Стенд для исследования систем управления электроприводом

Устройство относится к средствам управления и/или регулирования электрических двигателей. Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение состоит в расширении возможностей исследования существующих и разработки новых систем управления электроприводом за счет включения исследуемых реальных электроприводов в набор виртуальных блоков в прикладных программных системах математического моделирования. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность использования реальных электродвигателей в качестве блоков виртуальных математических моделей разрабатываемых в различных программных комплексах, что позволяет исследовать существующие и создавать новые системы управления электроприводом и отсутствие необходимости наличия лицевой панели с органами управления, контрольными точками, коммутационными гнездами, индикаторами цифровых приборов и т.д., так как все управление может быть реализовано в виде математической модели в среде различных программных комплексов. 1 н.п.ф. Илл. 1

Настоящее устройство относится к средствам управления и/или регулирования электрических двигателей.

Из существующего уровня развития техники известны лабораторные стенды, предназначенные для изучения автоматизированного электропривода, силовой преобразовательной техники, систем управления электроприводами и систем автоматического управления, состоящие из корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола;

дополнительного силового модуля; двух машинных агрегатов работающих в системе генератор-двигатель. В состав первого машинного агрегата входит два электродвигателя постоянного тока. В состав второго машинного агрегата входит один электродвигатель постоянного тока и один асинхронный электродвигатель с фазным ротором. На лицевой панели изображаются электрические схемы объектов исследования. На панели установлены коммутационные гнезда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов. Так же на лицевую панель выводятся контрольные точки входных, промежуточных и выходных сигналов силовой преобразовательной техники. К лабораторным стендам прилагается программное обеспечение, которое позволяет управлять всеми встроенными системами стенда с компьютера и контролировать работу стенда с отображением всех параметров на экране компьютера. http://www.centmtc.ru/нтц-24-000-электропривод-c-мпсу/

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение состоит в расширении возможностей исследования существующих и разработке новых систем управления электроприводом за счет включения исследуемых реальных электроприводов в набор виртуальных блоков в прикладных программных системах математического моделирования.

Данная задача достигается за счет того, что стенд включает в себя последовательно соединенные входами и выходами цифровой преобразователь интерфейсов, микроконтроллер, преобразователь сигналов высокого напряжения, датчики углового перемещения, датчики тока, датчики напряжения, преобразователь внешнего напряжения, один двигатель постоянного тока с независимым возбуждением с возможностью измерения контролируемых параметров, один асинхронный двигатель переменного тока с возможностью измерения контролируемых параметров и двух двигателей постоянного тока без возможности измерения параметров, служащих для создания нагрузки на валах исследуемых двигателей. Стенд может быть выполнен на одном микроконтроллере, имеющем восемь выходных каналов, восемь входных аналоговых каналов и четыре входных цифровых канала. Стенд может быть соединен с компьютером через USB-интерфейс. Стенд включает в себя драйвер, позволяющий передавать команды на микроконтроллер и получать данные от микроконтроллера в любой из программ компьютерного моделирования поддерживающих СОМ или NET framework технологию. Питание микроконтроллера и датчиков стенда может осуществляется от компьютера через USB-интерфейс. Стенд может быть выполнен в виде одной платы размещенной в компактном корпусе. Двигатели для создания нагрузки могут располагаться как соосно валу исследуемых двигателей, так и иметь между валами зубчатую, цепную или ременную передачу.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является:

- возможность использования реальных электродвигателей в качестве блоков виртуальных математических моделей разрабатываемых в различных программных комплексах, что позволяет исследовать существующие и создавать новые системы управления электроприводом.

- отсутствие лицевой панели с органами управления, контрольными точками, коммутационными гнездами, индикаторами цифровых приборов и т.д., так как все управление может быть реализовано в виде математической модели в среде различных программных комплексов.

Устройство поясняется фиг.1, на которой изображена блок-схема стенда.

Стенд получает внешнее электропитание 1 на преобразователь внешнего питания 2 и через преобразователь сигналов высокого напряжения 3 подает его на двигатели постоянного тока 4, которые используются для создания нагрузки на валу двигателя постоянного тока 5 и асинхронного двигателя 6. Двигатели 5 и 6 также получают электропитание от преобразователя сигналов высокого напряжения 3. Двигатели 5 и 6 оснащены датчиками тока 7, датчиками напряжения 8 и датчиками вращения 9 сигналы от которых передаются на микроконтроллер 10 который соединен через USB-преобразователь 11 с компьютером 12.

Устройство работает следующим образом. В стационарном состоянии сигналы от компьютера 12 не передаются и не принимаются. В случае необходимости воспользоваться устройством от компьютера 12 через USB-преобразователь 11 на микроконтроллер 10 подается сигнал задания скорости вращения двигателя 5 или 6, через некоторое время, при необходимости, подается сигнал задания нагрузки для двигателя 4. Полученные сигналы передаются на двигатели через преобразователь сигналов высокого напряжения 3. Микроконтроллер 10 принимает сигналы истинных значений параметров от датчиков 7, 8 и 9 и передает их на компьютер 10. В зависимости от решаемой задачи и полученных данных программное обеспечение компьютера 10 корректирует задания для двигателей и отображает переданные и полученные данные в виде графиков на экране.

1. Стенд, содержащий последовательно соединенные входами и выходами цифровой преобразователь интерфейсов, микроконтроллер, преобразователь сигналов высокого напряжения, датчики углового перемещения, датчики тока, датчики напряжения, преобразователь внешнего напряжения, один двигатель постоянного тока с независимым возбуждением с возможностью измерения контролируемых параметров, один асинхронный двигатель переменного тока с возможностью измерения контролируемых параметров и двух двигателей постоянного тока без возможности измерения параметров, служащих для создания нагрузки на валах исследуемых двигателей.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он выполнен на одном микроконтроллере, имеющем восемь выходных каналов, восемь входных аналоговых каналов и четыре входных цифровых канала.

3. Стенд по п.1 или 2, отличающийся тем, что он включает в себя соединение с компьютером через USB-интерфейс.

4. Стенд по п.3, отличающийся тем, что он включает в себя драйвер, позволяющий передавать команды на микроконтроллер и получать данные от микроконтроллера в любой из программ компьютерного моделирования, поддерживающих СОМ или NET framework технологию.

5. Стенд по п.1 или 4, отличающийся тем, что питание микроконтроллера и датчиков осуществляется от компьютера через USB-интерфейс.

6. Стенд по п.1 или 4, отличающийся тем, что он выполнен в виде одной платы, размещенной в компактном корпусе.

7. Стенд по п.1 или 4, отличающийся тем, что двигатели для создания нагрузки могут располагаться как соосно валу исследуемых двигателей, так и иметь между валами зубчатую, цепную или ременную передачу.