[實用新型]一種具有調速控制功能的多功能轉子實驗臺

有效

• 申請號: 201420008594.6
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN203689171U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 張惠平;王燦
• 申請（專利權）人: 武漢世紀傳承科技有限公司
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種測量與控制技術領域使用的實驗裝置，尤其涉及一種用于教學、科研實驗的具有調速控制功能的多功能轉子實驗臺。

背景技術

轉子實驗臺是很多高校必不可少的實驗教學設備，它能夠模擬旋轉機械的工作情況和故障情況，例如對轉子不平衡、軸不對中等情況進行模擬仿真。現有的轉子實驗臺用手動方式調速，通過模擬電路發送不同占空比的PWM波來改變直流電機轉速，對電機轉子速度的控制不夠精確。另外，其最大的問題是無法用計算機自動進行調速控制，使得PID調速控制實驗等需要轉速反饋控制的實驗無法在這種轉子實驗臺上進行，極大地限制了轉子實驗臺的使用范圍。

發明內容

為解決上述轉子實驗臺不能精確控制轉速并且實時監測轉速并達到反饋控制轉速的目的，本實用新型提供了一種具有調速控制功能的多功能轉子實驗臺，包括轉子試驗臺和調速控制箱；所述轉子試驗臺包括底座、左主軸支座、左傳感器支座、主軸、飛輪、右傳感器支座、右主軸支座、聯軸器、電機支座、編碼器、直流電機、測速齒輪；所述調速控制箱包括LED速度顯示屏、正轉/反轉按鈕、調速電位器、手動/自動按鈕、電源開關、AC220V插座、電機接口、編碼器接口、PC機USB接口、箱體外殼、運動控制板、電機驅動器、開關電源；其中，所述調速控制箱的電機接口連通運動控制板與直流電機以方便對運動控制板對直流電機進行控制；所述調速控制箱的編碼器接口連通運動控制板與編碼器以將編碼器采集的信號傳輸到運動控制板；所述調速控制箱的PC機USB接口連接PC機與運動控制板以方便PC機向運動控制板發送指令。

在上述技術方案中，左主軸支座、右主軸支座、左傳感器支座、右傳感器支座通過螺栓固定在底板上；主軸貫穿左主軸支座和右主軸支座并在左主軸支座和右主軸支座的支撐下繞其軸線自由旋轉；電機支座通過螺栓固定在底板上，直流電機固定在電機支座上；編碼器安裝在直流電機的尾部以測量直流電機的轉子轉速；測速齒輪固定在主軸上，安裝在靠近左傳感器支座的地方，左傳感器支座上安裝有與測速齒輪對應的測速傳感器；飛輪固定在主軸上，安裝在靠近右傳感器支座的地方，右傳感器支座上安裝有與飛輪對應的測速傳感器；主軸與直流電機通過聯軸器連接在一起，使得直流電機驅動主軸旋轉。

在上述技術方案中，運動控制板固定在調速控制箱內底部靠近PC機USB接口的位置，電機驅動器固定在調速控制箱內底部靠近運動控制板左邊的位置，開關電源固定在調速控制箱內右側。

在上述技術方案中，運動控制板包括有電源供電模塊、嵌入式ARM7控制模塊、直流電機驅動模塊、USB接口通訊模塊、數碼管顯示模塊、模式切換模塊。

在上述技術方案中，電源供電模塊與AC220V插座連接以提供穩定的工作電壓；嵌入式ARM7控制模塊連接和控制運動控制板的其他各個模塊；直流電機驅動模塊與電機驅動器連接以產生直流電機驅動信號；USB接口通訊模塊與編碼器接口、PC機USB接口相連以實現PC機、編碼器與嵌入式ARM7控制模塊之間的通訊；數碼管顯示模塊與LED速度顯示屏連接以產生用于顯示所采集到的實時速度值的顯示驅動信號；模式切換模塊與手動/自動按鈕相連接以切換調速控制箱的工作模式。

本實用新型取得了以下技術效果：

1）控制轉速的方式多樣，可以采用手動與自動兩種方式。

2）解決了以前計算機只能被動顯示轉速值的缺點，現在計算機也能夠主動發送電機控制指令，控制電機的轉速。

3）轉速控制箱的面板上有數碼管，可以精確顯示電機的實時轉速，方便調速。

4）通過自動模式，轉子實驗臺的調速實現閉環控制，可以進行轉子實驗臺的PID調速控制試驗等。

5）設計方法先進，造型美觀，裝置小巧。

附圖說明

圖1為具有調速控制功能的多功能轉子實驗臺的結構組成示意圖；

圖2為具有調速控制功能的多功能轉子實驗臺調速控制箱的背面視圖；

圖3為具有調速控制功能的多功能能轉子實驗臺調速控制箱的箱體結構圖；

圖4為具有調速控制功能的多功能轉子實驗臺調速控制的工作流程圖；