电机实训装置和系统的制作方法

本实用新型涉及自动化技术领域，尤其是涉及一种电机实训装置和系统。

背景技术：

电机实训是自动化专业重要的实践环节之一，是电机与电力拖动、机电传动控制和可编程逻辑控制器PLC学等课程理论与实践相结合的重要环节。电机实训主要采用多种器件的不同的连接方式来控制电机的转向、转速和启动方式。

在现有的实训过程中，有些实验室仅仅将相关设备零散地放在桌台上，零散设备不容易整体移动，进而不便于进行实训；同时，实训中使用的380V和220V电源电压较高，且保护措施不到位，导致实训的安全性较差。

针对上述电机实训的便利性和安全性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电机实训装置和系统，以提高电机实训的便利性和安全性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电机实训装置，包括绝缘底板、导轨和控制器件；其中，控制器件包括可编程逻辑控制器PLC，以及功能控制开关、热继电器、交流接触器、空气开关、时间继电器、中间继电器中的多种；导轨设置于绝缘底板上；控制器件设置于导轨上，并沿导轨可移动；控制器件均设置有导线接口，在对电机进行实训时，控制器件通过导线接口连接导线，与电机连接形成控制电路；在控制电路运行过程中，PLC接收控制电路中其它控制器件的控制信号，向电机发送控制信号对应的控制指令，以改变电机的运行状态。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述装置还包括变频器；变频器设置于导轨上，并沿导轨可移动；变频器通过导线接入控制电路中，用以调整控制电路的电流的大小。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述变频器和控制器件通过卡扣连接的方式固定于导轨上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述功能控制开关包括功能控制按钮；功能控制按钮的数量为多个；功能控制按钮包括功能开通按钮和功能关断按钮。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述装置还包括电源插头；电源插头包括220V电源插头和/或380V电源插头。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述装置还包括辅助触点；辅助触点用于连接电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述绝缘底板上还设置有配线槽，用于容纳导线。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述导轨的个数为两条；两条导轨平行排列于绝缘底板上；该绝缘底板包括环氧板；上述配线槽设置于每条导轨的周围。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电机实训系统，包括上述电机实训装置，还包括电机；该电机通过卡扣连接的方式固定于导轨上，并沿导轨可移动。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述电机包括三相鼠笼式异步电动机。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供的一种电机实训装置和系统，通过将控制器件可移动地设置于导轨上，并将导轨设置于绝缘底板上，可以将零散的器件整理至实验装置内，提高了电机实训的便利性；同时，由于控制器件已经固定，避免了实训人员搬动，且控制器件和导轨均设置于绝缘底板上，可以提高电机实训的安全性；上述方式提高了电机实训的便利性和安全性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电机实训装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电机实训装置的具体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电机实训系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电机实训系统的具体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电机实训系统的应用电路结构图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电机实训系统的具体应用电路图。

图标：

100-绝缘底板；102-导轨；106-PLC；108-功能控制开关；110-热继电器；112-交流接触器；114-空气开关；116-时间继电器；118-中间继电器；200-变频器；202-电源插头；204-辅助触点；206-配线槽；208-把手；300-电机实训装置；302-电机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有技术中电机实训的便利性和安全性较差的问题，本实用新型实施例提供了一种电机实训装置和系统，该技术可以应用于自动化专业的教学中，也可以应用于与电机相关的实验中，下面通过实施例进行描述。

实施例一：

参见图1所示的一种电机实训装置的结构示意图，该装置包括绝缘底板100、导轨102和控制器件；其中，该控制器件包括PLC(可编程逻辑控制器)106，以及功能控制开关108、热继电器110、交流接触器112、空气开关114、时间继电器116、中间继电器118中的多种；上述导轨102设置于绝缘底板100上；上述控制器件设置于导轨102上，并沿导轨102可移动；

上述控制器件均设置有导线接口，在对电机进行实训时，控制器件通过导线接口连接的导线，与电机连接形成控制电路；在该控制电路运行过程中，PLC106接收控制电路中其它控制器件的控制信号，向电机发送控制信号对应的控制指令，以改变电机的运行状态。

其中，图1中示出了功能控制开关108、热继电器110、交流接触器112、空气开关114、时间继电器116、中间继电器118，这些控制器件在实际应用中，可以是其中的部分或全部，本实用新型实施例对此不进行限制。

该电机实训装置在没有使用时，上述电机以及控制器件没有导线连接；该电机实训装置在使用时，上述控制器件可以仅有部分使用，被使用的控制器件通过导线连接，形成电路，进而控制电机的运行状态。

上述不同的控制器件实现的功能不同，具体描述如下：(1)可编程控制器PLC；由于电机在进行正转和反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使电机的接触器主触头产生较为严重的起弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路；采用PLC来控制电机则可避免上述电源相间短路的问题。(2)中间继电器；由于该中间继电器的触头只能通过小电流，所以中间继电器可以用于控制电路中，起到传递中间信号的作用。(3)热继电器；该热继电器在电机过载时，其内部的金属片会发生形变，从而推动连杆动作，因此热继电器可以断开电路起到保护作用。(4)交流接触器；该交流接触器可以用来接通和分断电机，进而控制电机的启动方式、Y-△转换、以及正反转等，同时还可以与热继电器或者其他器件相配合，起到保证电机安全运行的作用。(5)空气开关；该空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，集控制和多种保护功能于一身；该空气开关不能能完成接触和分断电路，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。(6)时间继电器；该时间继电器可以调节电机的正转到反转的转换时间，以及Y-△降压启动自动运行转换时间，可以对电机实现进一步的自动控制。(7)功能控制按钮；该按钮可以用来控制电路的通断，可以控制电机的启动、停止、正转、反转等功能，可以对电机实现手动控制。

本实用新型实施例提供的一种电机实训装置，通过将控制器件可移动地设置于导轨上，并将导轨设置于绝缘底板上，可以将零散的器件整理至实验装置内，提高了电机实训的便利性；同时，由于控制器件已经固定，避免了实训人员搬动，且控制器件和导轨均设置于绝缘底板上，可以提高电机实训的安全性；上述方式提高了电机实训的便利性和安全性。

实施例二：

为了对上述实施例一中的电机实训装置进行详细地描述，参见图2所示的一种电机实训装置的具体结构示意图，在实施例一提供的电机实训装置的基础上，该装置还包括变频器200；该变频器200设置于导轨上，并沿导轨可移动；该变频器200通过导线接入控制电路中，用以调整控制电路的电流的大小。在实际应用时，由于电机直接启动不仅会对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，电机启动时产生的大电流和震动时对设备、管路的使用寿命具有较大的负面影响；因而，将变频器设置于电路中，可以利用变频器的软启动功能使启动电流从零开始，逐渐增大，且电流的最大值也不会超过额定电流，从而减轻了电机的大电流对电网的冲击，降低了对供电容量的要求，延长了电机的使用寿命，同时也节省了设备的维护费用。

为了便于拆卸和后期维修，上述变频器和控制器件通过卡扣连接的方式固定于导轨上。具体地，电机和控制器件这些零散的设备按照一定顺序位置以卡扣连接的方式固定在导轨上；一方面可以使电机和控制器件固定在导轨上，便于实训过程中的接线和控制；另一方面，在电机和控制器件发生故障时，或者电机或控制部件不使用时，可以将故障电机或控制器件拆卸下来，便于实际操作和维修。

为了使控制电机的方式具有多样性，上述功能控制开关包括功能控制按钮；该功能控制按钮的数量为多个；该功能控制按钮包括功能开通按钮和功能关断按钮。具体地，该功能控制按钮可以用来控制电路的通断，可以控制电机的启动、停止、正转、反转等功能；在实际实现中，不同功能的按钮可以以颜色进行区分，例如，红色按钮可以是用来使某一功能停止，而绿色按钮则可以开始某一项功能；该功能控制按钮的外观可以是圆形。与通过功能控制开关实现电机状态的手动切换方式相对应的是时间继电器，该时间继电器可以用来调节电机的正转到反转的转换时间或者Y-△降压启动自动运行转换时间，属于电机的进一步自动控制方式。

进一步，上述装置还包括电源插头202；该电源插头202包括220V电源插头和/或380V电源插头。在实际应用中，可以根据电路的实际需要选择220V电源或380V电源。

为了在实训过程中便于连接电路，上述装置还包括辅助触点204；该辅助触点204用于连接电路。具体地，该辅助触点204也可以通过卡扣连接的方式固定于导轨上。通过该方式可以在电路连接触点不够的情况下，提供辅助触点，方便电路连接。

为了方便实训人员整理线路，上述绝缘底板上还设置有配线槽206，用于容纳导线。在实际实现时，电机实训装置中的导轨的个数为两条；两条导轨平行排列于绝缘底板上；上述配线槽设置于每条导轨的周围。通过该方式可以将导线整齐地设置于配线槽内，一方面提高了电机实训的安全性，另一方面便于实训人员检查导线连接的正确与否，提高了电机实训的实训效果，进而提高了电机实训的教学质量。

为了提高绝缘作用，上述绝缘底板包括环氧板。该环氧板可以起到绝缘耐潮的作用。该环氧板，也称为环氧玻璃纤维板，使用环氧树脂粘合而成，再经加温加压制作而成；环氧板在中温下机械性能高，在高湿下电气性能稳定，因此适用于机械、电器及电子用高绝缘结构零部件，具有高的机械和介电性能较好的耐热性和耐潮性。

另外，上述电机实训装置还包括把手208，该把手的数量可以为一对，每个把手分别设置于绝缘底板的对称两侧，以方便移动电机实训装置。

实施例三：

对应于上述装置实施例，本实用新型实施例提供了一种电机实训系统；参见图3所示的一种电机实训系统的结构示意图，该系统包括上述电机实训装置300，还包括电机302；具体地，参见图4所示的一种电机实训系统的具体结构示意图，上述电机302通过卡扣连接的方式固定于导轨上，并沿导轨可移动。

进一步，上述电机302包括三相鼠笼式异步电动机。该三相鼠笼式异步电动机，结构简单、制造容易、成本低、运行维护方便。另外，该电机还可以是其他类型的电机，例如，单相异步电动机、罩极异步电动机，以及其他类型的三相异步电动机等。

本实用新型实施例提供的一种电机实训系统，通过将电机和控制器件可移动地设置于导轨上，并将导轨设置于绝缘底板上，可以将零散的器件整理至实验装置内，提高了电机实训的便利性；同时，由于电机和控制器件已经固定，避免了实训人员搬动，且控制器件和导轨均设置于绝缘底板上，可以提高电机实训的安全性；上述方式提高了电机实训的便利性和安全性。

实施例四：

为了对上述电机实训装置和电机实训系统的结构和用途进行进一步描述，参见图5所示的一种电机实训系统的应用电路结构图，以及图6所示的一种电机实训系统的具体应用电路图。该电路中，采用380V电源供电，所连接的控制器件包括PLC、功能控制开关、空气开关、交流接触器、热继电器、中间继电器以及外接的熔断器和线圈，用以控制电机的运行状态。在应用上述电机实训装置连接时，可以根据应用电路结构图中的连接关系，对各个器件进行连接，并将连接导线整理至配线槽中，以方便控制电机，且保证实训的安全性。

本实用新型实施例提供的电机实训系统，可以克服现有的实训技术中由于强电(380V和220V的电)保护不到位，设备零散不宜移动的缺陷，能够多方面的实现电机与电力拖动、机电传动控制和PLC学等课程理论与实践相结合，并通过变频器改变电机的转速；通过PLC和时间继电器控制Y-△降压启动时间，从而实时调节电机的转速和转向；改善电机实训的安全环境和可移动性。本实用新型将多学科的知识点进行同和，可以综合实训电机的转速转向，且装置的安全性和可移动性较高。同时，电机实训装置可以是实训对象通过体验不同教学方法、教学内容、教学条件、成绩考核四位一体的融合创新，激发学习兴趣，培养技术技能与创新能力，全面提高教学质量。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。