专利名称：单匝电动机教学模型的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种电动机，具体涉及到一种教学型单匝电动机模型。
背景技术：
直流电动机目前是全世界，使用的最多的电动机之一。这是因为，直流电动机使用 时，调速性能好、起动力矩大。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根据需 要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均勻、平滑的无级调 速，而且调速范围较宽。而起动力矩大意味着，可以均勻而经济地实现转速调节。因此，凡 是在重负载下起动或要求均勻调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、 电车等，都用直流电动机拖动。直流电动机的应用原理是应用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，励磁线 圈两个端线同有相反方向的电流，使整个线圈产生绕轴的扭力，使线圈转动。要使电枢受到 一个方向不变的电磁转矩，关键在于当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的 电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换 向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋 转，这就是直流电动机的工作原理。直流电动机由于其使用范围的普遍性，也成为了我们中学物理教学方面重点内 容。但目前市面上，关于电动机的教学模型还很少，尤其是关于立式转动的。以至于现在中 学教学中，上物理课时，讲到电动机部分时，教师只能用网上找的各类电动机的实例图及原 理图来向学生说明，不能吸引学生的上课积极性和兴趣。即使拿出模型，也是简陋的木质手 工版本，不能进行工作原理的演示，或者由于太沉重，使用不方便。
发明内容
本发明针对目前中学物理教学时，关于直流电动机部分时，教师往往只能依靠图 文描述，使学生不能很好得了解它的原理及结构，更别提提高上课积极性，如果采用木质模 型等教学模型时，又和教科书上描述的不一致的问题，为此我们设计了这一发明，从而也达 到降低成本和环保的目的。为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现—种单匝电动机教学模型，它包括定子、转子，电刷，轴承板、支架和电刷等部分， 其特征是，所述的定子部分为一 U型磁铁，所述的转子包括一电枢，整流器和转轴，整个转 子部分连接在轴承板上，通过支架固定在定子上方。所述的电枢为普通单根硬质导线弯曲成框型，上方装有两半环。所述的整流子由小圆木构成，上面包裹着金属整流片。所述的电刷为连接在轴承板上的金属片，并且和金属整流片相接触。由于本模型结构简单，在部件的制作上，可以采用了学校内找得到的简单材料，既 可以让学生自己动手来组装，也注重了材料的环保和重复利用性。用两片金属整流片充当换向器，可以配合电刷来保证电枢线圈中电流始终是一个方向，使电动机能连续的旋转，来 展现直流电动机的工作原理。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为教学用单匝直流电动机的示意图
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。如图1所示，一种单匝直流电动机，分为定子部分、转子部分，电刷6，轴承板7、 支架8、底座9，及一节电池，定子部分为一放置在托架5上的U型磁铁4，其磁距内挡相距 100mm，转子部分包括一电枢线框3，整流器2和转轴1。电枢线框3是个用学校中便可以找 到的硬质导线弯曲而成，其外形为一长方形线框，通过转轴1，连接在整流器2上。整流器 2由一小段小圆木构成，其外层包裹了两片金属整流片，通过金属整流片来充当大型电动机 中换向器部分，配合固定于轴承板7上的电刷6，使电枢线圈3中电流始终是一个方向，带动 电动机能连续的旋转。启动时，只要将电刷6连接在电源正负极上，便可以运行。且电刷6 和金属整流片的接触十分重要，压得太紧，会加快电刷和换向器的磨损；压得太松，会造成 电刷和换向器之间的接触不良，产生火花。整个转子部分，连接在一长条状的轴承板7上， 通过一支架8，固定在底座9上。电枢线框3的下半部分摆放在磁铁4的两磁极中央。通电 后线圈两个端线同有相反方向的电流，使整个线圈产生绕轴的扭力，使线圈转动。由于电动机模型启动时功率很小，我们使用一节电池来充当电源，使用十分方便。这种教学模型，结构简单，材料环保，可以充分利用学校资源，让学生自己动手制 做和改进，可以使学生生动理解直流电动机原理，也配合了政府提高学生动手能力的号召。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
单匝电动机教学模型，它包括定子、转子，电刷，轴承板、支架、底座，及一节电池，其特征是，所述的定子部分为一磁距内挡相距100mm的U型磁铁，所述的转子包括一电枢，整流器和转轴，整个转子部分连接在轴承板上，通过支架固定在定子上方。
2.根据权利要求1的单匝电动机教学模型，其特征在于，所述的电枢为普通单根硬质 导线弯曲成框型，上方装有两半环。
3.根据权利要求1的单匝电动机教学模型，其特征在于，所述的整流子由小圆木构成， 上面包裹着金属整流片。
4.根据权利要求1的单匝电动机教学模型，其特征在于，所述的电刷为连接在轴承板 上的金属片，并且和金属整流片相接触。
全文摘要
本发明公开了一种教学型单匝电动机，本种模型普通电动机一样，由定子部分和转子部分构成，定子部分为一磁铁，转子部分电枢由导线弯曲而成，通过转轴和整流器相连。通电时，通过和电刷接触的金属整流片，来保证电枢线圈中电流始终是一个方向，使电动机能连续的旋转，来展现直流电动机的工作原理。其针对目前中学物理课上，教师拿不出关于交流电动机的模型，来向学生介绍电动机的工作原理的尴尬局面。
文档编号G09B23/18GK101937623SQ20091005422
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者戴建华 申请人:上海外国语大学附属大境中学