【技术实现步骤摘要】
一种具有保护功能的直流电机实训装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及电机实验装置，特别是一种具有保护功能的直流电机实训装置，属于电机控制与保护
技术介绍
[0002]直流电动机有优良的控制性能，其机械特性和调速特性均为平行的直线，这是各类交流电动机所没有的特性。此外，直流电动机还有起动转矩大、效率高、调速方便、动态特性好等特点。由于直流电动机的转速与磁场成反比，一旦磁场小于最低允许值，电机的速度将超过最大允许值。所以直流电动机磁场回路的接线要可靠，并且有检测励磁电流大小的弱磁保护。并励电动机或他励电动机，如果励磁绕组断开，则电机超速，非常危险，严重时整流子和绕组都会损坏，就是通常所说的飞车事故。
[0003]目前在一些教学实训实验室中使用的他励直流电动机在电枢回路和励磁回路均设置了电源开关，分别控制电枢电源及励磁电源的通断。从直流电动机原理可以看出，他励直流电动机必须先要有励磁电流后才能给电枢加电压，如果没有励磁，电机的电流就非常大，理论上电机的转速就趋于无穷大了，这极易损坏电机，甚至会造成人身伤害。在他励直流电动机起动的教学实训注意事项中明确要求：他励直流电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻调至最小，先接通励磁电源,使励磁电流最大,同时必须将电枢串联起动电阻调至最大,然后方可接通电枢电源，使电动机正常起动；起动后，将起动电阻调至零，使电机正常工作。他励直流电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源；同时必须将电枢串联的起动电阻调回到最大值，励磁回路串联的电阻调回到最小值，给下次起动作好...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有保护功能的直流电机实训装置，其特征在于，包括：电源输入接口（1）、励磁单元（2）、励磁电压检测单元（3）、电枢电压单元（4）、电枢电压检测单元（5）、直流电机（6）、稳压电源单元（7）、控制单元（8）、驱动单元（9）、告警与指示单元（10）、显示单元（11）；其中：电源输入接口（1）为装置提供供电接口，与励磁单元（2）、电枢电压单元（4）、稳压电源单元（7）构成电气连接；励磁单元（2）是为本装置的直流电机提供励磁电压，与电源输入接口（1）、励磁电压检测单元（3）、直流电机（6）构成电气连接；励磁电压检测单元（3）用于检测励磁电压的有无，与励磁单元（2）、控制单元（8）构成电气连接；电枢电压单元（4）是为本装置的直流电机提供电枢电压，与电源输入接口（1）、电枢电压检测单元（5）、直流电机（6）、驱动单元（9）构成电气连接；电枢电压检测单元（5）用于检测电枢电压的加载状态，与电枢电压单元（4）、控制单元（8）构成电气连接；直流电机（6）是实训操作的主体，与励磁单元（2）、电枢电压单元（4）构成电气连接；稳压电源单元（7）为控制单元（8）、驱动单元（9）、告警与指示单元（10）提供稳定的直流电压，与电源输入接口（1）、控制单元（8）、驱动单元（9）、告警与指示单元（10）、显示单元（11）构成电气连接；控制单元（8）根据检测到的励磁电压状态和电枢电压状态控制是否将电枢电压加到电机的电枢绕组，与励磁电压检测单元（3）、电枢电压检测单元（5）、稳压电源单元（7）、驱动单元（9）、告警与指示单元（10）、显示单元（11）构成电气连接；驱动单元（9）将控制单元输出的控制信号进行放大，从而驱动继电器工作，控制电枢电压是否接入电机的电枢绕组，与电枢电压单元（4）、控制单元（8）构成电气连接；告警与指示单元（10）用于对工作状态进行指示，当控制单元（8）检测到实训过程中有操作错误时发出声光告警，与稳压电源单元（7）、控制单元（8）构成电气连接；显示单元（11）用于显示操作的状态信息，与稳压电源单元（7）、控制单元（8）构成电气连接。2.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的直流电机实训装置，其特征在于，励磁单元包括双刀单掷开关S1、AC/DC直流稳压电源PS1、励磁电流调节电阻Rf1、熔断器F1、电压表V1、电流表A1，为本装置的直流电机提供励磁电压；连接关系是：双刀单掷开关S1的一边连接到电源输入接口CZ1，另一边连接到AC/DC直流稳压电源PS1的输入端；AC/DC直流稳压电源PS1的输出正极连接到励磁电流调节电阻Rf1的一端，Rf1的另一端和中间滑动端相连并连接到熔断器F1的一端，熔断器F1的另一端连接到电压表V1的正端和电流表A1的正端，电压表V1的负端连接到AC/DC直流稳压电源PS1的输出负极，AC/DC直流稳压电源PS1的输出负极还连接到Uf
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，电流表A1的负端连接到Uf+。3.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的直流电机实训装置，其特征在于，励磁电压检测单元包括电阻R1、R2、光电耦合器U2，用于检测励磁电压的有无；连接关系是：电阻R1的一端连接到Uf+，另一端连接到光电耦合器U2二极管的阳极；光电耦合器U2二极管的阴极连接到Uf
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；电阻R2的一端连接到光电耦合器U2的集电极Ufs，另一端连接到VDD电源；光电耦合器U2的发射极连接到GND。
4.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的直流电机实训装置，其特征在于，电枢电压单元包括双刀单掷开关S2、AC/DC可调直流稳压电源PS2、电枢电流限流电阻Ra1、熔断器F2、电枢电压表V2、电枢电流表A2、继电器KJ1的常开触点KJ1
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1，为本装置的直流电机提供电枢电压；连接关系是：双刀单掷开关S2的一边连接到电源输入接口CZ1，另一边连接到AC/DC可调直流稳压电源PS2的输入端；AC/DC可调直流稳压电源PS2的输出正极连接到电枢电流限流电阻Ra1的一端，Ra1的另一端和中间滑动端相连并连接到熔断器F2的一端，熔断器F2的另一端连接到电枢电压表V2的正端和电枢电流表A2的正端，电枢电压表V2的负端连接到AC/DC可调直流稳压电源PS2的输出负极，AC/DC可调直流稳压电源PS2的输出负极还连接到Ua
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，电枢电流表A2的负端串联继电器KJ1的常开触点KJ1
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1后连接到Ua+。5.根据权利要求1所述的一种具有保护功能的直流电机实训装置，其特征在于，电枢电压检测单元包括二极管D1、电阻R3、R4、R5、电容C3、光电耦合器U3，用...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭新兰，涂金龙，
申请(专利权)人：南京交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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