一种鼠笼式异步电动机演示仪的制作方法

本发明涉及一种鼠笼式异步电动机演示仪。

背景技术：

异步电动机的应用与日常生活密切相关，如电风扇、洗衣机、电冰箱、手枪电钻等都用到异步电动机。在异步电动机的教学中，纯粹的理论教学，缺乏理论联系实际，这样强行灌注的知识不可能深入学生的大脑。传统的教法是教师把对教材里异步电动机的工作原理的理解直接讲授给学生，虽有异步电动机实物示范，但因其定子绕组嵌于槽中，不利于帮助学生更直观、更感性地认识异步电动机的工作原理，因此设计一种鼠笼式异步电动机演示仪十分必要。

技术实现要素：

针对现有教学方式存在的不足，本发明提出一种鼠笼式异步电动机演示仪。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种鼠笼式异步电动机演示仪，包括箱体，且所述箱体内设有水平相邻的演示腔和电机腔；

所述电机腔内固定设有电机，且电机的输出轴向演示腔方向水平延伸；

定义靠近电机腔的一端为近端，远离电机腔的一端为远端；所述演示腔内相对设有马蹄形磁铁和鼠笼转子，所述马蹄形磁铁的远端具有开口，且所述开口面向所述鼠笼转子，所述马蹄形磁铁的近端固定在夹具上，所述夹具具有水平的第一转轴，所述第一转轴可转动地设在第一支撑座上，且第一转轴通过联轴器与电机的输出轴相连；

所述鼠笼转子的近端设有水平的第二转轴，所述第二转轴可转动地设置在第二支撑座上；

所述第一转轴、第二转轴和电机输出轴同轴设置；所述第一支撑座和第二支撑座均固定在演示腔内；

所述箱体内还设有中央控制器，所述箱体上还设有操作面板；所述中央控制器内具有分别用于控制电机的启停、转速和转向的开关控制部、速度控制部和转向控制部，且所述操作面板上分别设有用于驱动开关控制部动作、转向控制部动作的开关组和转向调节键，且所述操作面板上还设有用于调节速度控制部的速度控制值的速度调节装置；

还包括分别用于检测所述马蹄形磁铁的转速和所述鼠笼转子的转速的第一速度检测装置和第二速度检测装置，所述第一速度检测装置和第二速度检测装置均与中央控制器相连，且所述箱体上分别设有用于显示显示所述马蹄形磁铁的实时转速和鼠笼转子的实时转速的第一速度显示器和第二速度显示器，且第一速度显示器和第二速度显示器均与中央控制器相连。

进一步，第一支撑座和第二支撑座均为轴承座，所述第一支撑座和所述第一转轴之间设有第一轴承，所述第二支撑座和所述第二转轴之间设有第二轴承。

进一步，所述夹具包括夹具体，所述夹具体上设有用于安放所述所述马蹄形磁铁的叉口处的凹槽，所述夹具还包括用于将所述马蹄形磁铁固定在所述凹槽内的盖板，所述盖板与所述夹具体螺接。

进一步，所述电机腔内竖直设有隔板，所述电机经螺栓固定在所述隔板上。

进一步，所述开关组包括驱动电机转动的启动开关和驱动电机停止转动的停止开关。

进一步，所述转向调节键为控制正反转的船型开关。

进一步，所述速度调节装置为调速旋钮。

进一步，箱体顶部装有方便携带的把手。

本发明的有益效果主要表现在：

1.本演示仪结构简单，演示过程直观，方便维护，适用于长期教学；

2.利用电机作为动力来源，可以调节其转速转向，使异步电动机工作原理更容易理解；

3.速度显示器量化了电机和鼠笼转子的转速，便于学生对转差率的理解；

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是去除操作面板的本发明的正视图；

图3是夹具的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，一种鼠笼式异步电动机演示仪，包括箱体1，且所述箱体1内设有水平相邻的演示腔a和电机腔b；

所述电机腔a内固定设有电机10，且电机10的输出轴向演示腔a方向水平延伸；

定义靠近电机腔a的一端为近端，远离电机腔a的一端为远端；所述演示腔b内相对设有马蹄形磁铁5和鼠笼转子2，所述马蹄形磁铁5的远端具有开口，且所述开口面向所述鼠笼转子2，所述马蹄形磁铁5的近端固定在夹具6上，所述夹具6具有水平的第一转轴7，所述第一转轴7可转动地设在第一支撑座8上，且第一转轴8通过联轴器9与电机10的输出轴相连；

所述鼠笼转子2的近端设有水平的第二转轴3，所述第二转轴3可转动地设置在第二支撑座4上，

所述第一转轴7、第二转轴3和电机10输出轴同轴设置；所述第一支撑座8和第二支撑座4均固定在演示腔内；

所述箱体1内还设有中央控制器，所述箱体1上还设有操作面板12；所述中央控制器内具有分别用于控制电机10的启停、转速和转向的开关控制部、速度控制部和转向控制部，且所述操作面板12上分别设有用于驱动开关控制部动作、转向控制部动作的开关组和转向调节键，且所述操作面板12上还设有用于调节速度控制部的速度控制值的速度调节装置；

还包括分别用于检测所述马蹄形磁铁5的转速和所述鼠笼转子2的转速的第一速度检测装置和第二速度检测装置，所述第一速度检测装置和第二速度检测装置均与中央控制器相连，且所述箱体1上分别设有用于显示所述马蹄形磁铁5的实时转速和鼠笼转子2的实时转速的第一速度显示器14和第二速度显示器13，且第一速度显示器14和第二速度显示器13均与中央控制器相连。

所述第一速度检测装置包括相配合的第一速度传感器21和第一感应块，所述第二速度检测装置包括相配合的第二速度传感器20和第二感应块；第一速度传感器21和第二速度传感器20分别固定在演示腔b内壁上，第一感应块和第二感应块分别安装在第一转轴7上和第二转轴3上；且第一速度传感器21和第一感应块相对应，第二速度传感器20和第二感应块相对应。在第一感应块和第二感应块随着第一转轴7和第二转轴3转动的过程中，当第一感应块和第二感应块分别与第一速度传感器21和第二速度传感器20上下对准时，第一速度传感器和第二速度传感器可分别检测到第一感应块和第二感应块的信号，并计算出第一转轴7和第二转轴3分别所对应的实时转速信息。第一速度传感器和第二速度传感器将采集到的第一转轴7的实时转速信息和第二转轴3的实时转速信息输送给中央控制器，中央控制器进一步处理接收到的第一转轴7的实时转速信息和第二转轴3的实时转速信息，并将处理后的结果分别显示在第一速度显示器14和第二速度显示器13上，以实时显示马蹄形磁铁5的转速和所述鼠笼转子2的转速。

第一支撑座8和第二支撑座4均为轴承座，所述第一支撑座8和所述第一转轴7之间设有第一轴承，所述第二支撑座4和所述第二转轴3之间设有第二轴承。

所述夹具6包括夹具体6a，所述夹具体6a上设有用于安放所述所述马蹄形磁铁5的叉口处的凹槽，所述夹具6还包括用于将所述马蹄形磁铁5固定在所述凹槽内的盖板6b，所述盖板6b与所述夹具体6a螺接。

所述电机腔b内竖直设有隔板11，所述电机10经螺栓固定在所述隔板11上。

所述开关组包括驱动电机10转动的启动开关15和驱动电机10停止转动的停止开关16。

所述转向调节键为控制正反转的船型开关17，船型开关17的两头分别对应正转或者反转，将船型开关17向两头按下，即可选择性驱动转向控制部控制电机10正转或者反转。

所述速度调节装置为调速旋钮18，旋转调速旋钮18对应不同的档位，不同的档位对应不同的速度控制值，速度控制部驱动电机按照旋转调速旋钮18指定的速度控制值转到，以控制电机10的转动速度。

箱体1顶部装有方便携带的把手19。

所述箱体1上还设有与外界电源插座相连接的插头，以给电机、中央控制器、第一速度显示器14和第二速度显示器13等需要电源的部件供电。

箱体1由铝板经铰铝和螺钉固定而成，箱体分为演示腔a和电机腔b两个腔体；在演示腔a内，鼠笼转子2的转轴3经第二轴承固定在第一支撑座4内；马蹄形磁铁5由夹具6加紧，夹具6包括夹具体6a和盖板6b两部分，由螺钉相互连接；马蹄形磁铁5的转第一转轴7经第一轴承固定在第一轴承座8内，且鼠笼转子2的第二轴承和马蹄形磁铁的第一转轴7同轴设置；马蹄形磁铁5的第一转轴7经联轴器9与电机腔b内的电机10的输出轴相连；电机10经螺栓固定在隔板11上；操作面板12置于演示仪最前端，操作面板从左到右，依上至下依次有鼠笼转子第一速度显示器13，第二速度显示器14，启动开关15，停止开关16，控制正反转的船型开关17以及调速旋钮18；箱体顶部装有方便携带的把手19。

本发明中，当按下启动开关15时，电机10的主轴开始转动，经联轴器9带动马蹄形磁铁5转动，鼠笼转子2由于马蹄形磁铁5的转动，在磁场中切割磁感线，产生感应电流，带电的鼠笼转子2受到磁场中的电磁力，会随之转动起来，这样就模拟了鼠笼式异步电动机内部磁体和鼠笼转子的转动情况，同时可以通过调节调速旋钮18和正反转船型开关17来调节电机10的旋转速度和正反转，达到定量控制电机10转速的目的，使学生们更容易理解其工作原理，而鼠笼转子2的转速与电机10的转速也就是马蹄形磁体5的旋转速度可以通过第一速度显示器14和第二速度显示器13显示出来；最后还可以计算出鼠笼转子2和马蹄形磁体5的转差率。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。