一種電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用磁粉制動(dòng)器控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在與電機(jī)控制相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常都需要電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行。磁粉制動(dòng)器是根據(jù)電磁原理和利用磁粉傳遞轉(zhuǎn)矩的。其具有激磁電流和傳遞轉(zhuǎn)矩基本成線性關(guān)系的特點(diǎn)。在同滑差無(wú)關(guān)的情況下能夠傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)污染、無(wú)噪音、無(wú)沖擊振動(dòng)節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。是一種多用途、性能優(yōu)越的自動(dòng)控制元件?，F(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于造紙、印刷、塑料、橡膠、紡織、印染、電線電纜、冶金、壓片機(jī)以及其他有關(guān)卷取加工行業(yè)中的放卷和收卷張力控制。磁粉制動(dòng)器還經(jīng)常被用于傳動(dòng)機(jī)械的測(cè)功加載和制動(dòng)等。正是由于磁粉制動(dòng)器安裝方便，控制簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，在電機(jī)帶負(fù)載教學(xué)實(shí)驗(yàn)里應(yīng)用比較廣泛。
[0003]電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)中，磁粉制動(dòng)器作為模擬加載器使用，往往需要與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測(cè)量?jī)x等配套組成成套測(cè)功裝置，這種成套裝置成本較高，對(duì)安裝和場(chǎng)地要求也比較高，限制了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的普及應(yīng)用。
[0004]磁粉制動(dòng)器必須配套直流電流源才能使用，目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的直流電流源一般分為手動(dòng)張力控制器和自動(dòng)張力控制器兩種。自動(dòng)張力控制器為數(shù)字式、自動(dòng)控制卷材張力的高精度儀器，用于印刷、包裝、造紙、紡織印染行業(yè)中的張力控制，但是這種自動(dòng)張力控制器用于電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并不太適用。手動(dòng)張力控制器多是采用開(kāi)關(guān)方式控制的直流穩(wěn)流電源，由人工控制旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電源的輸出電流，在電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多采用這種成本較低的手動(dòng)張力控制器，但是不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確的負(fù)載控制，只能粗略對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)的的特性進(jìn)行測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)中模擬負(fù)載存在的以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用磁粉制動(dòng)器控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)模擬負(fù)載進(jìn)行精確的控制并可以對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流和電壓等參數(shù)隨負(fù)載變化的情況進(jìn)行記錄和實(shí)時(shí)曲線顯示。
[0006]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用磁粉制動(dòng)器控制系統(tǒng)，包括:DSP控制單元、ADC單元、DAC單元、高精度壓控電流源單元、電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元、液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元。本實(shí)用新型采用DSP控制單元為核心的高精度數(shù)控直流電流源為磁粉制動(dòng)器提供激磁電流，不僅可以采用編程方式設(shè)置加載時(shí)間和激磁電流，而且可以同時(shí)采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流及電壓信號(hào)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算并在液晶顯示屏上進(jìn)行曲線顯示，可以方便的對(duì)電機(jī)控制性能進(jìn)行觀察，具有成本低、體積小、精度高的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛用于電機(jī)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
[0008]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案更加清楚明白，以下將通過(guò)相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)的說(shuō)明。
[0011]參見(jiàn)圖1，一種電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用磁粉制動(dòng)器控制系統(tǒng)，包括:DSP控制單元、ADC單元、DAC單元、高精度壓控電流源單元、電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元、液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單
J L.ο
[0012]所述DSP單元采用TMS320F2812做為主控核心，高精度壓控電流源單元由改進(jìn)的Howland電流源電路和V/I轉(zhuǎn)換電路以及擴(kuò)流電路組成，ADC單元采用12位的AD574做為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片用于對(duì)高精度壓控電流源單元擴(kuò)流電路中的采樣電阻上電壓進(jìn)行檢測(cè)以滿足精度為ImA的控制精度要求，DAC單元采用10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD561為高精度壓控電流源單元提供標(biāo)準(zhǔn)電壓。
[0013]所述電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元，包括接收增量式和絕對(duì)值式光電編碼盤(pán)的輸出信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行整形送入TMS320F2812捕獲單元進(jìn)行轉(zhuǎn)速計(jì)算的轉(zhuǎn)速接口單元、可以將4?20mA的電流傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為T(mén)MS320F2812的AD單元可以接受的O?3V電壓信號(hào)的電流接口電路，以及滿足不同傳感器輸出的可以將O?5V的傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為T(mén)MS320F2812的AD單元可以接受的O?3V電壓信號(hào)的通用電流/電壓接口單元。
[0014]所述液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元可以對(duì)高精度壓控電流源單元輸出的直流電流幅值和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，DSP單元根據(jù)液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元輸入的設(shè)置值通過(guò)DAC單元對(duì)高精度壓控電流源單元的輸入?yún)⒖茧妷哼M(jìn)行控制，同時(shí)通過(guò)ADC單元采集高精度壓控電流源單元擴(kuò)流電路的采樣電阻電壓對(duì)輸出直流電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所述DSP單元可以通過(guò)電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元對(duì)電機(jī)的電壓、電流和轉(zhuǎn)速等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)并送到液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元中的液晶屏上進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字和曲線顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用磁粉制動(dòng)器控制系統(tǒng)，其特征是，包括DSP控制單元、ADC單元、DAC單元、高精度壓控電流源單元、電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元、液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元；所述DSP控制單元可以通過(guò)ADC單元和DAC單元對(duì)高精度壓控電流源進(jìn)行控制輸出可控直流電流，并通過(guò)電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元采集電機(jī)運(yùn)行參數(shù)在液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元的液晶屏上進(jìn)行顯示。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用磁粉制動(dòng)器控制系統(tǒng)，包括：DSP控制單元、ADC單元、DAC單元、高精度壓控電流源單元、電壓/電流/轉(zhuǎn)速接口單元、液晶顯示及鍵盤(pán)輸入單元。本實(shí)用新型采用DSP控制單元為核心的高精度數(shù)控直流電流源為磁粉制動(dòng)器提供激磁電流以模擬電機(jī)負(fù)載，不僅可以采用編程方式設(shè)置加載時(shí)間和激磁電流，而且可以同時(shí)采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流及電壓信號(hào)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算并在液晶顯示屏上進(jìn)行曲線顯示，可以方便的對(duì)電機(jī)控制性能進(jìn)行觀察，具有成本低、體積小、精度高的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛用于電機(jī)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
【IPC分類(lèi)】G09B23-18
【公開(kāi)號(hào)】CN204332191
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420716016
【發(fā)明人】孫醒濤, 高圣偉, 張牧, 張奇云
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月21日