一種簡單實(shí)用的直流電動機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種簡單實(shí)用的直流電動機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，主要由直流電動機(jī)、二個(gè)可調(diào)電阻、一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)和一個(gè)小電珠組成，外接0-60V數(shù)值可調(diào)的直流電源。它是在直流電動機(jī)的電樞繞組和勵磁繞組中各串聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻，以調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的起動電流，改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。加有一個(gè)二檔位轉(zhuǎn)換開關(guān)和小電珠，使電動機(jī)能夠處于能耗制動狀態(tài)，并能清晰、直觀地顯示能耗制動的效果。本實(shí)驗(yàn)裝置簡單實(shí)用，安全可靠，操作方便，適用于大中專院校直流電動機(jī)及相關(guān)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)。
【專利說明】一種簡單實(shí)用的直流電動機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直流電動機(jī)的實(shí)驗(yàn)裝置，主要用于直流電動機(jī)及相關(guān)課程的教學(xué)，能方便地進(jìn)行直流電動機(jī)的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動實(shí)驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)及相關(guān)課程的教學(xué)中，常常需要對直流電動機(jī)進(jìn)行起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用的方法是將這些實(shí)驗(yàn)分別實(shí)施，存在設(shè)備較復(fù)雜、使用不方便且效果不很明顯等問題。也可以將這些實(shí)驗(yàn)通過綜合實(shí)驗(yàn)裝置組合完成，但這種綜合實(shí)驗(yàn)裝置價(jià)格高，操作復(fù)雜，而且效果也不是非常明顯。在中國專利申請公開說明書，中國專利說明書CN2482718Y公布了一種直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀，具體參見圖1。這種直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀主要由直流電機(jī)、控制電路和基板組成?？刂齐娐酚?20V交流電、整流器、濾波電容、電壓表、電流表、電源開關(guān)、直流電機(jī)、調(diào)速電阻、磁場變阻器等電路連接構(gòu)成，其中整流器與濾波電容并聯(lián)，然后接直流勵磁電機(jī)，直流電機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)在電路中，勵磁變阻器與勵磁繞組串聯(lián)，調(diào)速電阻與電樞繞組串聯(lián)，電路元件布置在控制基板上。直流電機(jī)的調(diào)速可通過改變與電樞繞組串聯(lián)在一起的調(diào)速電阻來實(shí)現(xiàn)，改變電阻值的大小，可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速；反轉(zhuǎn)可以通過調(diào)換電樞繞組和勵磁繞組的頭尾來實(shí)現(xiàn)。
[0003]這種直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀存在的不足之處是:僅能實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速與反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行直流電機(jī)的起動與制動實(shí)驗(yàn)。由于包含了由電源保險(xiǎn)絲、電源開關(guān)、整流器、濾波電容的整流電路，使實(shí)驗(yàn)裝置變得復(fù)雜，學(xué)生操作也會比較繁瑣。特別需要指出的是:該直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀中的電壓表位置完全不對，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，其指示數(shù)值將一直為0，對于實(shí)驗(yàn)起不到任何作用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于進(jìn)行直流電動機(jī)起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)、制動實(shí)驗(yàn)的電路裝置。
[0005]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種簡單實(shí)用的直流電動機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，由直流電動機(jī)、勵磁回路電阻、電樞回路電阻、轉(zhuǎn)換開關(guān)、小電珠和直流電源組成，其中直流電動機(jī)包含電樞繞組和勵磁繞組，直流電動機(jī)的電樞繞組與轉(zhuǎn)換開關(guān)的靜觸點(diǎn)“c”端連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的動觸點(diǎn)“a”端與電樞回路電阻連接，形成電樞回路；直流電動機(jī)的勵磁繞組與勵磁回路電阻連接，形成勵磁回路；電樞回路和勵磁回路并聯(lián)后接入直流電源的“ + ”極和極；小電珠的一端與直流電源的“ + ”極連接，另一端與轉(zhuǎn)換開關(guān)的動觸點(diǎn)“b”端連接。
[0007]轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至“a”檔，接通電源，電動機(jī)將起動。保持勵磁回路電阻不變，改變電樞回路電阻值，可以驗(yàn)證直流電動機(jī)電樞回路串電阻起動的原理；保持勵磁回路電阻和電樞回路電阻值不變，改變起動時(shí)接通直流電源的數(shù)值，可以驗(yàn)證直流電動機(jī)降壓起動的原理。
[0008]直流電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，連續(xù)改變外接直流電源的數(shù)值，可以調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，驗(yàn)證改變電源電壓調(diào)速的原理；如果保持外接電源電壓和勵磁回路不變，連續(xù)改變電樞回路電阻值，可以驗(yàn)證電樞回路串電阻調(diào)速的原理；如果保持外接電源電壓和電樞回路不變，連續(xù)增大勵磁回路電阻值，可以使直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，驗(yàn)證弱磁調(diào)速的原理。
[0009]保持勵磁回路不變，將電樞繞組兩端對調(diào)，直流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向改變，可以驗(yàn)證將電樞繞組反接實(shí)現(xiàn)直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)的原理；如果保持電樞回路不變，將勵磁繞組兩端對調(diào)，可以驗(yàn)證將勵磁繞組反接實(shí)現(xiàn)直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)的原理。
[0010]將轉(zhuǎn)換開關(guān)位置撥至“b”，電樞繞組與外接的直流電源斷開，電機(jī)在磁場的作用下，將自身的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，提供給小電珠，處于能耗制動狀態(tài)，可以驗(yàn)證直流電動機(jī)能耗制動的原理。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述小電珠可以采用發(fā)光二極管。
[0012]該裝置能夠比較直觀地反映直流電動機(jī)起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)、制動的特性和原理，接線簡單，使用方便。由于增加了制動實(shí)驗(yàn)，使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更完善。制動時(shí)，電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能提供給小電珠發(fā)光，可以直觀地顯示能耗制動的過程和效果。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中使用現(xiàn)有的較低直流電壓，不需要基板，實(shí)驗(yàn)裝置比較簡單，更加安全可靠。用發(fā)光二極管代替小電珠后，電路的能耗將降低，但小電珠亮度的變化不會隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而減小，能耗制動的效果演示會稍遜色一些。
[0013]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是:實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)簡單，操作方便而且安全可靠，能夠進(jìn)行直流電動機(jī)的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和能耗制動實(shí)驗(yàn)，特別是通過小電珠亮度的變化觀察能耗制動過程，了解能耗制動的本質(zhì)，直觀形象，學(xué)生容易理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，其中:
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的僅能實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速與反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀電路原理圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了更好地理解本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)所作出的改進(jìn)，先對【背景技術(shù)】部分所提到的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合附圖加以說明。
[0018]圖1為中國專利說明書CN2482718Y公布的一種直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀，主要由直流電機(jī)、控制電路和基板組成?？刂齐娐酚?20V交流電、整流器2、濾波電容3、電壓表5、電流表9、電源開關(guān)11、直流電機(jī)、調(diào)速電阻6和調(diào)速電阻7、磁場變阻器4等電路連接構(gòu)成，其中整流器2與濾波電容3并聯(lián)，直流電機(jī)的勵磁繞組10與電樞繞組8并聯(lián)在電路中，磁場變阻器4與勵磁繞組10串聯(lián)，調(diào)速電阻6、調(diào)速電阻7與電樞繞組8串聯(lián)，電路元件布置在基板上。直流電機(jī)的調(diào)速可通過改變與電樞繞組8串聯(lián)在一起的調(diào)速電阻6、調(diào)速電阻7來實(shí)現(xiàn)，改變電阻值的大小，可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速；反轉(zhuǎn)可以通過調(diào)換電樞繞組8和10勵磁繞組的頭尾來實(shí)現(xiàn)。
[0019]這種直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀存在的不足之處是:僅能實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速與反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行直流電機(jī)的起動與制動實(shí)驗(yàn)。由于包含了由電源保險(xiǎn)絲1、電源開關(guān)11、整流器2、濾波電容3的整流電路，使實(shí)驗(yàn)裝置變得復(fù)雜，學(xué)生操作也會比較繁瑣。特別需要指出的是:該直流并勵電機(jī)實(shí)驗(yàn)儀中的電壓表5位置完全不對，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，其指示數(shù)值將一直為O，對于實(shí)驗(yàn)起不到任何作用。
[0020]作為對現(xiàn)有技術(shù)的完善與改進(jìn)，圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。電路由直流電動機(jī)1、轉(zhuǎn)換開關(guān)2、勵磁回路電阻3、電樞回路電阻4、直流電源5和小電珠6組成。直流電動機(jī)I的額定功率為77W ;轉(zhuǎn)換開關(guān)2為二檔位，允許通過的最大電流為2A ;勵磁回路電阻3為150W，36歐；電樞回路電阻4為300W，200歐；小電珠6為1.2W，12V。將勵磁回路電阻
3、轉(zhuǎn)換開關(guān)2、電樞回路電阻4、直流電源5、小電珠6以及直流電動機(jī)的電樞繞組11、直流電動機(jī)的勵磁繞組12按圖1進(jìn)行連接，即得所需實(shí)驗(yàn)電路。
[0021]起動時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)2撥至“a”檔，電機(jī)處于電動狀態(tài)，接通直流電源5，可以觀察到直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由O逐漸上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。當(dāng)勵磁回路電阻3保持一定數(shù)值，電樞回路電阻4調(diào)至最小，測量電樞回路的起動電流；然后將電樞回路電阻4調(diào)至最大，再次測量起動電流，將明顯變小，驗(yàn)證了直流電動機(jī)電樞回路串電阻起動的原理。如果改變直流電源的大小，可以測得直流電動機(jī)的起動電流也隨之改變，驗(yàn)證了降壓起動的原理。
[0022]保持勵磁回路電阻3、電樞回路電阻4不變，連續(xù)改變直流電源5的大小，可以觀察到直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨電壓變化，驗(yàn)證了改變電源電壓調(diào)速的原理；如果保持直流電源5的電壓和勵磁回路電阻3不變，連續(xù)改變電樞回路電阻4的大小，可以觀察到轉(zhuǎn)速的變化，驗(yàn)證了電樞回路串電阻調(diào)速的原理；如果保持直流電源5的電壓和電樞回路電阻4不變，連續(xù)增大勵磁回路電阻3的數(shù)值，此時(shí)勵磁電流減小，可以觀察到轉(zhuǎn)速增加，驗(yàn)證了弱磁調(diào)速的原理。
[0023]保持勵磁回路不變，將直流電動機(jī)的電樞繞組11的兩端S1、S2對調(diào)，可以觀察到直流電動機(jī)I的旋轉(zhuǎn)方向改變，驗(yàn)證了將電樞繞組反接實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)的原理；保持電樞回路不變，將勵磁繞組12的兩端F1、F2對調(diào)，可以觀察到直流電動機(jī)I的旋轉(zhuǎn)方向改變，驗(yàn)證了將勵磁繞組反接實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)的原理。
[0024]將轉(zhuǎn)換開關(guān)2位置撥至從“a”撥至“b”，電樞繞組11與直流電源5斷開，與小電珠6形成閉合回路，此時(shí)勵磁回路仍然通電，提供磁場，電樞在慣性作用下依然保持運(yùn)轉(zhuǎn)，成為一臺直流發(fā)電機(jī)，所發(fā)出的電能提供給小電珠6,因此小電珠6會發(fā)光。最開始小電珠6發(fā)光最亮，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的減小，電機(jī)提供的電能越來越小，小電珠6的亮度也將逐漸減小，直至完全熄滅。此過程直觀地驗(yàn)證了直流電動機(jī)能耗制動的原理。
【權(quán)利要求】
1.一種簡單實(shí)用的直流電動機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，由直流電動機(jī)(I)、勵磁回路電阻(3)、電樞回路電阻(4)、轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)、小電珠(6)和直流電源(5)組成，其中直流電動機(jī)⑴包含電樞繞組(11)和勵磁繞組(12)，其特征是:直流電動機(jī)(I)的電樞繞組(11)與轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)的靜觸點(diǎn)“c”端連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)的動觸點(diǎn)“a”端與電樞回路電阻(4)連接，形成電樞回路；直流電動機(jī)⑴的勵磁繞組(12)與勵磁回路電阻⑶連接，形成勵磁回路；電樞回路和勵磁回路并聯(lián)后接入直流電源(5)的“ + ”極和極；小電珠(6)的一端與直流電源(5)的“ + ”極連接，另一端與轉(zhuǎn)換開關(guān)(2)的動觸點(diǎn)“b”端連接。
【文檔編號】G09B23/18GK203706524SQ201320438472
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】陳湘, 歐陽廣 申請人:陳湘