專利名稱:三相電機演示儀的制作方法
技術領域:
三相電機演示儀,能演示三相交流發(fā)電機,電動機的工作原理。采用水流和機械相配合的形式,表現(xiàn)機械和電流的各種現(xiàn)象。是電工教學和普通工人進行理論學習的實驗儀器。
目前在電機原理教學中,除了解一般的電磁規(guī)律以外,還需繪制各種原理圖,如發(fā)電機原理示意圖、三相交流電流曲線圖、電動機旋轉(zhuǎn)磁場圖。為了解一個磁場旋轉(zhuǎn)一周的全過程,要對不同時間的不同電流,繪制不同位置的磁場圖,由于電流和磁場都無法看到,觀查時只能通過想象才能理解到它的旋轉(zhuǎn)。因此學習難度大,效率低。
本實用新型,能提供一種只需搖動本儀的手柄,就能直接看到,三相電機在運行中的各種現(xiàn)象,其中包括電動機轉(zhuǎn)子磁極的旋轉(zhuǎn)、磁極繞組的直流流動、電動機定子繞組在不同磁極下電流的不同流向、發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組所需直流的整流電路、二極管的內(nèi)部整流過程、發(fā)電機定子繞組電流的流向變化、電動機磁場在定子繞組電流不同流向下的不同旋轉(zhuǎn)位置、鼠籠轉(zhuǎn)子與磁場的異步、以及用模擬水流直接推動電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)等。以上線路均用透明管以水流和機械的形式表現(xiàn)出來。模型顯示,立體觀查。本儀為二極星接。
本實用新型的方案是曲軸(2)轉(zhuǎn)動時,經(jīng)連桿(3)推動三個互成120°的活塞(4)往返運動,使水在活塞(4)的出口,交替流出、流進。形成和三相交流電流,從流向、流量和相位上完全相同的三組水流。經(jīng)星點(6)流入互成120°的發(fā)電機定子繞組(7)內(nèi),它的出口連接由六個單向?qū)Я鏖y(19)組成的三相橋式整流做為發(fā)電機轉(zhuǎn)子的演示直流。此直流由于無法送到旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(9)上。本儀在發(fā)電機轉(zhuǎn)子(9)內(nèi),還設有一套整流,由二個活塞(10)和四個導流閥(11)組成單相橋式整流,整流后接入轉(zhuǎn)子繞組(15)。
互成120°的電動機定子繞組(22),也由發(fā)電機定子繞組(7)出口引出。繞組(22)的出口,經(jīng)星點(23)連接三個互成120°的活塞(24),以推動曲軸(26)轉(zhuǎn)動。曲軸(26)帶動電動機磁場(33),同時由變速軸承減速帶動鼠籠轉(zhuǎn)子(31)。
當曲軸(2)轉(zhuǎn)動時,發(fā)電機轉(zhuǎn)子(9)轉(zhuǎn)動,發(fā)電機定子繞組(7)的水流流向形成旋轉(zhuǎn),并和發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)同步。整流系統(tǒng)把交流變成直流,發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組(15)內(nèi)有直流流動。電動機定子繞組(22)的水流流向形成旋轉(zhuǎn),電動機磁場(33)旋轉(zhuǎn),并和電動機定子繞組(22)的水流流向同步,和發(fā)電機轉(zhuǎn)子(9)同步鼠籠轉(zhuǎn)子(31)慢于磁場(33)形成異步。
本儀水流以活塞推動,不論搖動速度多慢,管路中都有水流流動。這樣便于仔細觀查,本儀有發(fā)電、整流、用電等多種演示,而且是立體觀查,清楚直觀,使學員能在極短的時間里學習到較多的知識,學習效率高。
圖1是本儀的原理總圖,圖2是發(fā)電機結構圖,圖3是電動機結構圖。
本實用新型的結構手柄(1)固定在曲軸(2)的主軸頸上,連桿(3)同套在曲軸(2)的連桿軸頸上,三個活塞固定在相差120°的位置上,活塞用軟質(zhì)塑料做成手風琴式。當曲軸(2)轉(zhuǎn)動時,三個活塞(4)交替運動。
三個活塞(4)的出口,由管道引靠在一起,做為發(fā)電機定子繞組的星點(6),然后接入發(fā)電機定子繞組(7)。它的結構是把由透明管繞制的三把線圈套成圓柱形,各進水口(或出水口)之間互成120°,固定在線架(8)上。當流入交變水流時,交替流入每個線圈,在空間的流向上形成旋轉(zhuǎn)。
整流系統(tǒng)由發(fā)電機定子繞組出口引出。每根管接兩個導流閥,一個進口,一個出口,把其余的三個出口連在一起為整流后的正極,三個進水口連為付極。單向?qū)Я鏖y由閥體(19)導流球(20)、彈簧(18)、出水口(17)、進水口(21)組成。當水流正向流動時,水從進水口(21)流進,球(20)被推開,水從球(20)和閥體之間,經(jīng)出口(17)流出,當反向流動時,水從出水口(17)流進,由于彈簧(18)的作用,使球緊靠在進水口處,使水無法從進水口(21)流出閥體,達到整流的目的。整流后的直流連在一起形成回流,并設控制閥(16)和電刷架(13)把電刷架(13)引到滑環(huán)(14)處。
整流后的直流,由于無法送到旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(9)上,本儀在發(fā)電機轉(zhuǎn)子(9)內(nèi)還設有一套整流,由二個活塞(10)和四個導流閥(11)組成?;钊?10)固定在轉(zhuǎn)子(9)上同時固定在曲軸(2)的主軸頸上,連桿同套在曲軸(5)的連桿軸頸上,曲軸(5)的主軸頸,固定在極座(12)上。當轉(zhuǎn)子(9)轉(zhuǎn)動時,曲軸(5)相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,活塞(10)往返運動,形成一組交變水流,經(jīng)導流閥(11)進行整流,由透明管引到滑環(huán)在返回接入發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組(15),并形成回流。
電動機定子繞組(22),也由發(fā)電機定子繞組(7)出口引出。它的結構和發(fā)電機定子繞組相同,它的出水口引靠在一起組成電動機定子繞組(22)的星點(23)。
星點(23)的三個管道,連接著三個互成120°的三個活塞(24),各連桿(25)同套在曲軸(26)的連桿軸頸上。當水流流入活塞(24)時,曲軸(26)在活塞的交替推動下形成旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速和曲軸(2)相同,另外曲軸(26)的曲軸臂,小于曲軸(2)的曲軸臂,以保證活塞(24)和整流同時工作。
電動機旋轉(zhuǎn)磁場(33),固定在軸承外套(28)上,同時固定在曲軸(26)的主軸頸上,鼠籠轉(zhuǎn)子(31)固定在軸承球架(29)上,軸承內(nèi)套(30)由軸(32)引出固定在機座(27)上。當曲軸(26)轉(zhuǎn)動時,電動機磁場(33)旋轉(zhuǎn),并和電動機定子繞組(22)的水流流向同步,由于軸承轉(zhuǎn)動時,球架慢于外套,快于內(nèi)套,因此鼠籠轉(zhuǎn)子(31)慢于磁場(33)形成異步。
綜合上述本儀分以下幾個機構組成1、三相交流電流模擬機構曲軸(2)轉(zhuǎn)動時,活塞(4)交替運動,在活塞的出口,便模擬出和三相交流電流從流向,流量和相位上完全相同的三組水流。
2、發(fā)電機、電動機定子繞組把三把線圈套成圓柱形,各進水之間互成120°,當流入交變水流時,交替流入每個線圈,在空間的流向上開成旋轉(zhuǎn),并和發(fā)電機轉(zhuǎn)子(9)、電動機磁場(33)同步。
3、整流電路由六個單向?qū)Я鏖y組成三相橋式整流。當流入三組水流時,就把交變水流變成直流。
4、發(fā)電機轉(zhuǎn)子機構當轉(zhuǎn)子(9)轉(zhuǎn)動時,曲軸(5)相對轉(zhuǎn)子(9)轉(zhuǎn)動,活塞(10)往返運動,形成一組交變水流,經(jīng)導流閥(11)整流后流入轉(zhuǎn)子繞組(15),繞組(15)內(nèi)便有直流流動。
5、液壓同步旋轉(zhuǎn)機構電動機定子繞組(22)的出口,連著三個互成120°的活塞(24)。當流入交變水流時,各活塞(24)分別用不同的角度和相應的時間,推動曲軸(26)形成旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速和發(fā)電機轉(zhuǎn)子(9)同步。
6、電動機轉(zhuǎn)子機構當曲軸(26)轉(zhuǎn)動時,磁場(33)轉(zhuǎn)動,并與繞組(22)的水流流向同步。鼠籠轉(zhuǎn)子(31),由于軸承的減速和磁揚(33)異步。
權利要求1.三相電機演示儀,其特點是手柄(1)固定在曲軸(2)的主軸頸上,三個活塞(4)互成120°,它的連桿(3)同套在曲軸(2)的連桿軸頸上,活塞(4)的出口,用管引靠在一起,做為發(fā)電機定子繞組(7)的星點(6),由星點的三個出口,接入發(fā)電機定子繞組(7),它的結構是各進水口之間互成120°,它的出水口,連接由六個單向?qū)Я鏖y(19)組成的三相橋式整流。電動機定子繞組(22),也由發(fā)電機定子繞組(7)的出口引出,結構和發(fā)電機定子繞組相同,電動機定子繞組(22)的出口,連接三個互成120°的活塞(24),活塞的連桿(25),同套在曲軸(26)的連桿軸頸上,曲軸(26)的主軸頸,裝有電動機旋轉(zhuǎn)磁場(33),并帶動變速軸承的外套(28),鼠籠轉(zhuǎn)子(31),按在軸承的球架(29)上,軸承內(nèi)套(30),由軸(32)引出固定在機座上。發(fā)電機轉(zhuǎn)子內(nèi)裝有兩個活塞(10)和四個導流閥(11),組成一組單相整流,供發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組(15)的直流流動?;钊?10)固定在轉(zhuǎn)子上,同時固定在曲軸(2)的主軸頸上,推動活塞(10)的曲軸固定在機座(12)上。
專利摘要三相電機演示儀,是電工教學儀器,能以水流的形式模擬三相交流電和直流電,通過透明管對電機定、轉(zhuǎn)子繞組以及整流電路進行電流演示。利用模擬三相交流電相位不同的特點,直接推動電動機轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn),并確保電動機磁場與發(fā)電機轉(zhuǎn)子同步,與鼠籠轉(zhuǎn)子異步。
文檔編號G09B23/18GK2092131SQ9120511
公開日1992年1月1日 申請日期1991年4月5日 優(yōu)先權日1991年4月5日
發(fā)明者魯滿樂 申請人:魯滿樂