Модель электрической машины постоянного тока

 

Изобретение относится к учебным приборам по электротехнике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации принципа работы бесконтактного двигателя постоянного тока. Модель содержит основание 1, установленные на

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, SU „„1689979 А1 (si)s G 09 В 23/18

ГОСУДАРСТВЕ1НЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPM ГКНТ СССР

Я";;;.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” ---;.:. 1 (21) 4641610/12 (22) 25.01.89 (46) 07.11.91. Бюл, t+ 41 (72) S.M.Ïîæèäàåâ, В.В.Омельченко, М.А.Антипов и Л,Д.Иванов (53) 381.136.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l4 1592862, кл, 6 09 В 23/18, 1988. 4 (54) МОДЕЛЪ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к учебным приборам по электротехнике и позволяет расширить диапазон решаемых задач путем демонстрации принципа работы бесконтактного двигателя постоянного тока. Модель содержит основание 1, установленные на

4 нем панель 2 с вырезом 3 в виде статора с полюсами 4, на которых нанесено иэображение 5 витков якорной обмотки, и стойку, на которой расположена ось 8 вращения, размещенный перед панелью 2 имитатор магнитного поля машины в виде диска 9, смонтированного на оси 8 и имеющего изображение 10 замкнутых магнитных линий, имитирующую ротор пластину в виде диска

11, размещенный на стойке механизм дискретного.поворота диска 9, смонтированную на панели 2 модель. датчика углов поворота ротора, имеющую установленный на оси 21

ДМСк 23, СрЕДСтвс СВЕтовой инДикации IlpOцессов Возбуждения магнитного поля машины и привод вращения оси 8. Диски 11 и 23 кинематически связаны гибкой связью 30.

При вращении дисков 11 и 23 срабатывают.. элементы средства световой индикации, в результате чего поочередно загораются и гаснут электролампы 29 подсветки, расположенные по периметру статора машины, что свидетельствует о начале и прекращении возбуждения электрических элементов машины. Одновременно с этим поворачивается храповое колесо механизма дискретного поворота диска 9, отжимая при этом фиксирующую планку, в результате чего диск 9 скачкообразно поворачивается на

90, а имеющееся на нем изображение стре-. лочного указателя ЗЗ МДС скачкообразно перемещается к изображению 12 магнитной оси ротора. При дальнейшем вращении дисков 11 и 23 процесс повторяется, но уже в зоне следующих по вращению элементов машины, 4 ил.

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении свойств и принципа работы электрических машин постоянного тока.

Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации принципа работы бесконтактногс двигателя постоянного тока, На фиг.1 изображена предлагаемая модель. Вид спереди; на фиг,2 — то же, вид сбак1;; на фиг,3 — электрическая схема модели; на фиг,4 — механизм дискретного поворота имитатора магнитного поля машины с приВОдсм Вращения, Модель электрической машины постоЯнногс тока содержит основание 1, установленные на основании вертикальную панель

2 с Вырезом 3 в виде статора машины с полюсами 4, на которых нанесено иэображение 5 витков якорной обмотки, и стойку 6 с отверстием 7, В котором установлена ось

8 Вращения, размещенный перед панелью 2 имитатор магнитного поля машины, ВыпОлненный В виде прозрачного диска 9, смонтированного на Оси 8 вращения и имеющего изображение 10 замкнутых магнитных линий. Имитирующую pomp пластину„расположенную В вырезе 3 панели 2 и имеющую фссму ди("K8 11, на лицеВОЙ cTopoHe KQTopo го нанесено изображение 12 магнитной оси с буквенными индексами магнитных полюСОВ, смонп.:рованный на стойке 6 механизм дискретногс поворота имитатора магнитного поля машины (диска 9), смонтированную на панели 2 модель да чика углов поворота ротора (диска 11), средство световой индикации процессов возбуждения магнитного поля машины и привод вращения оси 8.

Механизм дискретного поворота имитатора магнитного поля машины состоит из размещенного на оси 8 вращения полого вала 13, двух с противоположно направленными зубьями храповых колес 14 и 15. одно иэ которых, например колесо 14, жестко закреплено на полом валу 13, а другое, например колесо 15, свободно установлено на нем и связано упругим стержнем 16 с полым валом 13 и осью 8 вращения посредством закрепленной на ней скобы 17, и шарнирно связанной со стойкой 6 подпружиненной фиксирующей планки 18, взаимодействующей с храповыми колесами 14 и 15.

Модель датчика углов поворота ротора состоит из установленного на основании 1 с тыльной стороны панели 2 фланца 19 с отверстием 20, размещенной в отверстии 20 дополнительной горизонтальной оси 21 вращения с приводной рукояткой 22 и жестко смонтированного на этой оси вращения дополнительного диска 23. расположенного в

25 выполненном в панели 2 дополнительном вырезе 24 и имеющего нанесенную по его периферии цветную метку 25 s виде закрашенной части кольца.

Средство световой индикации процесcos возбуждения магнитного поля машины состоит из установленного на лицевой стороне допОлнительного диска 23 постоянного магнита 26, взаимодействующих с мим электромагнитных датчиков 27 (например, горкомов), размещенных на панели 2 по периферии диска 23, и электрически связан45

5

20

30 ных с датчиками электромагнитных реле 28 и электродами 29 подсветки, Привод вращения имеет два кинематически связанные гибкой связью 30 шкива 31 и 32, один из которых, например шкив 31, жестко установлен на полом валу 13, а другой,например шкив 32, — на дополнительной оси 21 вращения.

Кроме того, имитатор магнитного поля машины (диск 9) имеет изображение стрелочного указателя 33 МДС машины. На панели 2 по периферии имитатора статора машины нанесены изображения 34 электросхем полупроводниковых ключей для коммутации тока в витках якорной обмотки и точечные метки 35 в местах установки элек тромагнитных датчиков 27. Электролампы

29 подсветки установлены в отверстиях 36, выполненных в панели 2 в зоне размещения электромагнитных датчиков 27, полюсов 4 машины и изображений 34 электросхем полупроводниковых ключей.

Диск 11 жестко связан с полым валом

13.

Для придания оси 8 вращения более устойчивого положения с тыльной стороны панели 2 может быть закреплена пластина

37 с отверстием, через которое проходит ось 8 вращения.

Для включения и отключения электросхемы в электрическую цепь имеются штепсельная вилка 38 и выключатель В1.

Модель работает следующим образом.

Перед началом демонстраций элементы модели устанавливают в следующее исходное состояние.

Вначале подключают электросхему модели в сеть и включают выключатель В1.

Затем с помощью приводной рукоятки 22 вращают диск 23 по ходу часовой стрелки, если смотреть с лицевой стороны панели 2, так, чтобы постоянный магнит 26 вначале прошел мимо левого электромагнитного датчика 27, а затем остановился напротив верхнего аналогичного датчика. В результате прохождения магнита 26 мимо левого датчика Г4 (см.фиг.3) и верхнего Г1 срабатывают связанные с ними электромагнитные реле 28 — Кл и К1 соответственно и своими первыми замыкающими контактами самоблокируются, а вторыми контактами замыкают цепь питания электроламп 29 подсветки соответствующих им точечных меток 35 в местах установки электромагнитных датчиков 27, полюсов 4 машины и изображений 34 электросхем полупроводниковых ключей. Одновременно с этим цветная метка 25 занимает положение между датчиками 27, что свидетельствует о их возбужденном состоянии. Затем имитатор магнитного поля машины (диск 9} устанавливаютают так, чтобы нанесенное на нем изсбражение стрелочного указателя 33 МДС машины находилось между левым и правым полюсами 4 машинь:, а диск 11, имитирующий ротор, располагают так, чтобы изображение 12 магнитной оси находилось строго вертикально, причем буквенный индекс северного полюса находился внизу, После этого приступают к проведению опытов, Вращая по часовой стрелке имитирующий ротор диск 11, имитируют действие электромагнитного момента, возникающего в результате взаимодействия полей статора и ротора машины и стремящегося повернуть ротор так, чтобы его магнитная ось изображения 12 совместилась со стрелочным указателем 33 МДС. Одновременно с этим поворачивается и диск 23. Как только последний поворачивается на 90, его магнит

26, взаимодействуя с правым электромагнитным датчиком 27, возбуждает его и последний своими контактами замыкает цепь питания электромагнитного реле 28 (К2). В результате зажигаются электролампы 29 подсветки правого датчика 27, правого полюса 4 машины и правого изображения 34 электросхемы полупроводникового ключ", а электролампы 29 подсветки левых аналогичных элементов гаснут, что свидетельствует о прекращении возбуждения этих элементов, В результате этого же поворота храповое колесо 14, отжимая фиксирующую планку 18, освобождает из зацепления с нею храповое колесо 15, которое скачкообразно повернувшись под действием стержня 16 на угол 900, поворачивает посредством скобы

17 на этот же угол ось 8 вращения и закрепленный на ней диск 9, имитирующий магнитное поле машины. Причем диск 11 в отличие от храпового колеса 15 имеет постоянное вращение, в результате которого (до поворота храпового колеса 15) изображение

12 магнитной оси удаляется от стрелочного указателя 33 МДС. Как только храповое колесо 15 поворачивается на 90, угол между изображением 12 магнитной оси и стрелочным указателем 33 МДС скачкообразно примет первоначальное значение, Это указывает на-то, что электромагнитный момент машины как результат взаимодействия полей статора и ротора продолжает действовать на ротор и стремится вращать

его (в данном случае по ходу часовой стрелки).

При дальнейшем вращении имитатора магнитного поля машины (диска 11) процесс повторяется, но уже в зоне следующих по

1689979 вращению аналогичных элементов модели машины.

Использование машины позволяет с высокой степенью надежности и достоверности демонстрировать принцип работы бесконтактного двигателя постоянного тоKB.

Формула изобретения

Модель электрической машины постоянного тока, содержащая основание, вертикально установленную на основании панель с вырезом в виде статора машины с полюсами, на которых нанесено изображение витков якорной обмотки, размещенный перед панелью имитатор магнитного поля машины, выполненный в виде прозрачного диска, смонтированного на размещенной в вырезе панели горизонтальной оси вращения и имеющего иэображение замкнутых магнитных линий, пластину, имитирующую ротор, и размещенный с тыльной стороны панели привод вращения оси, о тл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации принципа работы бесконтактного двигателя постоянного тока, она снабжена установленной на основании с тыльной стороны панели стойкой с отверстием, в котором установлена ось вращения, смонтированным на стойке механизмом дискретного поворота имитатора магнитного поля машины, состоящим из размещенного на оси вращения полого вала, двух с противоположно направленными зубьями храповых колес, одно из которых жестко закреплено на полом валу, а другое свободно установлено на нем и связано упругим стержнем с полым валом и осью вращения посредством закрепленной на ней скобы, и шарнирно связанной со стойкой подпружиненной фиксирующей планки, взаимодействующей с храповыми колесами, смонтированной на панели мо. делью датчика углов поворота ротора, состоящей из установленного на основании,с тыльной стороны панели фланца с отверстием, размещенной в отверстии дополнитель- .

5 ной горизонтальной оси вращения с приводной рукояткой и жестко установленного на этой оси вращения дополнительного диска, расположенного в выполненном в панели дополнительном вырезе и имеющего

10 нанесенную по его периферии цветную метку в виде закрашенной части кольца, и средством световой индикации процессов возбуждения магнитного поля машины, состоящим из установленного на лицевой сто15 роне дополнительного диска магнита, взаимодействующих с ним электромагнитных датчиков, установленных на панели по периферии диска, и электрически связанных с датчиками электромагнитных реле и

20 электролампами подсветки, пластина, ими. тирующая ротор, установлена на полом валу в вырезе панели и имеет форму диска, на лицевой стороне которого нанесено.изображение магнитной оси с буквенными индек25 сами магнитных полюсов, привод вращения имеет два кинематически связанные гибкой связью шкива, один из которых жестко установлен на полом валу, а другой — на дополнительной оси вращения, при этом

30 имитатор магнитного поля машины имеет изображение стрелочного указателя МДС машины, на панели по периферии имитатора статора машины нанесены изображения электросхем полупроводниковых ключей

35 для коммутации тока в витках якорной обмотки и точечные метки в местах установки электромагнитных датчиков, а электролампы подсветки установлены в отверстиях, выполненных в панели в зоне размещения

40 электромагнитных датчиков, полюсов машины и изображений электросхем полупроводниковых ключей. 689!)79

puzZ

1689979

Составитель P.Óæâèé

Редактор М.Стрельникова Техред М.Моргентал

Корректор Н.Король

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3816 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5