一种变频调速控制的教学实验装置

1.本实用新型涉及教学实验装置技术领域，尤其涉及一种变频调速控制的教学实验装置。


背景技术：

2.随着变频技术的提高，三相异步电动机的应用越来越广泛，采用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量，有利于实现生产过程的自动化，具有优良的控制性能，而且在许多生产场合具有显著的节能效果。许多机械由于工艺需要，要求电动机能够调速。过去由于交流电动机调速困难，调速性能要求高的场合都采用直流调速，而直流电动机结构复杂，体积大，维修困难，因此随着变频调速技术的成熟，交流调速正逐步取代直流调速，往往需要进行矢量和直接转矩控制，来满足各种工艺要求。利用变频器拖动电动机，起动电流小，可以实现软起动和无级调速，方便的进行加减速控制，是电动机获得高性能，大幅度地节约电能，因而变频器在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用。变频调速是比较理想的调速方式，应用实践证明，三相异步电动机变频调速一般能节电30％，目前已广泛采用变频调速技术也是国家重点推广的节电新技术，是三相异步电动机调速发展的主要方向。
3.目前，在院校的电机控制实验室，学生需要实践对变频调速控制进行相关实验操作。由于学生要一直需要重复对变频器和外接设备等进行连线，这样很容易造成设备的损坏。需要一种变频调速的教学实验模块，能够让学生很清楚理解变频调速的工作原理，而且要能够方便学生进行反复地实验实训。所以有必要设计一种简单实用、方便经济的变频调速的教学装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种变频调速控制的教学实验装置。
5.本实用新型所提供的一种变频调速控制的教学实验装置，包括：变频调速模块和三相异步电动机模块，所述变频调速模块设置在所述三相异步电动机模块上表面；所述变频调速模块上设有变频器和转速表，所述转速表固定在所述变频调速模块的电气盒面板上，用于测量三相异步电动机的转速；所述电气盒上设置有多个面板导线插孔，所述变频器的端口引脚分别与所述面板导线插孔相连接；所述三相异步电动机模块包括三相异步电动机、接线盒和转速检测器，所述接线盒设置在所述三相异步电动机上。
6.所述变频器包括变频器控制面板，所述变频器控制面板上设有7段led显示器，用于显示频率数值。
7.所述变频器控制面板上设有按键，用于根据不同控制方法设置参数。
8.所述变频调速模块设有多个变频器端口，所述变频器端口与电源输入端连接，用于接入220v电源。
9.所述变频器端口与第二面板导线插孔连接，用于外接控制按钮。
10.所述变频器的模拟量输入端口与第三面板导线插孔连接，用于外接模拟电压信号。
11.所述转速表设有多个接线端子。
12.所述三相异步电动机一侧设有三相异步电动机转轴，所述转速检测器安装于所述三相异步电动机转轴下方，所述转速检测器的检测端口与转速表的接线端子相连，用于对三相异步电动机进行测速。
13.本实用新型克服了现有实验室设备的使用缺陷，提供一种适用于教学的、结构简单、成本较低的控制变频调速教学实验模块，包括：变频器、三相异步电动机、转速检测器、电源输入端口、可变直流电源控制端口等。由于把所有接线都连接到接线盒子的接线端子上，学生在实验实训时只要进行简单连线，可以方便学生反复接线操作训练，而不会损坏变频器设备。经本校电机控制实验室使用证明，本变频调速控制的教学实验模块使用方便，设备不易损坏。
附图说明
14.图1为本实用新型所述一种变频调速控制的教学实验模块化实验装置示意图。
15.其中：
16.1-电源输入端；2-变频器；3-led；4-第一面板导线插孔；5-第二面板导线插孔；6-第三面板导线插孔；7-转速表；8-接线端子；9-变频调速模块；10-三相异步电动机模块；11-第一端口；12-第二端口；13-插孔；14-接线盒；15-转速检测器；16-三相异步电动机转轴；17-三相异步电动机。
具体实施方式
17.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.本实用新型提供了一种变频调速控制的教学实验装置，包括：变频调速模块9和三相异步电动机模块10，所述变频调速模块9设置在所述三相异步电动机模块10上表面；所述变频调速模块9上设有变频器2和转速表7，所述转速表7固定在所述变频调速模块9的电气盒面板上，用于测量三相异步电动机的转速；所述电气盒上设置有多个面板导线插孔，所述变频器2的端口引脚分别与所述面板导线插孔相连接；所述三相异步电动机模块10包括三相异步电动机17、接线盒14和转速检测器15，所述接线盒14设置在所述三相异步电动机17上。
19.本领域技术人员可以理解，变频调速是改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速的目的的。在一般情况下，电动机的转差率s很小，所以可以近似地认为n
∝
n1
∝
f1，为使电动机得到充分利用，通常希望气隙磁通维持不变，则u1必须随频率的变化成正比变化。另一方面，为保证电动机的稳定运行，希望变频调速时，电动机的过载能力不变。(1)对恒定转矩负载而言，这说明变频调速特别适合于恒转矩负载。(2)对恒定功率负载而言，
电动机过载能力不变。变频调速的主要优点是调速范围宽，静差率小，稳定性好，平滑性好能实现无级调速，能适应各种负载，效率较高，但它需要一套专门的变频电源，控制系统较复杂，成本较高，是三相异步电动机调速发展的主要方向。
20.变频调速控制的教学实验模块化实验装置分为变频调速模块9与三相异步电动机模块10。变频器2面板上7段led3显示频率数值，同时变频器面板有按键可以根据不同控制方法设置参数，要根据不同产品说明书进行对应参数设置。变频器端口引脚分别连接到电气盒面板导线插孔中，方便学生实验实践操作使用。变频器端口l1、l2与电源输入端1连接，用于接入220v电源。变频器端口u、v、w与第一面板导线插孔4连接，与三相异步电动机模块10的插孔13上连接。变频器端口24v、d1、d2、d3与第二面板导线插孔5连接，用于外接控制按钮。变频器2的模拟量输入端口与第三面板导线插孔6连接，用于外接模拟电压信号。转速表7固定在变频器模块电气盒面板上，用于测量三相异步电动机的转速。
21.三相异步电动机17机座上的接线盒14为定子绕组端子u1、v1、w1与u2、v2、w2，与插孔13连接，实验操作时根据三相异步电动机铭牌数据对三相异步电动机定子绕组接线端子插孔13进行星型或者三角形连接，端子u1、v1、w1再与变频器模块插孔4u、v、w相连。同时在三相异步电动机转轴16下方安装转速检测器15，转速检测器通过第二端口12接直流电源，转速检测器检测第一端口11与转速表7的接线端子8相连，对三相异步电动机进行测速。
22.模拟量给定的电压范围为0～10v，通过调节模拟电压的大小来调节变频器的输出频率，用于远程控制变频调速。学生实验中通过改变0～10v电压数值，控制三相异步电动机的转速。通过调节不同电压值，观察变频器显示频率变化值，实现改变电压，改变频率，进行调速控制。本实施例中连接变频调速与变频器设备要根据不同厂家不同型号，实验操作都要阅读产品使用说明书。
23.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。