一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)及其連接件、電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、計(jì)算機(jī)、觸摸屏、攝像頭、電抗器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電源濾波器、電壓傳感器、電流傳感器、電壓電流表、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩表、LED指示燈板、直流電源、開(kāi)關(guān)和線纜;實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)為半開(kāi)放式桌椅結(jié)構(gòu),且包括下箱體、桌面和側(cè)掛板;解決實(shí)現(xiàn)教學(xué)中,學(xué)生對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直觀感受和操作的問(wèn)題,從而方便的在教室實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室電驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)備的視頻監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)操作控制。
【專利說(shuō)明】一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)【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】,涉及一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),尤其涉及一種純電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,能源危機(jī)及環(huán)境污染促使各國(guó)大力發(fā)展電動(dòng)汽車,國(guó)內(nèi)也紛紛投入大量資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā);許多院校也開(kāi)始逐步設(shè)立新能源汽車教學(xué)方向,但目前還沒(méi)有專門(mén)針對(duì)新能源汽車設(shè)計(jì)的教學(xué)用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。傳統(tǒng)汽車教學(xué)系統(tǒng)均以機(jī)械類為主,并且體積龐大,操作復(fù)雜,不利于教師在教室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。而現(xiàn)代電動(dòng)汽車的重要特點(diǎn)是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其與內(nèi)燃機(jī)汽車截然不同,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)器材難以揭示電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理,且實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)遠(yuǎn)不及在教室邊講邊操作清晰明了。為此,需要一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),以解決實(shí)現(xiàn)教學(xué)中,學(xué)生對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直觀感受和操作的問(wèn)題,從而方便的在教室實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室電驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)備的視頻監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)操作控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于,提供一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),解決實(shí)現(xiàn)教學(xué)中,學(xué)生對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直觀感受和操作的問(wèn)題,從而方便的在教室實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室電驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)備的視頻監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)操作控制。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述 目的,本實(shí)用新型提供一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)及其連接件、電機(jī)控制器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、計(jì)算機(jī)、觸摸屏、攝像頭、電抗器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電源濾波器、電壓傳感器、電流傳感器、電壓電流表、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表、LED指示燈板、直流電源、開(kāi)關(guān)和線纜;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)為半開(kāi)放式桌椅結(jié)構(gòu),且包括下箱體、桌面和側(cè)掛板;所述桌面設(shè)置在下箱體的頂面;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架后側(cè)升起與桌面垂直形成作為電器元件掛板的側(cè)掛板;所述電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝在桌面上;所述計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電抗器、電源濾波器、直流電源和開(kāi)關(guān)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的下箱體內(nèi);所述電壓傳感器、電流傳感器、電壓電流表、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表、LED指示燈板和觸摸屏設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的側(cè)掛板上;所述電器元件相關(guān)布線從側(cè)掛板內(nèi)部走線槽通過(guò);所述攝像頭設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上。
[0005]在以上方案中優(yōu)選的是,所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)為長(zhǎng)方形,其整體骨架由方才鋼焊接或加厚鋁材拼接構(gòu)成;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的底部由四個(gè)可鎖止腳輪和四個(gè)平底可伸縮支柱構(gòu)成,所述可鎖止腳輪和平底可伸縮支柱獨(dú)立工作;所述可鎖止腳輪能全方位轉(zhuǎn)動(dòng),其工作時(shí),先升起平底可伸縮支柱,然后放開(kāi)腳輪剎車,即可移動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái);所述平底可伸縮支柱能調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架高度,其工作時(shí),調(diào)節(jié)螺桿高度,撐起實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,即可固定實(shí)驗(yàn)臺(tái)架;所述下箱體的底面和四周采用帶孔鐵皮或鋁塑板封閉,以防止灰塵進(jìn)入及散熱;所述下箱體的前端設(shè)為兩扇對(duì)開(kāi)門(mén);所述桌面上設(shè)有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝座;所述桌面還設(shè)有電機(jī)安裝座,所述電機(jī)安裝座采用鋪設(shè)的兩根可拆卸T型槽鋼,且通過(guò)螺栓與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架連接;所述側(cè)掛板的前端面采用帶孔網(wǎng)紋板鋪設(shè),以使電器元件安裝和散熱,所述側(cè)掛板的后端面采用可拆卸鐵皮板或者鋁塑板封閉。
[0006]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)具有相同的中等功率永磁同步電機(jī)或異步電機(jī);所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)彈性聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器同軸安裝連接;所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)量,并反饋回計(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算和顯示,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
[0007]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述電機(jī)控制器由整流器、兩個(gè)逆變器及中央控制單元構(gòu)成;所述中央控制單元接收上位機(jī)指令,控制整流器及逆變器輸出所需電壓電流值以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);所述整流器能有效的將380V交流電整流為可供逆變器使用的直流電,且電壓值在有效范圍內(nèi)可調(diào);所述電機(jī)控制器整體能實(shí)現(xiàn)共母線技術(shù),即實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能量回饋功能;所述電機(jī)控制器與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,對(duì)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制,對(duì)另一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制;所述逆變器與電動(dòng)機(jī)之間包括三相動(dòng)力電纜和編碼器回饋信號(hào)線;所述電源濾波器和電抗器設(shè)置在電機(jī)控制器的輸入端。
[0008]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述計(jì)算機(jī)配有多通道模擬量采集卡、數(shù)字I/O 口、現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡和繼電器輸出板卡;所述計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)基本編程語(yǔ)言,能完成對(duì)各板卡的驅(qū)動(dòng)、控制及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算與傳輸?shù)裙δ埽煌ㄟ^(guò)在計(jì)算機(jī)中編寫(xiě)電動(dòng)汽車物理模型及其控制算法,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將物理模型中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令發(fā)給實(shí)驗(yàn)臺(tái)一個(gè)電動(dòng)機(jī),將轉(zhuǎn)速發(fā)給另一個(gè)電動(dòng)機(jī),以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的半實(shí)物模擬仿真;所述計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器,編寫(xiě)基于TCP/IP通信的遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議,將事先在計(jì)算機(jī)中編寫(xiě)好的人機(jī)交互界面及現(xiàn)場(chǎng)視頻發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中去,在客戶端通過(guò)登錄因特網(wǎng),鍵入正確密碼登錄后獲得遠(yuǎn)程對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制權(quán)限,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)交換。
[0009]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述觸摸屏與計(jì)算機(jī)進(jìn)行基本通信,實(shí)現(xiàn)編程,完成計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)顯示和演示;所述攝像頭采用設(shè)置在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)正前方的帶云臺(tái)、焦距及角度可調(diào)的高清攝像頭,并與計(jì)算機(jī)通信,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述電流傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)輸入的三相輸入端的電流、逆變器直流輸入端的直流電流、整流器三相輸入端的三相電流值和直流輸出端的直流電流,且其帶寬足以反映電流的實(shí)時(shí)變化情況;所述電壓傳感器測(cè)量電流傳感器測(cè)量處的所有電壓,且其帶寬足以實(shí)時(shí)顯示電壓交變情況;所述電壓傳感器和電流傳感器將測(cè)得值傳送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、計(jì)算和分析。
[0011]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述電壓電流表和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表接收計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào),實(shí)時(shí)顯示電壓傳感器和電流傳感器測(cè)得的有效值以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值;所述電壓電流表和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表的數(shù)量與相應(yīng)被測(cè)項(xiàng)的數(shù)量相同,所述電壓電流表和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表的數(shù)顯精度及位數(shù)與對(duì)應(yīng)顯示值相匹配。
[0012]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述LED指示燈板包括上電指示燈、運(yùn)行指示燈和功率流指示燈;分別顯示實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的供電狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài),以及兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間和電網(wǎng)之間的功率流向和工作狀態(tài);所述直流電源為電機(jī)控制器、電壓傳感器、電流傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、電壓電流表和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表供給相應(yīng)直流穩(wěn)壓電源;所述線纜滿足相應(yīng)用電器材功率需求。
[0013]在以上任一方案中優(yōu)選的是,所述開(kāi)關(guān)包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的急停開(kāi)關(guān),以及兩個(gè)分別對(duì)動(dòng)力電及低壓電進(jìn)行保護(hù)的接觸器及高低壓空氣開(kāi)關(guān)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程能完成電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)換擋、加速、減速等動(dòng)態(tài)過(guò)程的模擬,實(shí)現(xiàn)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制特性的分析,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車行駛能耗及制動(dòng)能量回饋功率流的顯示,實(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的實(shí)施;其能夠解決實(shí)現(xiàn)教學(xué)中,學(xué)生對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直觀感受和操作的問(wèn)題,從而方便的在教室實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室電驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)備的視頻監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)操作控制;從而實(shí)現(xiàn)學(xué)校新能源教學(xué)中關(guān)于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)的遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)授課實(shí)驗(yàn),利于學(xué)生直觀感受電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各項(xiàng)工作原理,并完成基本電驅(qū)動(dòng)模擬工作,提高教學(xué)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)安全性。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0017]圖1是本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的硬件連接總體效果圖;
[0018]圖2為本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的電氣連接總體示意圖;
[0019]圖3為本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架底面腳支柱及帶孔密封板特性圖;
[0020]圖4為本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架網(wǎng)紋板結(jié)構(gòu)圖;
[0021]圖5為本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的LED指示燈板示意圖。
[0022]圖中,I為平底可伸縮支柱,2為可鎖止腳輪,3為接觸器及高低壓空氣開(kāi)關(guān),4為直流電源,5為電抗器,6為電源濾波器,7為實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,8為電動(dòng)機(jī),9為電流傳感器,10為電壓傳感器,11為電壓電流表,12為L(zhǎng)ED指示燈板,13為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表,14為觸摸屏,15為電機(jī)控制器,16為網(wǎng)紋板,17為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器,18為彈性聯(lián)軸器,19為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝座,20為電機(jī)安裝座,21為計(jì)算機(jī),22為對(duì)開(kāi)門(mén),23為上電指示燈,24為運(yùn)行指示燈,25為功率流指示燈。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了更好地理解本實(shí)用新型,下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說(shuō)明。但是,顯然可對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行不同的變型和改型而不超出后附權(quán)利要求限定的本實(shí)用新型更寬的精神和范圍。因此,以下實(shí)施例具有例示性的而沒(méi)有限制的含義。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)及其連接件、電機(jī)控制器15、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17、計(jì)算機(jī)21、觸摸屏14、攝像頭、電抗器5、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電源濾波器6、電壓傳感器10、電流傳感器9、電壓電流表11、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速數(shù)表13、LED指示燈板12、直流電源4、開(kāi)關(guān)和線纜;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7設(shè)為半開(kāi)放式桌椅結(jié)構(gòu),且包括下箱體、桌面和側(cè)掛板;所述桌面設(shè)置在下箱體的頂面;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7后側(cè)升起與桌面垂直形成作為電器元件掛板的側(cè)掛板;所述電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17安裝在桌面上;所述計(jì)算機(jī)21、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電抗器5、電源濾波器6、直流電源4和開(kāi)關(guān)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的下箱體內(nèi);所述電壓傳感器10、電流傳感器9、電壓電流表11、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13、LED指示燈板12和觸摸屏14設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的側(cè)掛板上;所述電器元件相關(guān)布線從側(cè)掛板內(nèi)部走線槽通過(guò);所述攝像頭設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7上。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]—種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例1相似,所不同的是,所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7設(shè)為長(zhǎng)方形,其整體骨架由方才鋼焊接或加厚鋁材拼接構(gòu)成;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的底部由四個(gè)可鎖止腳輪2和四個(gè)平底可伸縮支柱I構(gòu)成,所述可鎖止腳輪2和平底可伸縮支柱I獨(dú)立工作;所述可鎖止腳輪2能全方位轉(zhuǎn)動(dòng),其工作時(shí),先升起可伸縮支柱1,然后放開(kāi)腳輪剎車,即可移動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái);所述平底可伸縮支柱I能調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7高度,其工作時(shí),調(diào)節(jié)螺桿高度,撐起實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7,即可固定實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7 ;所述下箱體的底面和四周采用帶孔鐵皮或鋁塑板封閉,以散熱并防止灰塵進(jìn)入;所述下箱體的前端設(shè)為兩扇對(duì)開(kāi)門(mén)22 ;所述桌面上設(shè)有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝座19 ;所述桌面還設(shè)有電機(jī)安裝座20,所述電機(jī)安裝座20采用鋪設(shè)的兩根可拆卸T型槽鋼,且通過(guò)螺栓與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7連接;所述側(cè)掛板的前端面采用帶孔網(wǎng)紋板16鋪設(shè),以使電器元件安裝和散熱,所述側(cè)掛板的后端面采用可拆卸鐵皮板或者鋁塑板封閉。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例2相似,所不同的是,所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)具有相同的中等功率永磁同步電機(jī)或異步電機(jī);所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)彈性聯(lián)軸器I與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17同軸安裝連接;所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)量,并反饋回計(jì)算機(jī)21中進(jìn)行計(jì)算和顯示,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
[0030]實(shí)施例4:
[0031]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例3相似,所不同的是,所述電機(jī)控制器15由整流器、兩個(gè)逆變器及中央控制單元構(gòu)成;所述中央控制單元接收上位機(jī)指令,控制整流器及逆變器輸出所需電壓電流值以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);所述整流器能有效的將30V交流電整流為可供逆變器使用的直流電,且電壓值在有效范圍內(nèi)可調(diào);所述電機(jī)控制器15整體能實(shí)現(xiàn)共母線技術(shù),即實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能量回饋功能;所述電機(jī)控制器15與計(jì)算機(jī)21之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,對(duì)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制,對(duì)另一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制;所述逆變器與電動(dòng)機(jī)之間包括三相動(dòng)力電纜和編碼器回饋信號(hào)線;所述電源濾波器6和電抗器5設(shè)置在電機(jī)控制器15的輸入端。
[0032]實(shí)施例5:
[0033]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例4相似,所不同的是,所述計(jì)算機(jī)21配有多通道模擬量采集卡、數(shù)字I/O 口、現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡和繼電器輸出板卡;所述計(jì)算機(jī)21能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)21基本編程語(yǔ)言,能完成對(duì)各板卡的驅(qū)動(dòng)、控制及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算與傳輸?shù)裙δ?;通過(guò)在計(jì)算機(jī)21中編寫(xiě)電動(dòng)汽車物理模型及其控制算法,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將物理模型中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令發(fā)給實(shí)驗(yàn)臺(tái)一個(gè)電動(dòng)機(jī),將轉(zhuǎn)速發(fā)給另一個(gè)電動(dòng)機(jī),以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的半實(shí)物模擬仿真;所述計(jì)算機(jī)21作為服務(wù)器,編寫(xiě)基于TCP/IP通信的遠(yuǎn)程傳輸協(xié)議,將事先在計(jì)算機(jī)21中編寫(xiě)好的人機(jī)交互界面及現(xiàn)場(chǎng)視頻發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中去,在客戶端通過(guò)登錄因特網(wǎng),鍵入正確密碼登錄后獲得遠(yuǎn)程對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制權(quán)限,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)交換。
[0034]實(shí)施例6:
[0035]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例5相似,所不同的是,所述觸摸屏14與計(jì)算機(jī)21進(jìn)行基本通信,實(shí)現(xiàn)編程,完成計(jì)算機(jī)21現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)顯示和演示;所述攝像頭采用設(shè)置在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)正前方的帶云臺(tái)、焦距及角度可調(diào)的高清攝像頭,并與計(jì)算機(jī)21通信,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0036]實(shí)施例7:
[0037]—種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例6相似,所不同的是,所述電流傳感器9動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)輸入的三相輸入端的電流、逆變器直流輸入端的直流電流、整流器三相輸入端的三相電流值和直流輸出端的直流電流,且其帶寬足以反映電流的實(shí)時(shí)變化情況;所述電壓傳感器10測(cè)量電流傳感器9測(cè)量處的所有電壓,且其帶寬足以實(shí)時(shí)顯示電壓交變情況;所述電壓傳感器10和電流傳感器9將測(cè)得值傳送至計(jì)算機(jī)21中進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、計(jì)算和分析。
[0038]實(shí)施例:
[0039]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例7相似,所不同的是,所述電壓電流表11和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13接收計(jì)算機(jī)21輸出的數(shù)字信號(hào),實(shí)時(shí)顯示電壓傳感器10和電流傳感器9測(cè)得的有效值以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17測(cè)得的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速值;所述電壓電流表11和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13與相應(yīng)被測(cè)項(xiàng)的數(shù)量相同,所述電壓電流表11和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13的數(shù)顯精度及位數(shù)與對(duì)應(yīng)顯示值相匹配。
[0040]實(shí)施例9:
[0041]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例相似,所不同的是,所述LED指示燈板12包括上電指示燈23、運(yùn)行指示燈24和功率流指示燈25 ;分別顯示實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的供電狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài),以及兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間和電網(wǎng)之間的功率流向和工作狀態(tài);所述直流電源4為電機(jī)控制器15、電壓傳感器10、電流傳感器9、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17、電壓電流表11和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13供給相應(yīng)直流穩(wěn)壓電源;所述線纜滿足相應(yīng)用電器材功率需求。
[0042]實(shí)施例10:
[0043]一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),與實(shí)施例9相似,所不同的是,所述開(kāi)關(guān)包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的急停開(kāi)關(guān),以及兩個(gè)分別對(duì)動(dòng)力電及低壓電進(jìn)行保護(hù)的接觸器及聞低壓空氣開(kāi)關(guān)3。
[0044]這樣,本實(shí)用新型的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其下箱體底面及左右采用帶孔鐵皮或鋁塑板封閉,既可以防止灰塵進(jìn)入,也可散熱。其掛板前端面采用帶孔網(wǎng)紋板16鋪設(shè),便于電器元件安裝和散熱,后端面采用可拆卸鐵皮板或者鋁塑板封閉。其電壓傳感器10能測(cè)得電流傳感器9測(cè)量處的所有電壓,并且具有足夠帶寬,能實(shí)時(shí)顯示電壓交變情況,如電機(jī)輸入端的PWM方波信號(hào)。其電壓傳感器10、電流傳感器9、電壓電流表11、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13、LED指示燈板12、觸摸屏14置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)電器元件掛板上,便于直觀觀察;其攝像頭置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)正前方,便于捕捉實(shí)驗(yàn)臺(tái)全部影像。
[0045]如圖1所示,所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7用方鋼或者鋁型方材構(gòu)成基本骨架,其四個(gè)可鎖止腳輪2可以全方位轉(zhuǎn)動(dòng),并帶有剎車,需要挪動(dòng)時(shí),方便移動(dòng);所述平底可伸縮支柱I可以上下調(diào)節(jié)高度,使用時(shí)將其調(diào)節(jié)到高于可鎖止腳輪2,并保持四個(gè)平底可伸縮支柱I等高即可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的原地固定;所述可鎖止腳輪22與平底可伸縮支柱I通過(guò)螺栓固定于一個(gè)安裝板后,再與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7通過(guò)螺栓連接,其結(jié)構(gòu)如圖3所示;所述T型槽鋼作為電機(jī)安裝底座,一共有兩個(gè),且平行安裝,保持水平,其通過(guò)螺栓與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的支撐梁連接;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的網(wǎng)紋板16是一個(gè)帶孔的鐵皮翻遍折疊而成,其通過(guò)螺栓固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7后側(cè)升起的橫縱梁上;所述網(wǎng)紋板16的網(wǎng)孔為5X5mm的方形孔,孔的間距為5mm,能滿足所有電器元件的走線及安裝尺寸;所述網(wǎng)紋板16的后側(cè)安裝普通塑料走線槽,用于電器元件線纜通過(guò);所述網(wǎng)紋板16前面的左右下角各開(kāi)孔用于與下箱體內(nèi)元器件之間布線使用,所述網(wǎng)紋板16的結(jié)構(gòu)如圖4所示;所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7的下箱體用于存放必要電器元件,其左右側(cè)及底側(cè)密封面均布有長(zhǎng)條形翻邊孔,以便于下箱體內(nèi)元器件散熱,并可有效減少灰塵進(jìn)入;所述開(kāi)關(guān)、直流電源4、電抗器5、電源濾波器6和計(jì)算機(jī)21均采用螺栓固定于下箱體底面的帶孔鐵板上;所述下箱體前端采用兩扇對(duì)開(kāi)門(mén)22,方便進(jìn)入進(jìn)行元器件安裝。
[0046]所述電機(jī)控制器15通過(guò)螺栓固定于網(wǎng)紋板16中央,不干涉電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí),不會(huì)妨礙攝像頭取景;所述電流傳感器9,電壓傳感器10及電壓電流表11分成四對(duì)安裝于電機(jī)控制器15兩側(cè),同樣采用螺栓與網(wǎng)紋板16連接;同樣,轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13、觸摸屏14、LED指示燈板12也通過(guò)螺栓固定于網(wǎng)紋板16相應(yīng)位置,如圖1所示;如圖5所示,上電指示燈23包括30V動(dòng)力電和220V低壓電指示燈,供電成功,則指示燈亮起;狀態(tài)指示燈用于指示系統(tǒng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),指示燈亮;功率流指示燈25用于指示系統(tǒng)電功率流向,包括三對(duì)箭頭,箭頭亮起表明功率流向方向,無(wú)功率消耗,則全滅。
[0047]所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝座19和電動(dòng)機(jī)采用螺栓固定安裝于T型槽鋼的T型槽中,所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17通過(guò)螺栓固定安裝于安裝座上;所述電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17之間通過(guò)彈性聯(lián)軸器I連接。
[0048]如圖2所示,30V三相電依次經(jīng)過(guò)空氣開(kāi)關(guān)、與急停開(kāi)關(guān)相連的交流接觸器、電源濾波器6和電抗器5,然后進(jìn)入電機(jī)控制器15的整流器(AC/DC),整流器將三相電整流為直流電送給兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的逆變器,逆變器根據(jù)計(jì)算機(jī)21給定的電機(jī)指令,將直流電逆變?yōu)榭晒╇妱?dòng)機(jī)使用的交流電;所述整流器、逆變器及計(jì)算機(jī)21之間通過(guò)總線進(jìn)行通信,三者統(tǒng)一在控制器中央控制單元控制下進(jìn)行協(xié)調(diào)工作;所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器I與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器17連接,兩個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械耦合,一個(gè)采用轉(zhuǎn)矩控制,一個(gè)采用轉(zhuǎn)速控制,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度信息經(jīng)過(guò)信號(hào)線反饋回電機(jī)控制器15 ;所述實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)設(shè)置多處傳感器采集點(diǎn),圖中三角形為電流測(cè)量點(diǎn)、五角星為電壓測(cè)量點(diǎn),圓形為轉(zhuǎn)速測(cè)量點(diǎn),正方形為轉(zhuǎn)矩測(cè)量點(diǎn),攝像頭符號(hào)為視頻采集點(diǎn);所有測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)屏蔽線送到計(jì)算機(jī)21采集卡;所述計(jì)算機(jī)21是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的協(xié)調(diào)中心,其包括基本PC機(jī)功能的同時(shí),還包括多通道模擬量數(shù)據(jù)采集板卡、模擬量和數(shù)字量輸出板卡、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出板卡及CAN接口卡等;在計(jì)算機(jī)21上將完成系統(tǒng)傳感器及攝像機(jī)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、所述LED指示燈板12的控制、電壓電流表11和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表13的顯示、接觸器開(kāi)關(guān)的吸合、電動(dòng)機(jī)控制指令的發(fā)送、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及整車模型的仿真計(jì)算、人機(jī)交互界面的編制、遠(yuǎn)程通信的實(shí)現(xiàn),以及系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示、計(jì)算、存儲(chǔ)及分析;所述計(jì)算機(jī)21將人機(jī)交互界面發(fā)布到網(wǎng)上,遠(yuǎn)程教室通過(guò)以太網(wǎng)訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)21,遠(yuǎn)程教室的電腦可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)21對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架7相同的控制功能,同時(shí)可以完成對(duì)計(jì)算機(jī)21的數(shù)據(jù)下載與讀取,從而實(shí)現(xiàn)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)。
【權(quán)利要求】
1.一種車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)及其連接件、電機(jī)控制器(15)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(17)、計(jì)算機(jī)(21)、觸摸屏(14)、攝像頭、電抗器(5)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電源濾波器(6)、電壓傳感器(10)、電流傳感器(9)、電壓電流表(11)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表(13)、LED指示燈板(12)、直流電源(4)、開(kāi)關(guān)和線纜;其特征在于:實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)設(shè)為半開(kāi)放式桌椅結(jié)構(gòu),且包括下箱體、桌面和側(cè)掛板;所述桌面設(shè)置在下箱體的頂面;實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)后側(cè)升起與桌面垂直形成作為電器元件掛板的側(cè)掛板;電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(17)安裝在桌面上;計(jì)算機(jī)(21)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、電抗器(5)、電源濾波器(6)、直流電源(4)和開(kāi)關(guān)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)的下箱體內(nèi);電壓傳感器(10)、電流傳感器(9)、電壓電流表(11)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表(13)、LED指示燈板(12)和觸摸屏(14)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)的側(cè)掛板上;所述電器元 件相關(guān)布線從側(cè)掛板內(nèi)部走線槽通過(guò);所述攝像頭設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)上。
2.如權(quán)利要求1所述的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征在于:實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)設(shè)為長(zhǎng)方形,其整體骨架由方才鋼焊接或加厚鋁材拼接構(gòu)成;實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)的底部由四個(gè)可鎖止腳輪(2 )和四個(gè)平底可伸縮支柱(I)構(gòu)成,可鎖止腳輪(2 )和平底可伸縮支柱(I)獨(dú)立工作;可鎖止腳輪(2)能全方位轉(zhuǎn)動(dòng),其工作時(shí),先升起平底可伸縮支柱(I ),然后放開(kāi)腳輪剎車,即可移動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái);平底可伸縮支柱(I)能調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)高度,其工作時(shí),調(diào)節(jié)螺桿高度,撐起實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7),即可固定實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7);所述下箱體的底面和四周采用帶孔鐵皮或鋁塑板封閉,以散熱并防止灰塵進(jìn)入;所述下箱體的前端設(shè)為兩扇對(duì)開(kāi)門(mén)(22);所述桌面上設(shè)有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝座(19);所述桌面還設(shè)有電機(jī)安裝座(20),電機(jī)安裝座(20)采用鋪設(shè)的兩根可拆卸T型槽鋼,且通過(guò)螺栓與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(7)連接;所述側(cè)掛板的前端面采用帶孔網(wǎng)紋板(16)鋪設(shè),以使電器元件安裝和散熱,所述側(cè)掛板的后端面采用可拆卸鐵皮板或者鋁塑板封閉。
3.如權(quán)利要求2所述的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征在于:兩個(gè)電動(dòng)機(jī)具有相同的中等功率永磁同步電機(jī)或異步電機(jī);兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)彈性聯(lián)軸器(18)與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(17)同軸安裝連接;轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(17)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)量,并反饋回計(jì)算機(jī)(21)中進(jìn)行計(jì)算和顯示,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
4.如權(quán)利要求3所述的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征在于:電機(jī)控制器(15)由整流器、兩個(gè)逆變器及中央控制單元構(gòu)成;所述中央控制單元接收上位機(jī)指令,控制整流器及逆變器輸出所需電壓電流值以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);所述整流器能有效的將380V交流電整流為可供逆變器使用的直流電,且電壓值在有效范圍內(nèi)可調(diào);電機(jī)控制器(15)整體能實(shí)現(xiàn)共母線技術(shù),即實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能量回饋功能;電機(jī)控制器(15)與計(jì)算機(jī)(21)之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,對(duì)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制,對(duì)另一個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制;所述逆變器與電動(dòng)機(jī)之間包括三相動(dòng)力電纜和編碼器回饋信號(hào)線;電源濾波器(6)和電抗器(5)設(shè)置在電機(jī)控制器(15)的輸入端。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征在于:LED指示燈板(12)包括上電指示燈(23)、運(yùn)行指示燈(24)和功率流指示燈(25);分別顯示實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的供電狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài),以及兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間和電網(wǎng)之間的功率流向和工作狀態(tài);直流電源(4)為電機(jī)控制器(15)、電壓傳感器(10)、電流傳感器(9)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(17 )、電壓電流表(11)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速表(13)供給相應(yīng)直流穩(wěn)壓電源;所述線纜滿足相應(yīng)用電器材功率需求。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征在于:所述開(kāi)關(guān)包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體系統(tǒng)的急停開(kāi)關(guān),以及兩個(gè)分別對(duì)動(dòng)力電及低壓電進(jìn)行保護(hù)的接觸器及高低壓空氣開(kāi)關(guān)(3 )。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK203787004SQ201420054755
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】宋強(qiáng), 羅淋, 吳小同 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)