網壓補償模擬控制的教學實驗臺的製作方法

2023-04-22 18:53:26

專利名稱：網壓補償模擬控制的教學實驗臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用在教學中的教學實驗臺，特別是一種網壓補 償模擬控制的教學實驗臺。
背景技術：
工業領域中，將兩隻晶閘管反向並聯後，與負載串聯接在交流電路中， 可實現交流調壓的目的。通過改變控制角的大小，就可以調節負載上的電壓值，當控制角從 0至π (180° )時，負載電壓由最大(電源電壓)按函數關係變為0。但當電源電壓變化 時，如網壓波動，會導致負載電壓隨之變化。故此，在較高精度的控制中，系統應能自動識別 電源電壓波動，並通過計算，微調控制角，保持負載電壓恆定，可稱為網壓補償控制。上述晶閘管交流調壓可用於焊接電流控制、電加熱爐溫控制等場合。如果在測試 或教學實驗中應用實際設備，可能會出現設備功率大，耗電多，需要三相380伏交流電，實 驗過程複雜和實驗現象不明顯等問題，得不償失。綜上，需要開發能夠滿足測試或教學實驗要求的實驗臺，不僅耗能低、電源需求 低、最重要的是使用條件低、操作方便靈活、現象明顯、便於觀察，也就是具有較好可操作性 和直觀性。但目前還沒有此類設備的存在
實用新型內容
實用新型目的本實用新型提供一種網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其目的是 解決以往的網壓補償模擬控制器直接應用在教學測試上所存在的可操作性和直觀性差的 問題及實驗條件要求高的問題。技術方案本實用新型是通過以下技術方案來實現的—種網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其特徵在於所述實驗臺主要由以下構件 構成兩個白熾燈泡、數字電壓表、手動交流調壓器、可編程控制器和兩個觸發板；兩個觸 發板分別單獨連接至可編程控制器，其中第一個觸發板通過第一反向並聯晶間管組連接至 第一個白熾燈泡，第二個觸發板通過第二反向並聯晶間管組連接至第二個白熾燈泡；兩個 白熾燈泡並聯後一方面連接至數字電壓表，另一方面連接至手動交流調壓器的固定端；所 述第一反向並聯晶閘管組和第二反向並聯晶閘管組並聯後一方面連接至數字電壓表，另一 方面連接至手動交流調壓器的活動端。所述可編程控制器上還連接有文本顯示器。可編程控制器通過第一模擬量輸出接口連接至第一個觸發板，可編程控制器通過 第二模擬量輸出接口連接至第二個觸發板。優點及效果該實用新型提供一種網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其特徵在於 所述實驗臺主要由以下構件構成兩個白熾燈泡、數字電壓表、手動交流調壓器、可編程控 制器和兩個觸發板；兩個觸發板分別單獨連接至可編程控制器，其中第一個觸發板通過第 一反向並聯晶閘管組連接至第一個白熾燈泡，第二個觸發板通過第二反向並聯晶閘管組連 接至第二個白熾燈泡；兩個白熾燈泡並聯後一方面連接至數字電壓表，另一方面連接至手 動交流調壓器的固定端；所述第一反向並聯晶閘管組和第二反向並聯晶閘管組並聯後一方 面連接至數字電壓表，另一方面連接至手動交流調壓器的活動端。
3[0011]通過本實用新型的實施，兩隻白熾燈泡亮暗變化明顯，易於觀察，直觀性強；手動 改變調壓器，就能完成整個實驗演示，操作性強；短時間就能完成實驗過程，效率高；所有 耗電元件為兩隻白熾燈泡、數字電壓表、可編程控制器、文本顯示器、觸發板，總功率不超過 200W，能耗低。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但不因具體的實施例限制本實 用新型。如圖1所示，一種網壓補償模擬控制的教學實驗臺，所述實驗臺主要由以下構件 構成兩個白熾燈泡1、2、數字電壓表3、手動交流調壓器4、可編程控制器6和兩個觸發板 7,8 ；兩個觸發板7、8分別單獨連接至可編程控制器6，其中第一個觸發板7通過第一反向 並聯晶閘管組10連接至第一個白熾燈泡2，第二個觸發板8通過第二反向並聯晶閘管組9 連接至第二個白熾燈泡1 ；兩個白熾燈泡1、2並聯後一方面連接至數字電壓表3，另一方面 連接至手動交流調壓器4的固定端；所述第一反向並聯晶閘管組10和第二反向並聯晶閘管 組9並聯後一方面連接至數字電壓表3，另一方面連接至手動交流調壓器4的活動端。所述可編程控制器6上還連接有文本顯示器5。可編程控制器6通過第一模擬量輸出接口 AOl連接至第一個觸發板7，可編程控制 器6通過第二模擬量輸出接口 A02連接至第二個觸發板8。所述第一個觸發板7和第二個觸發板8分別向第一反向並聯晶閘管組10和第二 反向並聯晶閘管組9發出導通與截止脈衝，控制兩個白熾燈泡1、2的工作電壓。手動交流調壓器4可改變兩個白熾燈泡1、2的工作電壓，也就是模擬網壓波動，且 變化範圍也比實際網壓波動大，使得實驗現象明顯。數字電壓表3能測量電壓，並將電壓值轉換為標準信號，通過模擬量輸出傳送給 可編程控制器6的模擬量輸入，用於控制程序計算，計算過程中間值與結果通過文本顯示 器5顯不。實驗中，可編程控制器6始終通過第一模擬量輸出接口 AOl把固定的導通角控制 信號傳送給與第一模擬量輸出接口 AOl連接的第一個觸發板7，當手動交流調壓器4輸出 電壓變化時，與該第一個觸發板7連接的第一個白熾燈泡2亮度也隨之出現較大的亮暗變 化； 可編程控制器6通過第二模擬量輸出接口 A02把導通角控制信號傳送與該接口連 接的第二個觸發板8，導通角控制信號是由可編程控制器6中的控制程序根據數字電壓表3 的測量結果計算得出，當手動交流調壓器4輸出電壓變化時，導通角控制信號也隨之變化， 進行補償，從而使與該第二個觸發板8連接的第二個白熾燈泡1的工作電壓基本不變，亮度 變化不大。 通過可編程控制器6中的控制程序，可將兩個白熾燈泡1、2的工作狀態對換，即與 第一個觸發板7連接的第一個白熾燈泡2通過電壓補償工作，而第二個白熾燈泡1無電壓補償，從而實驗時第一個白熾燈泡2的亮度基本不變，而第二個白熾燈泡1的亮度變化很大。該實用新型具有如下特點1、實驗臺上的兩隻白熾燈泡1、2為模擬負載，假設工作電壓需要IlOV ；2、第一個觸發板7向第二反向並聯晶閘管組9發出導通與截止脈衝，控制與第二 反向並聯晶閘管組9連接的第二個白熾燈泡1的工作電壓；3、第二個觸發板8向第一反向並聯晶閘管組10發出導通與截止脈衝，控制與第一 反向並聯晶閘管組10連接的第一白熾燈泡2的工作電壓；4、可編程控制器6通過第一模擬量輸出接口 AOl和第二模擬量輸出接口 A02把導 通角控制信號分別傳送給第一個觸發板7和第二個觸發板8 ；5、手動交流調壓器4能使電壓在0-250V之間變化，模擬網壓波動，且變化範圍也 比網壓波動大，使得實驗現象明顯；6、實驗中，可編程控制器6始終通過第一模擬量輸出接口 AOl把導通角為 η/2 (90° )的控制信號傳送給第一個觸發板7，導致與第一個觸發板7連接的第一個白熾 燈泡2始終在手動交流調壓器輸出電壓的50%下工作，也就是隨著手動交流調壓器輸出電 壓從220V變為IlOV時，第一個白熾燈泡2的工作電壓由IlOV變為55V，現象就是第一個白 熾燈泡2的亮度逐漸變暗；7、數字電壓表3能測量電壓，並將電壓值轉換為標準信號，通過模擬量輸出接口 Α0，傳送給可編程控制器6;8、實驗中，可編程控制器6通過第二模擬量輸出Α02把導通角控制信號傳送給第 二個觸發板8，導通角控制信號是由可編程控制器6中的控制程序根據數字電壓表3的測量 結果計算得出，當工作電壓為220V時，導通角為π/2(90° )，當工作電壓變化時，導通角控 制信號也隨之變化，從而在手動交流調壓器改變電壓時，第二個白熾燈泡1的工作電壓基 本不變，也就是隨著手動交流調壓器輸出電壓從220V變為IlOV時，導通角的控制信號也逐 漸增大，第二個白熾燈泡1的工作電壓基本保持在110V，現象就是第二個白熾燈泡1的亮度 雖有變化，但變化不大，這樣可增強真實感，現象明顯；9、通過可編程控制器6中的控制程序，可將兩個白熾燈泡的工作狀態對換，即第 一個白熾燈泡2通過電壓補償工作，而第二個白熾燈泡1無電壓補償，從而實驗時第一個白 熾燈泡2的亮度基本不變，而第二個白熾燈泡1的亮度變化很大。10、文本顯示器5將可編程控制器6的計算過程中間值和結果顯示在屏幕上，便於 觀察。該實用新型結構簡潔合理，方便實用，適合推廣應用。
權利要求一種網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其特徵在於所述實驗臺主要由以下構件構成兩個白熾燈泡(1、2)、數字電壓表(3)、手動交流調壓器(4)、可編程控制器(6)和兩個觸發板(7、8)；兩個觸發板(7、8)分別單獨連接至可編程控制器(6)，其中第一個觸發板(7)通過第一反向並聯晶閘管組(10)連接至第一個白熾燈泡(2)，第二個觸發板(8)通過第二反向並聯晶閘管組(9)連接至第二個白熾燈泡(1)；兩個白熾燈泡(1、2)並聯後一方面連接至數字電壓表(3)，另一方面連接至手動交流調壓器(4)的固定端；所述第一反向並聯晶閘管組(10)和第二反向並聯晶閘管組(9)並聯後一方面連接至數字電壓表(3)，另一方面連接至手動交流調壓器(4)的活動端。
2.根據權利要求1所述的網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其特徵在於所述可編程 控制器(6)上還連接有文本顯示器(5)。
3.根據權利要求2所述的網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其特徵在於可編程控制 器(6)通過第一模擬量輸出接口(AOl)連接至第一個觸發板(7)，可編程控制器(6)通過第 二模擬量輸出接口(A02)連接至第二個觸發板(8)。
專利摘要本實用新型提供一種網壓補償模擬控制的教學實驗臺，其特徵在於所述實驗臺主要由以下構件構成兩個白熾燈泡、數字電壓表、手動交流調壓器、可編程控制器和兩個觸發板；兩個觸發板分別單獨連接至可編程控制器，其中第一個觸發板通過第一反向並聯晶閘管組連接至第一個白熾燈泡，第二個觸發板通過第二反向並聯晶閘管組連接至第二個白熾燈泡；兩個白熾燈泡並聯後一方面連接至數字電壓表，另一方面連接至手動交流調壓器的固定端；所述第一反向並聯晶閘管組和第二反向並聯晶閘管組並聯後一方面連接至數字電壓表，另一方面連接至手動交流調壓器的活動端。該實用新型結構簡潔合理，方便實用，適合推廣應用。
文檔編號G09B23/18GK201681522SQ20102019235
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月17日 優先權日2010年5月17日
發明者孫泰禮, 張希川, 張幼軍, 張悅, 李啟東, 由穎, 董建軍, 鄭鵬, 韋茵 申請人:瀋陽工業大學