[发明专利]一种能够实现能量回收的教学实验台

说明书

本发明的能够实现能量回收的教学实验台，涉及教学实验设备领域，包括上位机、CAN分析仪、第一电机控制器、第一电机、重力势能装置、第二电机控制器、第二电机、弹性势能装置、第三电机控制器、第三电机、惯性势能装置和储能电池；上位机通过CAN分析仪分别与第一电机控制器、第二电机控制器和第三电机控制器电连接；第一电机控制器分别与第一电机和储能电池电连接；第一电机与重力势能装置机械连接；第二电机控制器分别与第二电机和储能电池电连接；第二电机与弹性势能装置机械连接；第三电机控制器分别与第三电机和储能电池电连接；第三电机与惯性势能装置机械连接。本发明能够对重力、弹性和惯性势能三种势能形式的回收进行研究。

技术领域

本发明涉及教学实验设备领域，尤其涉及一种能够实现能量回收的教学实验台。

背景技术

人类经济日益发展的同时伴随着对资源的不断开采和消耗，人们开始逐渐对资源和环境问题产生密切的关注。如何合理高效地使用资源，以及实现能量的循环利用成为工程师急于解决的问题。

在机械工程领域中，在能量消耗的同时也常常伴有能量的流失，因此对能量的回收技术至关重要。常见的能量回收形式有重力势能的回收、弹性势能的回收和惯性势能的回收。现有的能量回收装置普遍存在回收效率较低以及制作成本较高的问题。现如今回收势能的主要方式是液压回收系统，其次，飞轮回收系统也占据一定的比例。在实际应用中，这两种节能途径的技术并不孤立，通常紧密联合在一起，相互渗透，形成综合的节能技术。当前的液压回收系统由于液压缸与活塞等结构的问题，在势能回收的过程中不可避免的会存在效率较低的问题，这是由于回收能量的过程中大部分以热能的形式散失造成的；同样，在飞轮回收系统中，由于飞轮不能处于绝对真空的环境，以及轴承精密程度不够等原因，导致其能量回收的效果达不到预期效果。

为进行以上三种不同势能形式的回收方式、回收效率、回收过程等方面的研究，同时对学生提供机械和电气部件拆装、软件编程、系统功能拓展等实验，需要开发一种能够实现能量回收的教学实验台。

发明内容

本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种能够实现能量回收的教学实验台，以对重力势能、弹性势能和惯性势能三种不同势能形式的回收方式、回收效率、回收过程等方面进行研究，同时为学生提供机械和电气部件拆装、软件编程、系统功能拓展等实验。

本发明技术方案如下：一种能够实现能量回收的教学实验台，其特征在于：包括上位机、CAN分析仪、第一电机控制器、第一电机、重力势能装置、第二电机控制器、第二电机、弹性势能装置、第三电机控制器、第三电机、惯性势能装置和储能电池；所述重力势能装置、弹性势能装置和惯性势能装置安装在试验台上；所述上位机与所述CAN分析仪电连接，所述CAN分析仪分别与所述第一电机控制器、第二电机控制器和第三电机控制器电连接；所述第一电机控制器分别与所述第一电机和储能电池电连接，所述第一电机控制器用于控制所述第一电机以电动机或发电机模式工作，以及用于在第一电机与所述储能电池之间进行交流电与直流电的相互变换；所述第一电机与所述重力势能装置机械连接，所述第一电机在电动机模式下工作时，所述第一电机驱动所述重力势能装置储存重力势能，所述第一电机在发电机模式下工作时，所述重力势能装置释放重力势能并驱动所述第一电机发电；所述第二电机控制器分别与所述第二电机和储能电池电连接，所述第二电机控制器用于控制所述第二电机以电动机或发电机模式工作，以及用于在第二电机与所述储能电池之间进行交流电与直流电的相互变换；所述第二电机与所述弹性势能装置机械连接，所述第二电机在电动机模式下工作时，所述第二电机驱动所述弹性势能装置储存弹性势能，所述第二电机在发电机模式下工作时，所述弹性势能装置释放弹性势能并驱动所述第二电机发电；所述第三电机控制器分别与所述第三电机和储能电池电连接，所述第三电机控制器用于控制所述第三电机以电动机或发电机模式工作，以及用于在第三电机与所述储能电池之间进行交流电与直流电的相互变换；所述第三电机与所述惯性势能装置机械连接，所述第三电机在电动机模式下工作时，所述第三电机驱动所述惯性势能装置储存惯性势能，所述第三电机在发电机模式下工作时，所述惯性势能装置释放惯性势能并驱动所述第三电机发电。