其中，所述数据采集卡包含数字I/O口、PWM控制信号输出口、编码信号输入口、编码信号输出口、模拟输入口、模拟输出口；

所述主电机驱动柜包含单相整流单元、三相逆变单元、控制信号隔离单元、三相逆变后的电压、电流检测单元，以及PWM控制信号、编码器信号输入输出口；所述单相整流单元、三相逆变单元、控制信号隔离单元、三相逆变后的电压、电流检测单元都设有相应的外部接口；

所述负载电机控制柜，是一个一体化的驱动柜，包含控制信号输入口、负载电机编码信号输入口输出口和负载电机动力电源；

所述电机连接筒包含主电机编码信号输出口、主电机驱动电压口、负载电机驱动电压口、负载电机编码信号输出口；

其中，所述数据采集卡和电脑主机相连，用于把电脑主机的实时运行指令传输到电机驱动柜，以及把电机的运行数据采集后实时反馈到电脑主机；

所述数据采集卡上的编码信号输入口分别和主电机控制柜的编码器信号输入输出口、负载电机控制柜的负载电机编码信号输入口输出口相连，用于把两台电机的运行数据通过数据采集卡上的编码输入口和电脑主机相连，可使电脑主机读取电机的运行数据，进而更好的控制电机按照用户预期的运行规律运行。