本實(shí)用新型涉及一種直流力矩電機(jī)原理與旋轉(zhuǎn)變壓器測試的教學(xué)用具，尤其涉及一種直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在教學(xué)過程中，直流力矩電機(jī)原理與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)的處理主要靠教師的講解，沒有具體的測試實(shí)驗(yàn)裝置，教師難以講透，學(xué)生難以理解其原理，授課中又缺少輔助手段，因此，設(shè)計(jì)一種直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試的教學(xué)用具，使教師在講解直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)時(shí)候，做到淺顯易懂，成為亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置，應(yīng)用至院校相關(guān)專業(yè)，可以幫助學(xué)生理解直流力矩電機(jī)及角度旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理和信號(hào)特征，同時(shí)方便維修人員掌握正確的信號(hào)特征，對(duì)相關(guān)故障部件進(jìn)行定位，提高維修人員的維修能力。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案：直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置，包括驅(qū)動(dòng)控制裝置、電源組件、角度和轉(zhuǎn)速顯示電路、控制開關(guān)、指示燈與信號(hào)測試孔；
所述驅(qū)動(dòng)控制裝置分別與所述角度和轉(zhuǎn)速顯示電路、所述指示燈與信號(hào)測試孔連接，所述控制開關(guān)與所述驅(qū)動(dòng)控制裝置連接；
所述驅(qū)動(dòng)控制裝置包括主控板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、力矩電機(jī)、增量光電編碼器，所述主控板與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述力矩電機(jī)連接；所述力矩電機(jī)與所述增量光電編碼器連接，所述增量光電編碼器與所述主控板連接；
所述電源組件與所述主控板連接，所述電源組件還與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接。
前述的直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置中，所述主控板包括PWM信號(hào)產(chǎn)生電路、旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路和主控電路，所述PWM信號(hào)產(chǎn)生電路與所述主控電路相互連接，所述主控電路與所述旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路相互連接。
前述的直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置中，所述力矩電機(jī)與所述增量光電編碼器通過聯(lián)軸器同軸連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型提供的直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用至院校相關(guān)專業(yè)，可用于演示力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)特征，以及角度旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)特征，可以幫助學(xué)生解力矩電機(jī)和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理和信號(hào)特征，同時(shí)方便維修人員掌握正確的信號(hào)特征，從而幫助判斷故障信號(hào)，對(duì)相關(guān)故障部件進(jìn)行定位，提高維修人員的維修能力。
上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型提供的直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中的標(biāo)記為：1-驅(qū)動(dòng)控制裝置，2-電源組件，3-角度和轉(zhuǎn)速顯示電路，4-控制開關(guān)，5-指示燈與信號(hào)測試孔，11-主控板，12-電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，13-力矩電機(jī)，14-增量光電編碼器，21-PWM信號(hào)產(chǎn)生電路，22-旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路，23-主控電路。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型限制的依據(jù)。
直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示，包括驅(qū)動(dòng)控制裝置1、電源組件2、角度和轉(zhuǎn)速顯示電路3、控制開關(guān)4、指示燈與信號(hào)測試孔5；
所述驅(qū)動(dòng)控制裝置1分別與所述角度和轉(zhuǎn)速顯示電路3、所述指示燈與信號(hào)測試孔5連接，所述控制開關(guān)4與所述驅(qū)動(dòng)控制裝置1連接；
所述驅(qū)動(dòng)控制裝置1包括主控板11、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12、力矩電機(jī)13、增量光電編碼器14，所述主控板11與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12與所述力矩電機(jī)13連接；所述力矩電機(jī)13與所述增量光電編碼器14連接，所述增量光電編碼器14與所述主控板11連接；
所述電源組件2與所述主控板11連接，所述電源組件2還與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12連接。
所述主控板11包括PWM信號(hào)產(chǎn)生電路21、旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路22和主控電路23，所述PWM信號(hào)產(chǎn)生電路21與所述主控電路23相互連接，所述主控電路23與所述旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路22相互連接。
所述力矩電機(jī)13與所述增量光電編碼器14通過聯(lián)軸器同軸連接。
主控板11主要由主制電路23、旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路22和PWM信號(hào)產(chǎn)生電路21組成。主制電路23用于對(duì)整個(gè)裝置信號(hào)產(chǎn)生時(shí)序進(jìn)行控制；旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)產(chǎn)生電路22用于接收增量光電編碼器14輸出的角度數(shù)字信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，再經(jīng)轉(zhuǎn)換可模擬產(chǎn)生角度旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的粗、精通道角度正余弦信號(hào)；PWM信號(hào)產(chǎn)生電路21用于接收控制信號(hào)，產(chǎn)生力矩電機(jī)所使用的PWM信號(hào)。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)器12主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和放大電路組成，用于PWM信號(hào)進(jìn)行放大以驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)。角度和轉(zhuǎn)速顯示電路3用于顯示力矩電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和速度。控制開關(guān)4主要有電源開關(guān)、轉(zhuǎn)速控制開關(guān)、轉(zhuǎn)位控制開關(guān)和模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，電源開關(guān)負(fù)責(zé)接通和斷開整個(gè)裝置的電源，轉(zhuǎn)速控制開關(guān)用于對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)位控制開關(guān)用于對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行控制，模式轉(zhuǎn)換開關(guān)用于對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和位置測量的選擇。指示燈包括電源指示、電機(jī)正轉(zhuǎn)指示和反轉(zhuǎn)指示燈，整個(gè)裝置接通電源時(shí)電源指示點(diǎn)亮，在轉(zhuǎn)速模式下電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)正轉(zhuǎn)指示亮，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)反轉(zhuǎn)指示燈亮。測試孔用于引出供電電源、PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)、角度轉(zhuǎn)換的粗通道和精通道正余弦信號(hào)，方便進(jìn)行測試。
電源組件2產(chǎn)生力矩電機(jī)13和整個(gè)裝置內(nèi)部電路所需的各種電源，為該實(shí)驗(yàn)裝置供電。
直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用至院校相關(guān)專業(yè)，可用于演示力矩電機(jī)的工作過程，力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)特征，以及角度旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)特征；能夠演示雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗、精通道輸出信號(hào)關(guān)系，可以幫助學(xué)生解力矩電機(jī)和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理和信號(hào)特征，方便維修人員掌握正確的信號(hào)特征，從而幫助判斷故障信號(hào)，對(duì)相關(guān)故障部件進(jìn)行定位，提高維修人員的維修能力。
直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法：
(一)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)測試
1.準(zhǔn)備工作：連接好電源線，將電機(jī)轉(zhuǎn)盤上的箭頭轉(zhuǎn)至0位置，模式選擇開關(guān)撥至轉(zhuǎn)速控制一邊，轉(zhuǎn)速控制開關(guān)撥到0位置，打開電源開關(guān)為系統(tǒng)供電。
2.測試供電電源：觀察電源指示燈是否點(diǎn)亮，正常應(yīng)點(diǎn)亮，轉(zhuǎn)速顯示窗應(yīng)顯示0，用萬用表表筆探測+24V測試孔，電壓應(yīng)為+24V。
3.測試電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)：轉(zhuǎn)速控制開關(guān)在0位置時(shí)，用示波器表筆探測PWM測試孔，可觀察到電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)的占空比為50％，電機(jī)不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速顯示窗應(yīng)顯示0；將轉(zhuǎn)速控制開關(guān)到+1位置，用示波器表筆探測PWM測試孔，可觀察到電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)的占空比約為55％，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速顯示窗應(yīng)顯示+5，表示電機(jī)轉(zhuǎn)速為5r/min，正轉(zhuǎn)指示燈亮；將轉(zhuǎn)速控制開關(guān)到+2位置，用示波器表筆探測PWM測試孔，可觀察到電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)的占空比約為60％，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)比+1檔要快一些，轉(zhuǎn)速顯示窗應(yīng)顯示+10，表示電機(jī)轉(zhuǎn)速為10r/min，正轉(zhuǎn)指示燈亮；將轉(zhuǎn)速控制開關(guān)到-1位置，用示波器表筆探測PWM測試孔，可觀察到電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)的占空比約為45％，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速顯示窗應(yīng)顯示-5，表示電機(jī)反向轉(zhuǎn)速為5r/min，反轉(zhuǎn)指示燈亮；將轉(zhuǎn)速控制開關(guān)到-2位置，用示波器表筆探測PWM測試孔，可觀察到電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)的占空比約為40％，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)比-1檔要快一些，轉(zhuǎn)速顯示窗應(yīng)顯示-10，表示電機(jī)反向轉(zhuǎn)速為10r/min，反轉(zhuǎn)指示燈亮。
總結(jié)：PWM信號(hào)占空比為50％，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；PWM信號(hào)占空比大于50％，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，占空比越大轉(zhuǎn)速越快；PWM信號(hào)占空比小于50％，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，占空比越小轉(zhuǎn)速越快。
(二)雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)測試
1.粗、精通道角度轉(zhuǎn)換信號(hào)比例關(guān)系測試
(1)準(zhǔn)備工作：連接好電源線，將電機(jī)轉(zhuǎn)盤上的箭頭轉(zhuǎn)至0位置，模式選擇開關(guān)撥至轉(zhuǎn)速控制一邊，轉(zhuǎn)速控制開關(guān)撥到0位置，打開電源開關(guān)為系統(tǒng)供電。
(2)信號(hào)測試：將轉(zhuǎn)速控制開關(guān)撥到1位置，同時(shí)使用示波器的兩個(gè)通道，一只表筆探測粗級(jí)正弦(或粗級(jí)余弦)，另一只表筆探測精級(jí)正弦(或精級(jí)余弦)，觀察示波器粗級(jí)波形周期與精級(jí)周期的關(guān)系(本系統(tǒng)為32倍，與定位定向系統(tǒng)雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換倍數(shù)一致)。
2.轉(zhuǎn)動(dòng)角度與輸出信號(hào)關(guān)系測試
(1)準(zhǔn)備工作：連接好電源線，將電機(jī)轉(zhuǎn)盤上的箭頭轉(zhuǎn)至0位置，模式選擇開關(guān)撥至轉(zhuǎn)位控制一邊，轉(zhuǎn)速控制開關(guān)撥到0位置，轉(zhuǎn)位控制開關(guān)撥到0位置，打開電源開關(guān)為系統(tǒng)供電。
(2)單一通道信號(hào)測試：同時(shí)使用示波器的兩個(gè)通道，一只表筆探測粗級(jí)正弦，另一只表筆探測粗級(jí)余弦，從0開始緩慢調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位控制開關(guān)，觀察示波器上顯示的兩路信號(hào)變化，轉(zhuǎn)位控制開關(guān)從0調(diào)到90時(shí)，粗級(jí)正弦的波形峰值應(yīng)從0變化到最大，粗級(jí)余弦的波形峰值應(yīng)從最大變化到0；轉(zhuǎn)位控制開關(guān)從90調(diào)到180時(shí)，粗級(jí)正弦的波形峰值應(yīng)從最大變化到最大0，粗級(jí)余弦的波形峰值應(yīng)從0變化到最大。正弦與余弦相位相差180°。測試精級(jí)正余弦時(shí)，正弦與余弦相位相差180°。
(3)粗、精通道信號(hào)比較測試：同時(shí)使用示波器的兩個(gè)通道，一只表筆探測粗級(jí)正弦(或粗級(jí)余弦)，另一只表筆探測精級(jí)正弦(或精級(jí)余弦)，從0開始緩慢調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位控制開關(guān)，觀察示波器上顯示的兩路信號(hào)變化，轉(zhuǎn)位控制開關(guān)從0調(diào)到90時(shí)，粗級(jí)正弦的波形峰值應(yīng)從0變化到最大，精級(jí)正弦的波形峰值較粗級(jí)變化了32個(gè)周期，從而也反應(yīng)了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器粗精通道信號(hào)角度轉(zhuǎn)換的關(guān)系。
本實(shí)用新型提供的直流力矩電機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器測試實(shí)驗(yàn)裝置供電電壓為：交流220V。
以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變動(dòng)，這些改進(jìn)和變動(dòng)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。