[發明專利]一種數字化電力電子實驗裝置

有效

• 申請號: 201510084658.X
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104616575B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 黃家才;施昕昕;張玎橙
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種數字化電力電子實驗裝置，其特征在于，包括實時控制單元(1)、信號保護模塊(2)和掛件區，所述掛件區插接實驗用模塊組件；

實驗用模塊組件與所述信號保護模塊(2)相連接，信號保護模塊(2)與實時控制單元(1)相連接；所述掛件區插接的實驗模塊組件為獨立組件結構，包括交流伺服電機硬件在環模塊(3)；

交流伺服電機硬件在環模塊(3)包括工作電機驅動控制器(10)、試驗用交流伺服電機(11)、扭矩傳感器單元(12)、可調負載單元(13)、負載控制器(14)；工作電機驅動控制器(10)、扭矩傳感器單元(12)、負載控制器(14)均與信號保護模塊(2)相連接；

試驗用交流伺服電機(11)連接在工作電機驅動控制器(10)、扭矩傳感器單元(12)之間；可調負載單元(13)連接在扭矩傳感器單元(12)、負載控制器(14)之間；

所述交流伺服電機硬件在環模塊(3)中，工作電機驅動控制器(10)包括高壓供電模塊(15)、光電隔離模塊(20)、功率芯片供電模塊(24)、功率驅動模塊(19)、編碼器模塊(21)、電流傳感器(22)、電壓傳感器(23)、工作電機電源模塊(16)、保護電路模塊(17)；

高壓供電模塊(15)與工作電機電源模塊(16)相連，光電隔離模塊(20)、功率芯片供電模塊(24)、工作電機電源模塊(16)、保護電路模塊(17)均與功率驅動模塊(19)相連，功率驅動模塊(19)連接試驗用交流伺服電機(11)；

實時控制單元(1)通過信號保護模塊(2)、光電隔離模塊(20)連接功率驅動模塊(19)，編碼器模塊(21)、電流傳感器(22)、電壓傳感器(23)均分別連接信號保護模塊(2)、交流伺服電機(11)；

工作電機電源模塊(16)輸出電機工作電源給功率驅動模塊(19)，高壓供電模塊(15)的電壓轉換后輸出電壓至工作電機電源模塊(16)轉換為電機工作電源，同時電機工作電源經過電源轉換芯片獲得功率芯片供電模塊(24)輸出的24V電源，以及為電流傳感器(22)、電壓傳感器(23)提供供電的±12V直流電源；

所述±12V直流電源連接電流傳感器(22)、電壓傳感器(23)，為電流傳感器(22)、電壓傳感器(23)提供電源；

所述實時控制單元(1)對交流伺服電機硬件在環模塊(3)的控制過程具體包括以下步驟：

S1，實時控制單元(1)通過信號保護模塊(2)采集電機轉子參考速度w_ref、電機轉子實測速度w、電機相電流i_a,i_b、輸入電機轉子角度θ；

S2，計算誤差e＝w_ref-w；

S3，進行速度環PI運算，得到控制量輸出K_P和K_I分別為速度環PI運算的比例系數和積分系數；

S4，根據u,i_a,i_b,θ進行Park變換、Clark變換、雙電流環PI運算，得到中間電壓變量U_α,U_β；

S5，根據中間電壓變量U_α,U_β，進行SVPWM變換，輸出PWM控制信號；

S6，PWM控制信號送給工作電機驅動控制器(10)，工作電機驅動控制器(10)控制交流伺服電機(11)運轉；

S7，輸出扭矩控制量給負載控制器(14),負載控制器(14)控制可調負載單元(3)輸出相應的負載。

2.根據權利要求1所述的數字化電力電子實驗裝置，其特征在于：所述實驗用模塊組件還包括單相橋式半控整流模塊(4)、三相交流調壓模塊(5)、單相交流調壓模塊(6)、三相晶閘管全/半控橋式整流模塊(7)、SPWM控制單相交直交變頻模塊(8)、IGBT直流斬波電路(9)。