[实用新型]一种网络化实时控制的电力电子及电机控制实验装置

说明书

本实用新型公开了一种网络化实时控制的电力电子及电机控制实验装置，涉及电力电子、电机控制领域，包括装有MATLAB/Simulink软件的电脑，HIL数据采集卡，电机驱动柜，不同种类的电机以及高性能路由器；用户可以在MATLAB/Simulink仿真软件中编写电力电子及电机控制的不同控制程序，并在编写控制程序时配置被控设备相连主机的IP地址，局域网中的其他电脑主机就可以通过局域网远程控制实验设备，解决传统的实验设备中一台电脑只能控制一台实验装置的问题，进而可以提高实验效率，降低实验设备采购的成本；同时结合外部的硬件电路就能够形成一个半实物的闭环仿真从而完成各种基础的电力电子和不同电机的控制实验。

技术领域

本实用新型涉及电力电子、电机控制领域，尤其一种网络化实时控制的电力电子及电机控制实验装置。

背景技术

电力电子是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科，是电力、电子、控制三大领域之间的交叉学科；而且当前大学本科实验教学设备均较为简单，且实验内容较少，常以验证实验为主，很少有教学的实验设备兼顾到科研用途，无法满足学校对学生综合性、研发性、先进性学习能力的培养。从而造成使用者无法发挥自身的主观能动性及其创造性思维。并且对于传统的高校实验设备普遍采用的是一台电脑主机匹配一套实验设备并且实验设备的采购数量受学校金额的限制，往往需要几名同学一起共用一台实验设备，从而降低学生做实验的效率。这样当实验设备不足时会降低实验的效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种网络化实时控制的电力电子及电机控制实验装置，用户可以在MATLAB/Simulink仿真软件中编写电力电子及电机控制的不同控制程序，并在编写控制程序时配置被控设备相连主机的IP地址，局域网中的其他电脑主机就可以通过局域网远程控制实验设备，解决传统的实验设备中一台电脑只能控制一台实验装置的问题，进而可以提高实验效率，降低实验设备采购的成本；同时结合外部的硬件电路就能够形成一个半实物的闭环仿真从而完成各种基础的电力电子和不同电机的控制实验。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种网络化实时控制的电力电子及电机控制实验装置，包含被控电脑、以及由多台主控电脑构成的局域网，还包含HIL数据采集卡、电机驱动柜、电机以及路由器；

其中，所述HIL数据采集卡包含数字I/O口、PWM信号输出、编码信号输入口、编码信号输出口、模拟信号输入口、模拟信号输出口；

所述电机驱动柜包括PWM控制信号隔离输入口、电压电流测量口、逆变电压输出口、编码器信号输入输出口、单向整流输出口、电机编码信号输出口；

所述电机包含均带有电机编码器信号输出口和电机驱动电压口的直流电机、单相交流电机和三相交流电机；

所述被控电脑通过路由器连接多台主控电脑，所述HIL数据采集卡和被控电脑相连；

通过HIL数据采集卡把被控电脑仿真软件中所编写的控制程序的实时运行指令传输到电机驱动柜，以及把电机的运行数据或电机驱动柜中采集到的逆变后的电压电流值数据实时反馈到被控电脑仿真软件所编写的程序中，进而形成一个硬件在环仿真；

电机驱动柜的逆变电压输出口连接到三相交流电机的电机驱动电压口，三相交流电机的电机编码器信号输出口连接到电机驱动柜的编码器信号输入输出口，电机驱动柜把电机的编码信号转化为电脑方便读取的数字信号；

电机驱动柜的数字输入口和HIL数据采集卡的数字I/O口相连，用于实现由仿真软件中的程序控制HIL数据采集卡的数字I/O口输出PWM波进行电力电子相关变换；

HIL数据采集卡的模拟信号输入口和电机驱动柜的电压电流测量口相连，用于把驱动柜单元的各个基础模块电力电子变换后的电压电流值进行反馈形成闭环，进而获得预期的电能参数；