[实用新型]一种小型化的组合式电机实验仪器

说明书

本实用新型涉及一种小型化的组合式电机实验仪器，包括电机控制仪器主机、直流电机机组和无刷电机机组，电机控制仪器主机内具有数字信号处理器DSP主芯片，PWM信号电路、电机驱动电路、电流检测与调理电路、传感信号电路、驱动电路、信号放大电路和DAC电路，电机控制仪器主机上设置有六位数码管、直流电机控制接口、无刷电机控制接口、制动器接口、传感信号接口、各控制按键和功能选择旋钮。本实验仪器采用高性能DSP芯片，能实现对小型电机进行准确的控制、测量和显示等功能，适合于电工学、电机与拖动等课程的实践与教学的实验。

技术领域

本实用新型涉及一种小型化的组合式电机实验仪器，属于电子技术应用和实验应用的领域。

背景技术

随着对电机控制技术要求的不断提高，普通的实验手段越来越不能满足控制要求，数字信号处理器(DSP)技术的发展为先进控制理论以及复杂控制算法的实现提供了有力的支持。由于数字信号处理器具有灵活、抗干扰能力强、运行速度快、扩展性强、外设丰富等优点，随着处理器的不断发展和性价比的不断提高，DSP已广泛应用于通信、工业测量、工业控制等许多领域。

现有的电机实验大多都是传统的控制方式，且以验证性实验为主，实验内容和手段较单一，而传统仪器都采用工业用大电机机组，虽然能贴近实际工业应用，但也带来了很多弊端，设备庞大，移动不便，噪音、耗电量大，以及在实验过程中安全性差等。而掌握各类电机的工作和控制原理，以及必要的DSP知识是现代电机、电气工程专业人才培养的需要。

为满足实验和教学需求，本实用新型是设计了一种基于新型DSP技术的小型化的组合式电机实验仪器，可组合并完成直流电机、无刷直流电机的控制和调速实验。适用于电工学，电机与拖动，电气装备等课程的实验与实践应用，可更好的将理论知识运用到实践中。

实用新型内容

针对现有的测量和实验仪器的不足，本实用新型设计的小型化的组合式电机实验仪器，采用数字信号处理器来高效方便的完成对不同类型的电机的控制，本实用新型采用模块化设计，内部有供电电源、DSP电机控制电路、检测电路和有关控制对象等组成。

本实用新型的实验仪器包括电机控制仪器主机、直流电机机组和无刷电机机组；电机控制仪器主机内具有数字信号处理器DSP主芯片，PWM信号电路、电机驱动电路、电流检测与调理电路、电机传感电路、显示驱动电路、信号放大电路和DAC电路。

电机控制仪器主机内的数字信号处理器DSP主芯片，PWM信号电路、电机驱动电路、电机、电流检测与调理电路依次相连，电流检测与调理电路与DSP主芯片相连；其DSP主芯片、显示驱动电路、数码显示电路依次相连；其电机、电机传感电路、DSP主芯片依次相连；其DSP主芯片、信号放大电路、DAC电路、制动器、电机依次相连。

电机控制仪器主机上设置有六位数码管、直流电机控制接口、无刷电机控制接口、制动器接口、传感信号接口、显示按键、启动按键、停止按键、方向按键、信号通信端口和功能选择旋钮。

本实用新型的直流电机机组采用额定电压5V的小型直流电机，具有直流电机、光电编码传感、制动器、弹性联轴器和直流电机底座；其无刷电机机组采用额定电压为24V的具有霍尔传感的小型无刷电机，具有无刷电机、制动器、弹性联轴器和无刷电机底座。

为了能够更好地实现对电机的控制，同时利于拓展，本实用新型的电机控制的主芯片采用TMS320F28X系列芯片。TMS320F28X芯片是TI公司新推出的数字信处理器，是32位控制专用的，运算速度高达150MIPS的数字信号处理器，集成了丰富的电机外设和外围接口，它既有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理和控制功能，有12位的ADC和六路PWM控制信号，特别适用于工业自动化控制、电机伺服控制等有大量数据处理的场合。

为方便显示，引入了六位数码管，方便显示速度和电流等信息，同时实验仪设置了与PC机相连的信号通信端口，以方便信号的更好地显示和分析。