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      一種數(shù)字化電力電子實驗裝置的制造方法

      文檔序號:8299990閱讀:557來源:國知局
      一種數(shù)字化電力電子實驗裝置的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明設(shè)及的是一種實驗教學(xué)儀器,具體設(shè)及的是一種采用數(shù)字化設(shè)計的電力電 子實驗裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 目前國內(nèi)高職高專W及高等院校中的自動化等專業(yè)都需要學(xué)習(xí)電機(jī)學(xué)、電力電子 技術(shù)、自動控制系統(tǒng)等專業(yè)課程,而該些課程的學(xué)習(xí)需要通過實驗教學(xué)將理論結(jié)合實際。該 樣才能使學(xué)生更好的加深理論學(xué)習(xí),掌握本質(zhì)并提高動手能力。但是現(xiàn)在國內(nèi)的設(shè)備均較 為簡單且實驗內(nèi)容較少同時W驗證為主,無法滿足學(xué)校日益要求的實驗具有綜合性、開發(fā) 性、先進(jìn)性的要求,也無法跟上電力電子技術(shù)發(fā)展的步伐。
      [0003] 現(xiàn)有技術(shù)的,數(shù)字化電力電子試驗裝置一般是??诙ㄖ蒲b置,不同的試驗需要相 應(yīng)的裝置,試驗單一,開發(fā)性不強(qiáng)。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004] 發(fā)明目的;為克服W上實驗裝置的缺陷本發(fā)明提供了一種具有綜合性、開發(fā)性、先 進(jìn)性且適應(yīng)電力電子技術(shù)發(fā)展需要的數(shù)字化電力電子實驗裝置。
      [0005] 本發(fā)明技術(shù)方案如下:
      [0006] 一種數(shù)字化電力電子實驗裝置,包括實時控制單元、信號保護(hù)模塊和掛件區(qū),掛件 區(qū)插接實驗用模塊組件;
      [0007] 試驗用模塊組件均與信號保護(hù)模塊相連接,信號保護(hù)模塊與實時控制單元相連 接。
      [000引掛件區(qū)插接的實驗?zāi)K組件為獨立組件結(jié)構(gòu),包括交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊、 單相橋式半控整流模塊、=相交流調(diào)壓模塊、單相交流調(diào)壓模塊、=相晶閩管全/半控橋零 式整流模塊、SPWM控制單相交直交變頻模塊、IGBT直流斬波電路。
      [0009] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊可完成交流伺服系統(tǒng)實驗和SVPWM實驗和各種算法 的驗證試驗;單相橋式半控整流模塊可完成單相可控整流電路實驗;=相交流調(diào)壓模塊可 完成=相調(diào)壓實驗;單相交流調(diào)壓模塊可完成單相交流調(diào)壓實驗;=相晶閩管全/半控橋 (零)式整流模塊可完成=相晶閩管整流實驗;SPWM控制單相交直交變頻模塊可完成SPWM 控制單相交直交變頻電路的研究;IGBT直流斬波模塊可完成直流斬波實驗。
      [0010] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊包括工作電機(jī)驅(qū)動控制器、交流伺服電機(jī)、扭矩傳感 器單元、可調(diào)負(fù)載單元、負(fù)載控制器;工作電機(jī)驅(qū)動控制器、扭矩傳感器單元、負(fù)載控制器均 與信號保護(hù)模塊相連接。
      [0011] 試驗用交流伺服電機(jī)連接在工作電機(jī)驅(qū)動控制器、扭矩傳感器單元之間;可調(diào)負(fù) 載單元連接在扭矩傳感器單元、負(fù)載控制器之間。
      [0012] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊中,工作電機(jī)驅(qū)動控制器包括高壓供電模塊、光電隔 離模塊、功率巧片供電模塊、功率驅(qū)動模塊、編碼器模塊、電流傳感器、電壓傳感器、工作電 機(jī)電源模塊、保護(hù)電路模塊;
      [0013] 高壓供電模塊與工作電機(jī)電源模塊相連,光電隔離模塊、功率巧片供電模塊、工作 電機(jī)電源模塊、保護(hù)電路模塊均與功率驅(qū)動模塊相連,功率驅(qū)動模塊連接試驗用交流伺服 電機(jī);
      [0014] 實時控制單元通過信號保護(hù)模塊、光電隔離模塊連接功率驅(qū)動模塊,編碼器模塊、 電流傳感器、電壓傳感器均分別連接信號保護(hù)模塊、交流伺服電機(jī)。
      [0015] 實時控制單元產(chǎn)生六路PWM信號通過信號保護(hù)模塊輸送到工作電機(jī)驅(qū)動控制器, 工作電機(jī)驅(qū)動控制器和試驗用交流伺服電機(jī)通過=相電源線、信號線相連,工作電機(jī)驅(qū)動 控制器控制交流伺服電機(jī)的運行,并獲得試驗用交流伺服電機(jī)的位置和速度信息;
      [0016] 工作電機(jī)驅(qū)動控制器采集到的交流伺服電機(jī)的實時數(shù)據(jù)通過信號保護(hù)模塊傳送 給實時控制單元;
      [0017] 實時控制單元上設(shè)置的負(fù)載力矩參數(shù)傳送給負(fù)載控制器,負(fù)載控制器控制可調(diào)負(fù) 載單元產(chǎn)生變化的負(fù)載力矩,同時實時控制單元對扭矩傳感器單元的輸出信號通過信號保 護(hù)模塊實時采集.
      [0018] 可調(diào)負(fù)載單元、扭矩傳感器單元,和交流伺服電機(jī)同軸相連。
      [0019] 可調(diào)負(fù)載單元為負(fù)載電機(jī)。
      [0020] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊中,高壓供電模塊用于為工作電機(jī)電源模塊提供電 源,包括接線端子部分、整流橋部分、繼電器保護(hù)部分,接線端子部分、整流橋部分、繼電器 保護(hù)部分依次順序連接;
      [0021] 接線端子部分每個引線上均設(shè)置一個電容,用于濾波。
      [0022] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊中,光電隔離模塊20包括六路控制電路,受實時控制 單元經(jīng)過信號保護(hù)模塊輸出的PWM信號的控制,光禪在PWM控制信號作用下導(dǎo)通和關(guān)斷IPM 的輸入信號。
      [0023] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊中,功率巧片供電模塊包括四路相同的供電電路,供 電電路彼此之間相互獨立;
      [0024] 每條供電電路包括24V電源和巧415S-2W集成器件,24V電源、F2415S-2W集成器 件相連接。
      [0025] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊中,工作電機(jī)電源模塊輸出電機(jī)工作電源給功率驅(qū)動 模塊,高壓供電模塊的電壓轉(zhuǎn)換后輸出電壓至工作電機(jī)電源模塊轉(zhuǎn)換為電機(jī)工作電源,同 時電機(jī)工作電源經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換巧片獲得功率巧片供電模塊輸出的24V電源,W及為電流傳 感器、電壓傳感器提供供電的+12V直流電源;
      [0026] +12V直流電源連接電流傳感器、電壓傳感器,為電流傳感器、電壓傳感器提供電 源。
      [0027] 交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊中,保護(hù)電路模塊包括母線過壓欠壓保護(hù)電路、IPM輸 出異常保護(hù)電路和保護(hù)控制電路;母線過壓欠壓保護(hù)電路、IPM輸出異常保護(hù)電路、軟啟動 繼電器電路均與保護(hù)控制電路相連接。
      [002引光電隔離模塊的控制電路由PWM控制信號控制,光禪在PWM中的控制信號作用下 導(dǎo)通和關(guān)斷IPMQntelligent Power Mo化le,智能功率模塊)的輸入信號;每路光禪都是 相同的結(jié)構(gòu),控制六路信號。該里的光禪相當(dāng)于一個開關(guān),起到隔離電路的作用,避免了相 互的干擾。
      [0029] 較優(yōu)地,實時控制單元對交流伺服電機(jī)硬件在環(huán)模塊的控制過程具體包括W下步 驟;的控制過程具體包括W下步驟:
      [0030] S1,實時控制單元采集電機(jī)轉(zhuǎn)子參考速度Wuf、電機(jī)轉(zhuǎn)子實測速度W、電機(jī)相電流 ia,ib、輸入電機(jī)轉(zhuǎn)子角度0 ;
      [0031] S2,計算誤差 e = Wref-w ;
      [0032] S3,進(jìn)行速度環(huán)PI運算,得到控制量輸出
      【主權(quán)項】
      1. 一種數(shù)字化電力電子實驗裝置,其特
      當(dāng)前第1頁1 2 
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