一种步进电机演示器及步进电机演示装置的制作方法

本实用新型涉及教学设备领域，具体而言，涉及一种步进电机演示器及步进电机演示装置。

背景技术：

大学教学中《电机与拖动》、《机电传动控制》等课程详细介绍了目前应用非常广泛的步进电动机，其工作原理是，给定子三个励磁绕组轮流通入直流电流，使定子产生的脉冲电磁场，作用在磁性转子铁芯上使转子产生转动。

在教学的过程中，由于步进电机的工作原理较为抽象，并且磁场是看不见的，并且常规的教学手段主要依靠书本上的理论知识。

由此，在教学步进电机的过程中，增大了教学的难度，以及学生理解的难度。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供一种步进电机演示器，该步进电机演示器结构简单，使用方便，能够展示出步进电机的工作步骤，在方便教学的同时，能够进一步方便学生理解步进电机的工作原理。

本实用新型的第二个目的在于提供一种步进电机演示装置，该步进电机演示装置通过采用上述的步进电机演示器能够降低步进电机课程在教学过程中的难度，加深学生对步进电机工作原理的理解。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种步进电机演示器，包括：

步进电机，步进电机的壳体为开放式结构，步进电机的转子和各个定子绕组暴露在外；

与各个定子绕组一一对应的供电电路，供电电路与对应的定子绕组电连接；

设置在供电电路上的控制开关，控制开关为常断开关。

该步进电机通过开放式的壳体能够展示出步进电机的内部结构。另外，电路包括与各个定子绕组一一对应的供电电路，并且供电电路与对应的定子绕组电连接。每个供电电路上均设有控制开关，通过控制开关能够控制所在的供电电路的通断，并由此控制与该供电电路连通的定子绕组。通过外部的供电电路上的控制开关，能够控制步进电机内的每个定子绕组的运动。并由此将步进电机的每一个运动步骤进行分解，通过开放式的内部结构，能够清楚的从外界观看到步进电机的内部运动过程。故通过对步进电机的运动过程进行分步的展示，能够降低教学的难度，还能够进一步方便学生理解步进电机的工作原理。

在本实用新型的一种实施例中：

多个供电电路上均设有状态灯。

在本实用新型的一种实施例中：

多个状态灯的显示的颜色不同。

在本实用新型的一种实施例中：

控制开关均为复位按钮开关。

在本实用新型的一种实施例中：

步进电机演示器还包括选择机构；

选择机构包括转盘以及设置在转盘内的转轮，转轮可转动的与转盘连接，转轮上设有凸起部；

多个控制开关绕转轮的转动轴线设置在转盘上。

在本实用新型的一种实施例中：

在转轮上间隔转轮的转动轴线设有拨杆。

在本实用新型的一种实施例中：

步进电机包括三个定子绕组，并且三个定子绕组一一对应三个供电电路；

三个定子绕组绕转子的转动轴线沿第一预设方向设置；

三个控制开关绕转轮的转动轴线沿第一预设方向设置。

在本实用新型的一种实施例中：

三个控制开关间隔均匀地设置在转盘上。

在本实用新型的一种实施例中：

步进电机两端设有透明端盖。

一种步进电机演示装置，包括上述的步进电机演示器。

本实用新型的技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种步进电机演示器，该步进电机演示器结构简单，使用方便，能够展示出步进电机的工作步骤，在方便教学的同时，能够进一步方便学生理解步进电机的工作原理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例1中步进电机演示器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中步进电机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中选择机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中拨杆的结构示意图。

图标：200-步进电机演示器；210-步进电机；220-电路；230-选择机构；211-转子；212-定子绕组；221-供电电路；222-状态灯；223-控制开关；231-转盘；232-转轮；233-拨杆；234-凸起部。

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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，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。

实施例1

请参考图1，图1示出了实施例1中提供的步进电机演示器200的具体结构。从图1中可以看出，该步进电机演示器200主要包括步进电机210以及电路220。

需要说明的是，请参照图2，由于该步进电机210的壳体为开放式的结构，其内部的转子211和各个定子绕组212暴露在外。故能够在外界看到步进电机210的结构，同时还能够看到步进电机210的运动过程。另外，本实用新型在使用的过程中，由于步进电机210的类型多样，在本实施例中采用的是三相绕组的步进电机210。

电路220的作用在于向步进电机210提供电源，使得步进电机210能够在电磁场的作用下运动，进一步展示步进电机210的工作原理。

进一步地，在本实施例中，电路220包括与各个定子绕组212一一对应的供电电路221，并且供电电路221与对应的定子绕组212电连接。另外，每个供电电路221均与电源连接。

其次，每个供电电路221上均设有控制开关223，通过控制开关223能够控制所在的供电电路221的通断，并由此控制与该供电电路221连通的定子绕组212。并且，控制开关223为常断开关。

在本实施例中，该步进电机210通过开放式的壳体能够展示出步进电机210的内部结构。另外，电路220包括与各个定子绕组212一一对应的供电电路221，并且供电电路221与对应的定子绕组212电连接。每个供电电路221上均设有控制开关223，通过控制开关223能够控制所在的供电电路221的通断，并由此控制与该供电电路221连通的定子绕组212。通过外部的供电电路221上的控制开关223，能够控制步进电机210内的每个定子绕组212的运动。并由此将步进电机210的每一个运动步骤进行分解，通过开放式的内部结构，能够清楚的从外界观看到步进电机210的内部运动过程。故通过对步进电机210的运动过程进行分步的展示，能够降低教学的难度，还能够进一步方便学生理解步进电机210的工作原理。

需要说明的是，在本实施例中，各个定子绕组212一一对应有供电电路221，并且供电电路221与对应的定子绕组212电连接。每个供电电路221上均设有控制开关223，通过控制开关223能够控制所在的供电电路221的通断，并由此控制与该供电电路221连通的定子绕组212。通过外部的供电电路221上的控制开关223，能够控制步进电机210内的每个定子绕组212的运动。并由此将步进电机210的每一个运动步骤进行分解。在分解每个定子绕组212的过程当中，需要保证相邻的定子绕组212的运动的延续性，即运动的过程中需要按一定的方向进行，故将在步进电机210内定子绕组212的设置方向指定为第一预设方向。并且在通电的过程中，需要使得多个定子绕组212择一通电，即在通电的过程中，需要避免同时有两相定子绕组212同时通电。故需要使得多个供电电路221仅能择一通电。

进一步地，在本实施例中，多个供电电路221上均设有状态灯222。通过在供电电路221上的状态灯222能够更加直观的看到每个定子绕组212的对应的供电电路221的通电情况，并配合观察在步进电机210内的转子211的转动情况，方便统计出各相定子绕组212的导电次数，从而得出导电次数与转子211转角的关系。

进一步地，在本实用新型的其他实施例中，为了更易区分每个定子绕组212的对应的供电电路221的通电情况，故将多个状态灯222设置为不同的显示颜色。

在本实施例中，控制开关223均为复位按钮开关。将控制开关223设置复位按钮开关的目的在于，使得控制开关223能够自动复位，使得供电电路221能够自动断开，进一步保证多个定子绕组212择一通电，即在通电的过程中，避免同时有两相定子绕组212同时通电。

在进行演示的过程中，请参照图3和图4，可以通过手动的方式控制供电电路221的通断，即可以手动控制控制开关223的通断状态，进而实现对定子绕组212的通电控制。为了提高演示的便捷性，在本实施例中，步进电机演示器200还包括选择机构230。选择机构230包括转盘231以及设置在转盘231内的转轮232，转轮232可转动的与转盘231连接，转轮232上设有凸起部234。多个控制开关223绕转轮232的转动轴线设置在转盘231上。通过转轮232相对于转盘231的转动，控制设置在转盘231上的控制开关223的通断，这样的设置能够方便操作，提高演示的便利性。尤其是通过转轮232的转动替代逐一控制控制开关223的方式，能够节约使用的强度。

进一步地，在本实施例中，为了方便拨动转轮232的转动，在转轮232上间隔转轮232的转动轴线设有拨杆233。通过拨杆233带动转轮232的转动，提高便利性，降低使用强度。

进一步地，在本实施例中，步进电机210包括三个定子绕组212，并且三个定子绕组212一一对应三个供电电路221。三个定子绕组212绕转子211的转动轴线沿第一预设方向设置。三个控制开关223绕转轮232的转动轴线沿第一预设方向设置。这样的设置方式目的在于，使得转轮232转动的过程中，沿着第一预设方向转动时，能够安装在步进电机210中的定子绕组212的设置顺序，逐一的导通与定子绕组212对应的供电电路221，保证按照步进电机210中的定子绕组212的设置顺序逐一通电。保证了演示的效果。

进一步地，在本实施例中，三个控制开关223间隔均匀地设置在转盘231上。目的在于能够依照一定的通电顺序的情况下，多个定子绕组212的通电情况能够存在一定的间隔，由此能够为直观的体现步进电机210内的转子211在定子绕组212通电的情况下的转动情况。

同时，在本实用新型的实施例中，还可以将步进电机210两端设置为透明端盖。起到保护的作用，并能够直观的体现步进电机210的内部结构，以及步进电机210的转子211的运动情况。

基于上述的步进电机演示器200，本实用新型还公开了一种采用上述的步进电机演示器200的步进电机210演示装置。

该步进电机演示器200的工作原理是：

该步进电机210通过开放式的壳体能够展示出步进电机210的内部结构。另外，电路220包括与各个定子绕组212一一对应的供电电路221，并且供电电路221与对应的定子绕组212电连接。每个供电电路221上均设有控制开关223，通过控制开关223能够控制所在的供电电路221的通断，并由此控制与该供电电路221连通的定子绕组212。通过外部的供电电路221上的控制开关223，能够控制步进电机210内的每个定子绕组212的运动。并由此将步进电机210的每一个运动步骤进行分解，通过开放式的内部结构，能够清楚的从外界观看到步进电机210的内部运动过程。故通过对步进电机210的运动过程进行分步的展示，能够降低教学的难度，还能够进一步方便学生理解步进电机210的工作原理。

在此过程中，可以通过状态灯222非常直观的观察出各相定子绕组212的导电次数，从而得出导电次数与转子211转角的关系，通过调节转轮232的旋转速度来改变各相定子绕组212的通电频率。由此可直观的观察并统计出导电频率改变后转子211转速的变化以及导电频率与转子211转速的关系。改变转轮232的转向，也可以直观的观察出改变转向后各相定子绕组212通电次序的变化与转子211转向的关系。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。