CN217931963U - 一种电机故障注入的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种电机故障注入的实验装置，包括电源模块、无线遥控板、电机、检测台，其特征在于还具有提示机构，还具有无线接收电路；所述电源模块、无线接收电路、提示机构安装在元件盒内并和电机的绕组电性连接，电机及元件盒分别安装在检测台上。本实用新型应用时，教师可在间隔设备一定的距离内通过无线遥控板及无线接收电路共同作用，非接触控制模拟电机的故障类型，实习学生检测出相关故障具体类型后通过按动提示机构相应的电源开关、相应指示灯得电发光后，教师就能第一时间了解到学生检测判断的故障类型是否正确。本新型不但给教师带来了便利，且模拟切换故障的速度相对较快，这样能提高故障模拟的速度及教学效率。

Description

一种电机故障注入的实验装置

技术领域

本实用新型涉及教具设备技术领域，特别是一种电机故障注入的实验装置。

背景技术

在职业院校或者大中专院校中，为了机电等专业的学员在尽可能较短的时间内掌握判别电机是否发生故障的初级技能，一般会采用模拟电机故障的设备对电机进行多种故障模拟，学员后续采用万用表等方式对故障进行判别，查出并准确判断出电机故障类型的时间越短，代表学员的相应技能越好、反之越差。

现有模拟电机故障的设备，一般是教师采用手动切换相关电源开关的方式，模拟出电机定子(转子为铸铝转子)绕组线圈短路、开路、搭铁等故障，教师手动切换故障类型及恢复到初始状态会给教师带来一定不便，且也不利于提高教学效率。目前，在公知的技术中(包括专利网站以及百度等相关查询检索)，还无一种教师可方便通过非接触方式切换电机故障类型的设备，因此，提供一种不需要教师手动操作，能在较短时间内模拟出电机主要几种故障、供学员进行检测判断的装置显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有机电教学中，教师是通过手动方式经电源开关切换模拟电机的多种故障，由此会给教师带来不便，以及不利于提高教学效率的弊端，本实用新型提供了在相关机构及电路共同作用下，教师能在较远距离通过非接触方式快速控制电机的绕组模拟出全部短路、开路、搭铁、部分短路故障，测试学员采用万用表等设备检测判断故障类型，由此给教师带来了便利、且提高了教学效率的一种电机故障注入的实验装置。

本实用新型其技术问题所采用的技术方案是：

一种电机故障注入的实验装置，包括电源模块、无线遥控板、电机、检测台，其特征在于还具有提示机构，还具有无线接收电路；所述电源模块、无线接收电路、提示机构安装在元件盒内，电机及元件盒分别安装在检测台上；所述电源模块的电源输出端和无线接收电路、提示机构的电源输入端电性连接；所述无线接收电路的第一路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、定子绕组线圈中部分别电性连接，无线接收电路的第二路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、电机的壳体分别电性连接；所述无线接收电路的第三路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、定子绕组线圈尾端分别电性连接，无线接收电路的第四路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、电机其中一根进线端分别电性连接。

进一步地，所述无线遥控板是无线发射电路模块。

进一步地，所述提示机构包括四只电源开关和四只指示灯，四只电源开关一端和四只指示灯的电源输入一端分别电性连接。

进一步地，所述无线接收电路包括电性连接的无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和继电器，无线接收电路模块正极电源输入端和四只继电器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的四路输出端和四只电阻一端分别连接，四只电阻另一端和四只NPN三极管基极分别连接，四只NPN三极管集电极和四只继电器负极电源输入端连接。

本实用新型有益效果是：本实用新型应用时，教师可在间隔设备一定的距离内通过无线遥控板及无线接收电路共同作用，非接触控制电机的故障类型(能模拟出电机全部短路、开路、搭铁、部分短路故障)，实习学生检测出相关故障具体类型后通过按动提示机构相应的电源开关、相应指示灯得电发光后，教师就能第一时间了解到学生检测判断的故障类型是否正确。本新型不但给教师带来了便利，且模拟切换故障的速度相对较快，这样能提高故障模拟的速度及教学效率。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种电机故障注入的实验装置，包括电源模块A1、无线遥控板A3、具有铸铝转子的电机M、检测台2，还具有提示机构3，还具有无线接收电路4；电源模块A1、无线接收电路4、提示机构3安装在元件盒1内，电机M及元件盒1分别安装在检测台2前下端及前右上端。

图1、2所示，无线遥控板A3是型号TYO-A72的无线发射电路模块成品，其具有配套安装在外壳内的12V无线发射电路专用电池，无线发射电路模块具有四只无线信号发射按键、分别按下时，其能发射出四路不同的无线信号。提示机构包括四只电源开关D1、D2、D3、D4(按钮位于元件盒前端四个开孔外)和四只指示灯H1、H2、H3、H4(发光面位于元件盒前端另外四个开孔外)，四只电源开关D1、D2、D3、D4一端和四只指示灯H1、H2、H3、H4的电源输入一端分别经导线连接。无线接收电路包括经电路板布线连接的TYO-A72的无线接收电路模块成品A2，电阻R、R1、R2、R3，NPN三极管Q、Q1、Q2、Q3和继电器K、K1、K2、K3，无线接收电路模块A2正极电源输入端1脚和四只继电器K、K1、K2、K3正极电源输入端连接，无线接收电路模块A2的四路输出端4、5、6、7脚和四只电阻R、R1、R2、R3一端分别连接，四只电阻R、R1、R2、R3另一端和四只NPN三极管Q、Q1、Q2、Q3基极分别连接，四只NPN三极管Q、Q1、Q2、Q3集电极和四只继电器K、K1、K2、K3负极电源输入端分别连接。

图1、2所示，电源模块A1(交流220V转直流12V开关电源模块，输出功率200W)的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，电源模块A1的电源输出端3及4脚和无线接收电路的电源输入端无线接收电路模块A2的1及3脚(2脚脉冲输出端悬空)、提示机构的电源输入端四只电源开关D1、D2、D3、D4另一端及四只指示灯H1、H2、H3、H4电源输入另一端分别经导线连接；无线接收电路的继电器K的控制触点端及常开触点端分别和电机M的定子绕组线圈首端、定子绕组线圈中部经导线连接，无线接收电路的继电器K1的控制触点端及常开触点端分别和电机M的定子绕组线圈首端、电机的壳体分别经导线连接；无线接收电路继电器K2的控制触点端及常开触点端分别和电机M的定子绕组线圈首端、定子绕组线圈尾端经导线连接，无线接收电路的继电器K3的控制触点端及常闭触点端分别和电机M的定子绕组线圈首端、电机(电机不通电)其中一根进线端经导线连接。

图1、2所示，220V交流电源进入电源模块A1的电源输入端1及2脚后，电源模块A1的3及4脚会输出12V直流电源进入无线接收电路及提示机构的电源输入端，这样，无线接收电路及提示机构处于得电工作状态。当教学中(学生后续通过万用表等检测电机M故障)，教师需要切换电机绕组匝间部分短路时，按下无线遥控板A3(随身携带)的第一只按键S1，于是，无线遥控板A3发射出第一路无线闭合信号，无线接收电路模块A2接收到第一路无线信号后其4脚会输出高电平经电阻R降压限流进入NPN三极管Q的基极，于是，NPN三极管Q导通集电极输出低电平进入继电器K的负极电源输入端，继电器K得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合，将电机M绕组的首端和中部短接模拟出绕组匝间部分短路，后续学员用万用表电阻档测定(万用表两只表笔分别接电机的两根进线)，如果电阻值小于初始状态下绕组首端和末端之间的电阻值、但是不是等于0Ω时就判断为电机绕组部分短路故障。教师再次按下发射键S1后，无线发射电路模块A3发射出第一路无线开路信号(50米范围)，无线接收电路模块A2接收到无线开路信号后，无线接收电路模块A2的4脚停止输出电源，继电器K失电其控制电源输入端和常开触点端开路，绕组的首端和中部不再被短接。教师需要切换电机绕组接地短路(搭铁)时，按下无线遥控板A3的第二只按键S2，于是，无线遥控板A3发射出第二路无线闭合信号，无线接收电路模块A2接收到第二路无线信号后其5脚会输出高电平经电阻R1降压限流进入NPN三极管Q1的基极，于是，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K1的负极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合，将电机绕组的首端和电机的壳体短接模拟出绕组和电机壳体短路，后续学员用万用表电阻档测定，如果电阻值接近等于0Ω时就判断为电机绕组搭铁故障(将万用表笔其中一只接电机其中一根进线，另一只接电机壳体)。教师再次按下发射键S2后，无线发射电路模块A3发射出第二路无线开路信号，那么无线接收电路模块A2的5脚停止输出电源，继电器K1失电其控制电源输入端和常开触点端开路，绕组的首端和壳体不再被短接。

图1、2所示，教师需要切换电机绕组全部短路时，按下无线遥控板A3的第三只按键S3，于是，无线遥控板A3发射出第三路无线闭合信号，无线接收电路模块A2接收到第三路无线信号后其6脚会输出高电平经电阻R2降压限流进入NPN三极管Q2的基极，于是，NPN三极管Q2导通集电极输出低电平进入继电器K2的负极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制触点端和常开触点端闭合，将电机绕组的首端和末端短接模拟出电机整体短路(万用表显示电阻值为0Ω左右，测试时万用表两只表笔别接电表两根进线(此刻如果另一只表笔接电机壳体电阻值为无穷大)。教师再次按下发射键S3后，无线发射电路模块A3发射出第三路无线开路信号，那么无线接收电路模块A2的6脚停止输出电源，继电器K2失电其控制电源输入端和常开触点端开路，绕组的首端和末端不再被短接。教师需要切换电机绕组开路时，按下无线遥控板A3的第四只按键S4，于是，无线遥控板A3发射出第四路无线闭合信号，无线接收电路模块A2接收到第四路无线信号后其7脚会输出高电平经电阻R3降压限流进入NPN三极管Q3的基极，于是，NPN三极管Q3导通集电极输出低电平进入继电器K3的负极电源输入端，继电器K3得电吸合其控制触点端和常闭触点端开路，不再将电机绕组的首端和进线端连通、模拟出电机整体开路(万用表显示电阻值为无穷大)，测试时万用表两只表笔别接电机的两根进线端。教师再次按下发射键S4后，无线发射电路模块A3发射出第四路无线开路信号，无线接收电路模块A2的7脚停止输出电源，继电器K3失电其控制电源输入端和常闭触点端再次闭合，绕组的首端和进线端再次连通恢复初始状态。

图1、2所示，学员在教师模拟出相应一种类型故障，然后得到教师口头提示开始检测指令后，第一时间用万用表检测出相关故障，用手分别按下第一只电源开关D1或第二只电源开关D2、第三只电源开关、第四只电源开关D4按钮后，指示灯H1或H2、H3、H4(每只指示灯的侧端分别标记有绕组部分匝间短路、开路、搭铁、整体短路等字样)得电发光后，教师通过相应指示灯对应的电机故障类型，就能直观了解到学生判断电机的故障类型是否准确。通过上述所有机构及电路共同作用，本新型应用时，教师可在间隔设备一定的距离内通过无线遥控板及无线接收电路共同作用，非接触控制电机的故障类型(能模拟出电机全部短路、开路、搭铁、部分短路故障)，实习学生检测出相关故障具体类型后通过按动提示机构相应的电源开关、相应指示灯得电发光后，教师就能第一时间了解到学生检测判断的故障类型是否正常。本新型不但给教师带来了便利，且模拟切换故障的速度相对更快，这样能提高故障模拟的速度及教学效率。图2中，电阻R、R1、R2、R3阻值是1.8K；NPN三极管Q、Q1、Q2、Q3型号是9013；继电器K、K1、K2、K3是DC12V继电器；指示灯H1或H2、H3、H4分别是功率2W、工作电压12V的指示灯，电源开关D、D1、D2、D3是点动按钮式电源开关。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种电机故障注入的实验装置，包括电源模块、无线遥控板、电机、检测台，其特征在于还具有提示机构，还具有无线接收电路；所述电源模块、无线接收电路、提示机构安装在元件盒内，电机及元件盒分别安装在检测台上；所述电源模块的电源输出端和无线接收电路、提示机构的电源输入端电性连接；所述无线接收电路的第一路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、定子绕组线圈中部分别电性连接，无线接收电路的第二路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、电机的壳体分别电性连接；所述无线接收电路的第三路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、定子绕组线圈尾端分别电性连接，无线接收电路的第四路信号输入端及输出端和电机的定子绕组线圈首端、电机其中一根进线端分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机故障注入的实验装置，其特征在于，无线遥控板是无线发射电路模块。

3.根据权利要求1所述的一种电机故障注入的实验装置，其特征在于，提示机构包括四只电源开关和四只指示灯，四只电源开关一端和四只指示灯的电源输入一端分别电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种电机故障注入的实验装置，其特征在于，无线接收电路包括电性连接的无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和继电器，无线接收电路模块正极电源输入端和四只继电器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的四路输出端和四只电阻一端分别连接，四只电阻另一端和四只NPN三极管基极分别连接，四只NPN三极管集电极和四只继电器负极电源输入端连接。

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