CN201622744U - 单相电机工作原理教学演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单相电机工作原理教学演示装置。包括转子、定子、固定支架和/或底座，所述定子包括在空间位置上相互垂直的工作绕组和起动绕组，所述起动绕组串接一电容器且与工作绕组并联后接单相交流电源，所串接的电容器使起动绕组与工作绕组的电流在相位上近似相差90度，所述转子的转轴接于固定支架上的轴承中，所述工作绕组和起动绕组均固定在固定支架和/或底座上，且工作绕组、起动绕组、转子三者中轴线相一致。本实用新型可对单相电机的工作原理进行直观形象的演示，使学生快速、深刻的理解掌握单相电机的工作原理；本实用新型结构简单、取材容易、制造成本低，易于在相关教学工作中推广普及。

Description

单相电机工作原理教学演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学器具，具体涉及一种单相电机工作原理教学演示装置。

背景技术

单相电机是日常生活最常用的电机，其转动原理是旋转磁场与转子不断发生相对运动，使竖直两边切割磁感线，产生感应电流，感应电流受到磁场力作用，使转子产生一个与旋转磁场转动方向相同磁力矩作用，从而使转子转动起来。目前，很多学生对单相电机的工作原理感到难以掌握，在课堂教学中更是缺乏这方面的演示模型。这样使得课堂教学时，老师讲解该部分内容费时费力，而学生理解掌握起来也感到吃力，教学效果难以得到有效的保证。虽然有一些较先进的电机模型，但结构复杂，售价昂贵，且携带不便，不太适用于一般的课堂教学，难以进行广泛的推广普及。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、教学演示效果好的单相电机工作原理教学演示装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种单相电机工作原理教学演示装置，包括转子、定子、固定支架和/或底座，所述定子包括在空间位置上相互垂直的工作绕组和起动绕组，所述起动绕组串接一电容器且与工作绕组并联后接单相交流电源，所串接的电容器使起动绕组与工作绕组的电流在相位上近似相差90度，所述转子的转轴接于固定支架上的轴承中，所述工作绕组和起动绕组均固定在固定支架和/或底座上，且工作绕组、起动绕组、转子三者中轴线相一致。

为了使电流i₁与i₂相位差为90°，选择电容C的电容量为C＝L/[R²+(ωL)²]这里ω是交流电的角频率，R是线圈上的损耗电阻，在实验演示中由于所使用的交流电频率不高，可用它的直流电阻代替，用万用表或专用测量电感的仪器测量出线圈的电感L，然后根据上式选择合适的电容。由于只是研究单相电容式电机的一般工作原理，上式是理论值，在实际选电容的时候，可允许一定的误差。

单相电机的正反转只需改变电容与线圈和电源的接线方向就可以改变转动方向。

在所述起动绕组与其串接电容器之间设置有一通断开关。

所述工作绕组和启动绕组为含有绝缘层的多匝金属线圈，且工作绕组的匝数大于启动绕组的匝数。两线圈的匝数可在150～200匝。

所述工作绕组、启动绕组及定转子为相匹配的矩形体，或椭圆形体，或圆形体。

所述转子为铝框。

所述工作绕组、启动绕组和铝框都为矩形体。

在所述工作绕组一端串接电流表后再接电源。

所述固定支架上设置有提手。

本实用新型具有积极有益的效果：

1.本实用新型可以让学生非常直观地感受到旋转磁场的存在，对单相电容式电机的旋转磁场有一个深刻的认识，并可对单相电机的工作原理进行直观形象的演示，使学生快速、深刻的理解掌握单相电机的工作原理。

2.本实用新型结构简单、取材容易、制造成本低，易于在相关教学工作中推广普及。

附图说明

图1为一种单相电机工作原理教学演示装置的结构示意图；

图2为一种单相电机工作原理教学演示装置的电路图。

图中1为工作绕组，2起动绕组，3为转子，4转子的转轴，5为绝缘连接轴，6固定支架，7为底座，8为接线盒，9为电流表，10提手，C为电容器，L₁为工作绕组线圈，L₂为启动绕组线圈，K为开关，S₁、S₂为接线端子。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述，但不局限于下列实施例。

实施例1一种单相电机工作原理教学演示装置，参见图1、图2，包括转子(矩形铝框)3、定子、固定支架6和底座7，所述定子包括在空间位置上相互垂直的工作绕组1和起动绕组2，所述工作绕组1和启动绕组2为含有绝缘层的多匝金属线圈(L₁、L₂)，且工作绕组1的匝数大于启动绕组2的匝数；所述起动绕组2串接一电容器C且与工作绕组1并联后接交流电源(S₁、S₂)，所串接的电容器C使起动绕组2与工作绕组1的电流在相位上近似相差90度，工作绕组1所在分支电路中串接有电流表(A)9；所述转子3的转轴4接于工作绕组1上的轴承中，工作绕组1和起动绕组2均通过绝缘连接轴5固定在固定支架6上，且保证工作绕组1、起动绕组2、形铝框3三者中轴线相重叠。所述起动绕组2与其串接电容器C之间设置有一通断开关K，开关K和电容器C均装在接线盒8内；所述固定支架上设置有提手10，方便携带。各元器件之间通过带外绝缘层的导线连接。

进行演示时，通过接线盒开关的作用，可以看到：启动时当开关闭合式铝框会转动，断开时铝框不动；同时也可以观察到铝框转动后断开开关，铝框继续转动，还可以通过电流表观察电流的变化。

实施例2一种单相电机工作原理教学演示装置，与实施1基本相同，不同之处在于，工作绕组1所在分支电路中不设置电流表。

实施例3一种单相电机工作原理教学演示装置，与实施1基本相同，不同之处在于，所述工作绕组和起动绕组为椭圆形。

Claims (8)

1.一种单相电机工作原理教学演示装置，包括转子、定子、固定支架和/或底座，其特征在于，所述定子包括在空间位置上相互垂直的工作绕组和起动绕组，所述起动绕组串接一电容器且与工作绕组并联后接单相交流电源，所串接的电容器使起动绕组与工作绕组的电流在相位上近似相差90度，所述转子的转轴接于固定支架上的轴承中，所述工作绕组和起动绕组均固定在固定支架和/或底座上，且工作绕组、起动绕组、转子三者中轴线相重合。

2.根据权利要求1所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，在所述起动绕组与其串接电容器之间设置有一通断开关。

3.根据权利要求1所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，所述工作绕组和启动绕组为含有绝缘层的多匝金属线圈，且工作绕组的匝数大于启动绕组的匝数。

4.根据权利要求1所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，所述工作绕组、启动绕组及定转子为相匹配的矩形体，或椭圆体，或圆形体。

5.根据权利要求4所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，所述转子为铝框。

6.根据权利要求5所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，所述工作绕组、启动绕组和铝框都为矩形体。

7.根据权利要求6所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，在所述工作绕组一端串接电流表后再接电源。

8.根据权利要求1所述的单相电机工作原理教学演示装置，其特征在于，所述固定支架上设置有提手。

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