CN213092612U - 电机拖动教学试验*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及教学***，公开了电机拖动教学试验***，其包括万向转轮、实验桌、挂载电机、实验面板和人机操作界面，人机操作界面通过MODUS‑RTU通信方式与控制模块连接，接收控制模块发送的控制信号；控制模块采用ARM为核心的控制***，具有调节电源、曲线描点、自动加载和自动测绘模式。本实用新型设计的电机拖动教学试验***外型美观，结构合理，配套性好，且安全可靠，扩展功能强；同时通过数字化控制实现转速、电压的自动控制；自动记录数据、描绘曲线，生成实验报告并打印，触摸式的人机操作界面，其自动化程度高，并有利于实验的自行扩展。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学***，尤其涉及了电机拖动教学试验***。
背景技术
当前教学仪器领域电机实验台的实验模式及实验手段已经使用了30年，至今为止还一直在使用传统的手调式电源，通过计量仪表观测数据，学生手动记录数据，然后下课自行在网格图中描点作曲线，这种教学方法一直沿用至今。对于这种教学方式的教学实验***，其教学效率低，实验可扩展性差。
专利标题：电动机拖动试验台，申请号：CN201720540132.2，申请日：2017-05-16的专利申请中记载一种电动机拖动试验台，包括拖动装置外壳、拖动模块和切换模块，所述拖动装置外壳包括底板、顶板和侧板，顶板通过四周竖直设置的侧板正对安装在底板的上方，所述拖动模块包括拖动电机，拖动电机安装在顶板的左端，拖动电机通过安装在转轴上的绕线轮设置有拉丝，拖动电机的右方顶板上安装有限位板，所述切换模块包括切换电机，切换电机通过安装在左侧的侧板上的安装片和安装在底板左端的安装柱水平固定在外壳的左端，切换电机的右侧通过转轴安装有传动齿轮，具有集成度高，结构优异，执行效率高，试验数据准确，外观简洁大方，省时省力，使用寿命长的优点。
现有技术中的电动机拖动试验台，对于整个的试验台不可以进行程控化操作，不能自动记录数据、描绘曲线，生成和打印实验报告，其学生可操作性差，实验可扩展性差。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的电动机拖动试验台，对于整个的试验台不可以进行程控化操作，不能自动记录数据、描绘曲线，生成和打印实验报告，其学生可操作性差，实验可扩展性差的缺点，提供了电机拖动教学试验***。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
电机拖动教学试验***，其包括万向转轮、实验桌、挂载电机、实验面板和人机操作界面，万向转轮安装在实验桌上，实验桌上装有实验面板，实验面板与挂载电机电连接，实验面板包括控制模块、下组件和挂箱，下组件采集测量值，挂箱提供测量值；
人机操作界面基于QS-MATES***的触摸屏操作界面，人机操作界面以MODUS-RTU通信方式传输信号至控制模块，接收控制模块发送的控制信号。
通过万向转轮的设计有利于整个实验***的移动，人机操作界面MODUS-RTU通信方式传输信号至控制模块，通过人机操作界面可进行程控化操作，其自动化程度高，操作方便，可控性强。
作为优选，控制模块包括交流表和电源控制屏，交流表和电源控制屏为实验面板提供电源，下组件包括数据采集器、三相可调电抗、变压器电机电容、直流电动机励磁电源、同步发电机励磁电源、交流伺服电机电源；实验过程中根据实际的实验情况进行选配。
挂箱包括可调电阻箱、三相可调电阻器、波形测试及开关板、直流电压、电流表和电抗器，挂箱的总长度为8*148MM；挂箱为控制模块提供测量值。
作为优选，控制模块采用ARM以STM32F103VE为核心的控制***，具有调节电源、曲线描点的模式，自动加载模式和自动测绘模式。
通过控制模块从而实现数字化转速、电压的自动控制，针对不同模式的调节，有利于提高学生的实验效率，扩展实验项目。
作为优选，控制模块控制工作方式为PWM，控制调节模式为PID，通过采用PWM的方式输出作为控制信号，这样可以兼容手动控制和远程控制器。电机拖动教学试验***既可以采用传统的方法做实验，也可以采用新的触摸屏程控的方式做实验。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过人机操作界面基于QS-MATES***的触摸屏操作界面，人机操作界面以MODUS-RTU通信方式与控制模块通信，接收控制模块发送的控制信号。控制模块通过PWM方式输出作为控制信号，对于实验***能够兼容手动控制和远程控制。
本实用新型的实验***既可以采用传统的方法做实验，也可以采用新的触摸屏程控的方式做实验。电机拖动教学试验***实验安全可靠，扩展功能强；同时通过数字化实现转速、电压的自动控制；自动记录数据、描绘曲线，生成和打印实验报告，触摸式的人机操作界面，通过人机操作界面可进行程控化操作，其自动化程度高，有利于学生实验的扩展。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型控制主板组成图。
图3是本实用新型实验面板数据采集器的面板图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—万向转轮、2—试验桌、3—挂载电机、4—实验面板、41—控制模块、42—下组件、43—挂箱。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
电机拖动教学试验***，依据附图1所示，其包括万向转轮1、实验桌2、挂载电机3和实验面板4，万向转轮1安装在实验桌2上，实验桌2上装有实验面板4，实验面板4与挂载电机3电线连接，实验面板4包括控制模块41、下组件42和挂箱43，下组件42采集测量值，挂箱43提供测量值。
控制模块41包括交流表和电源控制屏，交流表和电源控制屏为实验面板4提供电源，下组件42包括数据采集器、三相可调电抗、变压器电机电容、直流电动机励磁电源、同步发电机励磁电源、交流伺服电机电源；实验过程根据实际的实验情况进行选配。
挂箱43包括可调电阻箱、三相可调电阻器、波形测试开关板、直流电压电流表、电抗器，挂箱根据实际的实验过程进行配置。挂箱的总长度为8*148MM；挂箱为控制模块提供测量值。
实施例2
在实施例1基础上，电机拖动教学试验***，其还包括人机操作界面，人机操作界面以MODUS-RTU通信方式与控制模块41连接，接收控制模块41发送的控制信号。
控制模块采用ARM为核心的控制***，具有调节电源、曲线描点、自动加载和自动测绘模式。人机操作界面是基于QS-MATES***，以10.1寸触摸屏作为人机操作界面及实验曲线显示界面。通过人机操作界面可进行程控化操作，其自动化程度高，有利于学生实验的扩展。
实施例3
在上述实施例基础上，数据采集器将各个仪表和电源的信号端子接至高速数据采集卡，并通过USB接口和人机操作界面联接，完成人机操作界面的远程监视和控制功能；另外将板卡的模拟通道通过高频探头，分别将虚拟示波器功能中的CHI(X)、CH2(Y)、EXT引出至面板，示波器界面在人机操作界面中实现，具有数字存储和慢扫描的功能。
实施例4
在上述实施例基础上，直流电机的控制采用触摸屏实现转速闭环控制，为直流发电机实验提供恒定的转速，直流发电机调整特性实验可以采用恒定电压闭环控制，空载特性采用自动测绘和手动测绘两种方式。
Claims (5)
1.电机拖动教学试验***，包括万向转轮(1)、实验桌(2)、挂载电机(3)、实验面板(4)和人机操作界面，
万向转轮(1)安装在实验桌(2)上，实验桌(2)上装有实验面板(4)，实验面板(4)与挂载电机(3)电连接；其特征在于：实验面板(4)包括控制模块(41)、下组件(42)和挂箱(43)，
控制模块(41)为实验面板(4)提供电源，下组件(42)采集测量值，挂箱(43)提供测量值；
人机操作界面通过MODUS-RTU通信方式与控制模块(41)通信，人机操作界面接收控制模块(41)发送的控制信号。
2.根据权利要求1所述的电机拖动教学试验***，其特征在于：控制模块主控芯片为ARM芯片。
3.根据权利要求2所述的电机拖动教学试验***，其特征在于：ARM功能模式包括电源调节、曲线描点、自动加载和自动测绘。
4.根据权利要求1所述的电机拖动教学试验***，其特征在于：控制模块(41)控制工作方式为PWM，调节控制模式为PID模式。
5.根据权利要求1所述的电机拖动教学试验***，其特征在于：挂箱包括可调电阻箱、三相可调电阻器、波形测试及开关板、直流电压、电流表和电抗器。
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