一種數(shù)字化電力電子實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，具體設(shè)及的是一種采用數(shù)字化設(shè)計(jì)的電力電 子實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)將理論結(jié)合實(shí)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(dòng)手能力。但是現(xiàn)在國內(nèi)的設(shè)備均較 為簡(jiǎn)單且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少同時(shí)W驗(yàn)證為主，無法滿足學(xué)校日益要求的實(shí)驗(yàn)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(yàn)裝置一般是?？诙ㄖ蒲b置，不同的試驗(yàn)需要相 應(yīng)的裝置，試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)時(shí)控制單元、信號(hào)保護(hù)模塊和掛件區(qū)，掛件 區(qū)插接實(shí)驗(yàn)用模塊組件；
[0007] 試驗(yàn)用模塊組件均與信號(hào)保護(hù)模塊相連接，信號(hào)保護(hù)模塊與實(shí)時(shí)控制單元相連 接。
[000引掛件區(qū)插接的實(shí)驗(yàn)?zāi)K組件為獨(dú)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(shí)驗(yàn)和SVPWM實(shí)驗(yàn)和各種算法 的驗(yàn)證試驗(yàn)；單相橋式半控整流模塊可完成單相可控整流電路實(shí)驗(yàn)；=相交流調(diào)壓模塊可 完成=相調(diào)壓實(shí)驗(yàn)；單相交流調(diào)壓模塊可完成單相交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)；=相晶閩管全/半控橋 (零）式整流模塊可完成=相晶閩管整流實(shí)驗(yàn)；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(shí)驗(yàn)。
[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(dòng)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(dòng)控制器、扭矩傳感器單元、負(fù)載控制器均 與信號(hào)保護(hù)模塊相連接。
[0011] 試驗(yàn)用交流伺服電機(jī)連接在工作電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)模塊相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊連接試驗(yàn)用交流伺服 電機(jī)；
[0014] 實(shí)時(shí)控制單元通過信號(hào)保護(hù)模塊、光電隔離模塊連接功率驅(qū)動(dòng)模塊，編碼器模塊、 電流傳感器、電壓傳感器均分別連接信號(hào)保護(hù)模塊、交流伺服電機(jī)。
[0015] 實(shí)時(shí)控制單元產(chǎn)生六路PWM信號(hào)通過信號(hào)保護(hù)模塊輸送到工作電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器， 工作電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器和試驗(yàn)用交流伺服電機(jī)通過=相電源線、信號(hào)線相連，工作電機(jī)驅(qū)動(dòng) 控制器控制交流伺服電機(jī)的運(yùn)行，并獲得試驗(yàn)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(dòng)控制器采集到的交流伺服電機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過信號(hào)保護(hù)模塊傳送 給實(shí)時(shí)控制單元；
[0017] 實(shí)時(shí)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(shí)實(shí)時(shí)控制單元對(duì)扭矩傳感器單元的輸出信號(hào)通過信號(hào)保 護(hù)模塊實(shí)時(shí)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(gè)引線上均設(shè)置一個(gè)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(shí)時(shí)控制 單元經(jīng)過信號(hào)保護(hù)模塊輸出的PWM信號(hào)的控制，光禪在PWM控制信號(hào)作用下導(dǎo)通和關(guān)斷IPM 的輸入信號(hào)。
[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(dú)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(dòng) 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(shí)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(dòng) 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(hào)控制，光禪在PWM中的控制信號(hào)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(hào)；每路光禪都是 相同的結(jié)構(gòu)，控制六路信號(hào)。該里的光禪相當(dāng)于一個(gè)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(shí)時(shí)控制單元對(duì)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(shí)時(shí)控制單元采集電機(jī)轉(zhuǎn)子參考速度Wuf、電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)測(cè)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(jì)算誤差 e = Wref-w ;
[0032] S3,進(jìn)行速度環(huán)PI運(yùn)算，得到控制量輸出
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種數(shù)字化電力電子實(shí)驗(yàn)裝置，其特