產(chǎn)品概述

       開源電力電子實驗系統(tǒng)是一套模塊化的實驗套件。該套件由上位機監(jiān)控部分和下位機硬件部分組成，其中上位機監(jiān)控部分基于Qt 5.8 開發(fā)而成；下位機硬件部分由基于TMS320F28027 DSP的主控制板、功率主電路、信號處理電路和輔助電源模塊構(gòu)成。通過PC可以實現(xiàn)上位機對實驗進行控制與顯示。通過系統(tǒng)的搭建和學(xué)習(xí)，可以完成電力電子基本實驗內(nèi)容，可以作為《電力電子技術(shù)》等教材的實驗平臺。

開放內(nèi)部電路圖

產(chǎn)品特點

（1）設(shè)計精致，完全模塊化，可擴展性強；

（2）結(jié)構(gòu)清晰，利于強化理論知識學(xué)習(xí)；

（3）內(nèi)容完善，涵蓋《電子電子技術(shù)》所有電路拓撲結(jié)構(gòu)；

主要構(gòu)成

1. 上位機監(jiān)控部分

       系統(tǒng)的上位機界面設(shè)計采用Qt 5.8開發(fā)調(diào)試環(huán)境開發(fā)。通過設(shè)置串口保證與DSP通訊無誤，然后點擊按鈕進入下一界面，同時上位機給DSP發(fā)出控制命令，使DSP跳轉(zhuǎn)至點擊按鈕所對應(yīng)的實驗程序。防止誤操作。

2. 主控制板

        主控板采用 TI公司的 C2000? Piccolo? 32 位微控制器TMS320F28027 型號芯片，最高 60MHz 的時鐘頻率，高達 64KB 的閃存。主控板引出的硬件資源為：TI DSP 高性能仿真器接口；13路12bit AD，轉(zhuǎn)換時間為 216.67ns，輸入范圍為0~3.3V；1 路 SCI 串口模塊，用于與上位機通訊；1通道 eCAP 功能引腳；8個PWM通道，用于驅(qū)動MOS管和晶閘管；1 路 IIC 接口，1 路 SPI 接口；1 個復(fù)位按鍵；引出充足的拓展 IO 以供使用。

3. 主電路板

       主電路板包括實驗的主電路、MOSFET驅(qū)動電路、晶閘管（SCR）驅(qū)動電路和電流電壓采樣電路。主控制板發(fā)出的控制信號作用于此電路板，完成Buck、Boost、單相半波整流、單相全波整流、方波逆變、SPWM逆變和PWM整流實驗，同時通過電壓傳感器和電流傳感器對實驗時的電壓電流信號進行采樣并發(fā)送至信號處理板。

4. 信號處理板

       信號處理板是連接主控制板和主電路板的媒介。用來放大DSP發(fā)出的PWM信號并傳送給主電路板，使控制信號滿足主電路板上驅(qū)動電路的輸入信號要求，同時接受主電路板發(fā)送來的電壓電流信號并將之轉(zhuǎn)化為DSP可識別的AD信號。

5. 輔助電源模塊

       輔助電源模塊的輸入為220V交流電，經(jīng)過各模塊后轉(zhuǎn)換為多路直流+15V輸出，用于給電路中的各運放電路供電。通過TPS54328芯片將+15V直流電源轉(zhuǎn)換為+5V直流電源給主控板供電，+5V直流電源又通過HT7333芯片轉(zhuǎn)換為+3.3V用于其它信號處理電路中。

適配教材

《電力電子技術(shù)》《電力電子、電機控制系統(tǒng)》

可完成的實驗

應(yīng)用專業(yè)

自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)、機器人工程專業(yè)、智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、人工智能工程專業(yè)中

支持課程

電機學(xué)、電機拖動與控制、電力電子技術(shù)、MATLAB建模與仿真、伺服電機與驅(qū)動技術(shù)、電機及電力拖動基礎(chǔ)、單片機原理及應(yīng)用

支撐科研

電機參數(shù)自動辨識、負載慣量識別、S型曲線速度規(guī)劃、PI參數(shù)自動整定

魯棒控制、模型預(yù)測控制、自適應(yīng)魯棒控制、自抗擾控制

案例應(yīng)用舉例

實驗室建設(shè)

1.  實驗室建設(shè)功能

      該實驗室可以作為自動化專業(yè)、機器人工程專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)、機械電子工程專業(yè)、智能制造工程專業(yè)的《電機學(xué)》、《電機拖動與控制》、《伺服控制技術(shù)》、《運動控制系統(tǒng)》等課程的相關(guān)實驗平臺，能夠完成電機驅(qū)動控制仿真、信號采集、PWM產(chǎn)生、坐標變換和FOC磁場定向控制、恒壓頻比調(diào)速、電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)等實驗內(nèi)容。

2.  實驗室建設(shè)效果圖

3.  實驗室建設(shè)案例

      目前已有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)、西南石油大學(xué)、山東科技大學(xué)、湖南工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、安徽大學(xué)、寧波大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、長沙理工大學(xué)、北京信息技術(shù)大學(xué)、華東交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、長安大學(xué)、大連理工大學(xué)、安慶師范大學(xué)、上海機電學(xué)院、淮南師范學(xué)院等高校使用上述設(shè)備建立伺服驅(qū)動實驗室。