[实用新型]一种具有调速控制功能的多功能转子实验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量与控制技术领域使用的实验装置，尤其涉及一种用于教学、科研实验的具有调速控制功能的多功能转子实验台。

背景技术

转子实验台是很多高校必不可少的实验教学设备，它能够模拟旋转机械的工作情况和故障情况，例如对转子不平衡、轴不对中等情况进行模拟仿真。现有的转子实验台用手动方式调速，通过模拟电路发送不同占空比的PWM波来改变直流电机转速，对电机转子速度的控制不够精确。另外，其最大的问题是无法用计算机自动进行调速控制，使得PID调速控制实验等需要转速反馈控制的实验无法在这种转子实验台上进行，极大地限制了转子实验台的使用范围。

发明内容

为解决上述转子实验台不能精确控制转速并且实时监测转速并达到反馈控制转速的目的，本实用新型提供了一种具有调速控制功能的多功能转子实验台，包括转子试验台和调速控制箱；所述转子试验台包括底座、左主轴支座、左传感器支座、主轴、飞轮、右传感器支座、右主轴支座、联轴器、电机支座、编码器、直流电机、测速齿轮；所述调速控制箱包括LED速度显示屏、正转/反转按钮、调速电位器、手动/自动按钮、电源开关、AC220V插座、电机接口、编码器接口、PC机USB接口、箱体外壳、运动控制板、电机驱动器、开关电源；其中，所述调速控制箱的电机接口连通运动控制板与直流电机以方便对运动控制板对直流电机进行控制；所述调速控制箱的编码器接口连通运动控制板与编码器以将编码器采集的信号传输到运动控制板；所述调速控制箱的PC机USB接口连接PC机与运动控制板以方便PC机向运动控制板发送指令。

在上述技术方案中，左主轴支座、右主轴支座、左传感器支座、右传感器支座通过螺栓固定在底板上；主轴贯穿左主轴支座和右主轴支座并在左主轴支座和右主轴支座的支撑下绕其轴线自由旋转；电机支座通过螺栓固定在底板上，直流电机固定在电机支座上；编码器安装在直流电机的尾部以测量直流电机的转子转速；测速齿轮固定在主轴上，安装在靠近左传感器支座的地方，左传感器支座上安装有与测速齿轮对应的测速传感器；飞轮固定在主轴上，安装在靠近右传感器支座的地方，右传感器支座上安装有与飞轮对应的测速传感器；主轴与直流电机通过联轴器连接在一起，使得直流电机驱动主轴旋转。

在上述技术方案中，运动控制板固定在调速控制箱内底部靠近PC机USB接口的位置，电机驱动器固定在调速控制箱内底部靠近运动控制板左边的位置，开关电源固定在调速控制箱内右侧。

在上述技术方案中，运动控制板包括有电源供电模块、嵌入式ARM7控制模块、直流电机驱动模块、USB接口通讯模块、数码管显示模块、模式切换模块。

在上述技术方案中，电源供电模块与AC220V插座连接以提供稳定的工作电压；嵌入式ARM7控制模块连接和控制运动控制板的其他各个模块；直流电机驱动模块与电机驱动器连接以产生直流电机驱动信号；USB接口通讯模块与编码器接口、PC机USB接口相连以实现PC机、编码器与嵌入式ARM7控制模块之间的通讯；数码管显示模块与LED速度显示屏连接以产生用于显示所采集到的实时速度值的显示驱动信号；模式切换模块与手动/自动按钮相连接以切换调速控制箱的工作模式。

本实用新型取得了以下技术效果：

1）控制转速的方式多样，可以采用手动与自动两种方式。

2）解决了以前计算机只能被动显示转速值的缺点，现在计算机也能够主动发送电机控制指令，控制电机的转速。

3）转速控制箱的面板上有数码管，可以精确显示电机的实时转速，方便调速。

4）通过自动模式，转子实验台的调速实现闭环控制，可以进行转子实验台的PID调速控制试验等。

5）设计方法先进，造型美观，装置小巧。

附图说明

图1为具有调速控制功能的多功能转子实验台的结构组成示意图；

图2为具有调速控制功能的多功能转子实验台调速控制箱的背面视图；

图3为具有调速控制功能的多功能能转子实验台调速控制箱的箱体结构图；

图4为具有调速控制功能的多功能转子实验台调速控制的工作流程图；