一种直流式电机原理实验装置的制作方法

1.本实用新型属于教学仪器领域，特别涉及一种直流式电机原理实验装置。


背景技术：

2.目前对于无刷直流电机运行原理的教学只能通过理论文字或理论图片进行教学，但这种教学方式不够直观，导致学员能以理解其中的知识点，而市场上销售的无刷直流电机又是一体设计，难以用于教学演示，可见，目前没有很好的教学仪器能充分展示以及让学员深刻掌握原理。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种直流式电机原理实验装置，可以促进学生理解原理。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了一种直流式电机原理实验装置，包括外壳、置于所述外壳内壁的三组线圈绕组和置于线圈绕组内侧的转子，所述外壳的轴向的两端为敞开结构用于展示所述线圈绕组和转子，所述外壳的轴向的两端可拆卸地设置支架，此时所述转子的首尾两端分别与两个所述支架铰接，各组所述线圈绕组彼此连接并且每一组线圈绕组均设置一个伸出所述外壳的输入端；所述外壳的外侧设有演示单元，所述演示单元包括电路板、直流电源、电阻和三组并联设置的开关组合，每一组所述开关组合具有两个串联的开关，六个所述开关位于电路板的正面，一个线圈绕组的输入端连接在对应的开关组合的两个开关之间，学员通过反复通断各个开关模拟电路控制流程，改变线圈绕组的磁场并且激发转子转动。
5.作为上述方案的改进，三组所述线圈绕组的输入端在所述外壳上为插座结构，所述演示单元通过排线临时连接所述插座结构。
6.作为上述方案的改进，各个所述开关为常开的触点式结构。
7.作为上述方案的改进，所述直流电源为24v的可充电蓄电池。
8.作为上述方案的改进，所述外壳的底座的单侧延伸形成安装面，并且安装面上设置用于容纳电路板和直流电源的槽位。
9.作为上述方案的改进，所述支架为长条形结构，所述支架的首尾两端通过螺栓连接于所述外壳，所述支架的中间设有穿孔，所述转子的一端穿过所述支架后弯折完成限位。
10.作为上述方案的改进，所述外壳为透明的塑料材质，便于学生观察。
11.本实用新型具有如下有益效果：无刷直流电机具有专门控制各个线圈绕组通电的换向电路，也称为fet（场效应晶体管），本方案将上述换向电路具象化设置在外壳上，允许学员自由地操作从而加深对换向电路的理解，相应地暴露内部的线圈绕组和转子方便学员观察；在学员理解上述结构之后，可以将排线插从演示单元拔出，连接到规范的换向电路，引入编程及自动化的概念。如此实现由浅入深的教学。本方案中采用低压直流电作为电源，安全可靠，完全敞开也不会伤害到学生，而且低压电发热低、自然散热好，不需要外壳具有
其他辅助结构。
附图说明
12.图1是一种实施例下实验装置的结构图；
13.图2是一种实施例下演示单元的原理图。
14.附图标记说明：10、外壳；11、线圈绕组；12、转子；13、支架；20、插座；31、电路板；32、直流电源；33、开关。
具体实施方式
15.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
16.参照图1和图2，本实用新型公开了一种直流式电机原理实验装置，包括外壳10、置于所述外壳10内壁的三组线圈绕组11和置于线圈绕组11内侧的转子12，所述外壳10的轴向的两端为敞开结构用于展示所述线圈绕组11和转子12。所述外壳10的轴向的两端可拆卸地设置支架13，此时所述转子12的首尾两端分别与两个所述支架13铰接。各组所述线圈绕组11彼此连接并且每一组线圈绕组11均设置一个伸出所述外壳10的输入端。所述外壳10的外侧设有演示单元，所述演示单元包括电路板31、直流电源32、电阻和三组并联设置的开关组合，每一组所述开关组合具有两个串联的开关33，六个所述开关33位于电路板31的正面，一个线圈绕组11的输入端连接在对应的开关组合的两个开关33之间，学员通过反复通断各个开关33模拟电路控制流程，改变线圈绕组11的磁场并且激发转子12转动。
17.作为优选，三组所述线圈绕组11的输入端在所述外壳10上为插座20结构，所述演示单元通过排线临时连接所述插座20结构。如图1所示，可以看到三个并列的插座20。由于线圈绕组11仅仅用于教学，不需要大电流，所以线圈绕组11可以采用导线制作。
18.作为优选，各个所述开关33为常开的触点式结构，在按压结束后自动复位，方便操作。在其他实施例中，也可以采用闸刀式的结构。
19.作为优选，所述直流电源32为24v的可充电蓄电池，供反复使用。直流电源32的电压选用安全范围内的值。
20.作为优选，所述外壳10的底座的单侧延伸形成安装面，并且安装面上设置用于容纳电路板31和直流电源32的槽位。外壳10与演示单元配套放置，可以避免演示单元意外丢失，避免学员拆卸。
21.作为上述方案的改进，所述支架13为长条形结构，减少遮挡面积，所述支架13的首尾两端通过螺栓连接于所述外壳10，所述支架13的中间设有穿孔，所述转子12的一端穿过所述支架13后弯折完成限位。
22.无刷直流电机具有专门控制各个线圈绕组11通电的换向电路，也称为fet（场效应晶体管），本方案将上述换向电路具象化设置在外壳10上，允许学员自由地操作从而加深对换向电路的理解，相应地暴露内部的线圈绕组11和转子12方便学员观察；在学员理解上述结构之后，可以将排线插从演示单元拔出，连接到规范的换向电路，引入编程及自动化的概念。如此实现由浅入深的教学。
23.如图2所示，将六个开关33按照从左到右、从上到下的顺序标记为a1、b1、c1、a2、
b2、c2。学员同时按下a1和b2便可给其中的一个线圈绕组11通电激发磁场，松手后按下b1和c2便切换到另一组线圈绕组11通电，如此改变磁场。更详细的内容可以参照无刷直流电机的“六步换向”方式，这里不再赘述。
24.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。


技术特征：
1.一种直流式电机原理实验装置，包括外壳、置于所述外壳内壁的三组线圈绕组和置于线圈绕组内侧的转子，其特征在于还包括：所述外壳的轴向的两端为敞开结构用于展示所述线圈绕组和转子，所述外壳的轴向的两端可拆卸地设置支架，此时所述转子的首尾两端分别与两个所述支架铰接，各组所述线圈绕组彼此连接并且每一组线圈绕组均设置一个伸出所述外壳的输入端；所述外壳的外侧设有演示单元，所述演示单元包括电路板、直流电源、电阻和三组并联设置的开关组合，每一组所述开关组合具有两个串联的开关，六个所述开关位于电路板的正面，一个线圈绕组的输入端连接在对应的开关组合的两个开关之间，学员通过反复通断各个开关模拟电路控制流程，改变线圈绕组的磁场并且激发转子转动。2.根据权利要求1所述的直流式电机原理实验装置，其特征在于：三组所述线圈绕组的输入端在所述外壳上为插座结构，所述演示单元通过排线临时连接所述插座结构。3.根据权利要求2所述的直流式电机原理实验装置，其特征在于：各个所述开关为常开的触点式结构。4.根据权利要求3所述的直流式电机原理实验装置，其特征在于：所述直流电源为24v的可充电蓄电池。5.根据权利要求1所述的直流式电机原理实验装置，其特征在于：所述外壳的底座的单侧延伸形成安装面，并且安装面上设置用于容纳电路板和直流电源的槽位。6.根据权利要求1所述的直流式电机原理实验装置，其特征在于：所述支架为长条形结构，所述支架的首尾两端通过螺栓连接于所述外壳，所述支架的中间设有穿孔，所述转子的一端穿过所述支架后弯折完成限位。7.根据权利要求1所述的直流式电机原理实验装置，其特征在于：所述外壳为透明的塑料材质。

技术总结
本实用新型涉及教学仪器领域，具体公开了一种直流式电机原理实验装置，包括外壳、三组线圈绕组、转子和演示模块，演示模块具有六个开关用于演示“六步换向”。无刷直流电机具有专门控制各个线圈绕组通电的换向电路，也称为FET（场效应晶体管），本方案将上述换向电路具象化设置在外壳上，允许学员自由地操作从而加深对换向电路的理解，相应地暴露内部的线圈绕组和转子方便学员观察；在学员理解上述结构之后，可以将排线插从演示单元拔出，连接到规范的换向电路，引入编程及自动化的概念。如此实现由浅入深的教学。现由浅入深的教学。现由浅入深的教学。


技术研发人员：刘义军 覃勇崎 覃为华 黎仲志 杨伟直
受保护的技术使用者：广西机电职业技术学院
技术研发日：2021.05.06
技术公布日：2021/11/17