直流电动机调速微型实验设备的制作方法

本实用新型涉及的教学用具技术领域，具体涉及的是一种直流电动机调速微型实验设备。

背景技术：

直流电动机调速有降压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速三种方式，最常用的是调压调速系统，即(改变电枢电压)。其中弱磁调速是通过减小定子励磁电流，减小磁通，从而减小定子磁极产生的磁场，因此这种方法仅适用于他励直流电动机。其中降压调速和电枢串电阻调速两种方法，其机械特性如图1和图2所示，其中图1中n表示转速，T表示电磁转矩，图中三条直线分别是指示不同电压情况下的转速情况，图2中n表示转速，T表示电磁转矩，图中三条直线则分别是指示不同电阻情况下的转速情况。

其中降压调速模块可以使用直流调速器，其原理是《电力电子技术》课程中的脉宽调制技术，脉宽调制的全称为：Pulse Width Modulator、简称PWM、直流电机调速器就是调节直流电动机速度的设备，由于直流电动机具有低转速大力矩的特点，是交流电动机无法取代的，因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器，由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速，PWM调速器已经在：工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用，但因其目前主要是应用在大型设备中，在教学过程中，仅仅只能通过理论知识给学生进行讲授，不太直观，教学效果不太明显。

因此，需要提出一种更适用的直流电动机调速微型实验设备，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型是提供一种直流电动机调速微型实验设备，将各元器件集成为微型设备，便于在课堂上配合理论讲述，直观给学生提供实验展示。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供的直流电动机调速微型实验设备，包括操作台，所述操作台上顺次排设有第一电源、总开关、PWM调速器及电动机，且所述第一电源和电动机、总开关和PWM调速器分别呈对角线设置，所述操作台中心部位设置有滑动变阻器及霍尔测速显示器，所述第一电源负极通过第一线路与电动机的正极相连，所述第一电源正极与电动机的负极之间并联有第二线路和第三线路，所述滑动变阻器及总开关上的第一开关串联连接于所述第二线路上，所述PWM调速器及总开关上的第二开关串联连接于所述第三线路上，所述电动机与所述霍尔测速显示器通过第四线路相连。

所述电动机的输出轴上安装有小木轮负载。

所述操作台为矩形结构。

所述第一电源、总开关、PWM调速器及电动机分别坐设于所述矩形结构的四个角上。

所述操作台的侧壁枢接有连接支座，所述连接支座下部安装有滚轮。

所述霍尔测速显示器包括第二电源、单片机、数码显示屏及霍尔测速仪，所述霍尔测速仪的输入端与所述电动机的输出轴连接，所述霍尔测速仪的输出端与单片机的第一输入端连接，所述单片机的第二输入端与所述第二电源连接，所述单片机的输出端与数码显示屏的输入端连接。

本实用新型直流电动机调速微型实验设备的有益效果为：通过操作台上的PWM调速器或者滑动变阻器对第一电源的总电压进行分压，改变电动机的转速，然后通过连接的霍尔测速仪进行测速，并通过设置的第二电源供电单片机及数码显示屏，霍尔测速仪将数据信号传递给单片机，然后传递给数码显示屏，对实验结果进行显示，将各元器件集成为微型设备，便于在课堂上配合理论讲述，直观给学生提供实验展示。

附图说明

图1为降压调速机械特性原理示意图；

图2为电枢串电阻调速机械特性原理示意图；

图3为本实用新型直流电动机调速微型实验设备的结构示意图；

图4为本实用新型直流电动机调速微型实验设备的电路连接示意图；

图中：1-操作台，2-第一电源，3-总开关，4-PWM调速器，5-电动机，6-滑动变阻器，7-霍尔测速显示器，8-第一线路，9-第二线路，10-第三线路，11-小木轮负载，12-第二电源，13-单片机，14-数码显示屏，15-霍尔测速仪，16-第四线路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

根据图3～图4所示，本实用新型直流电动机调速微型实验设备，包括操作台1，所述操作台1上顺次排设有第一电源2、总开关3、PWM调速器4及电动机5，且所述第一电源2和电动机5、总开关3和PWM调速器4分别呈对角线设置，所述操作台1中心部位设置有滑动变阻器6及霍尔测速显示器7，在本实施例中，所述第一电源2为12V直流电源，所述第一电源2负极通过第一线路8与电动机5的正极相连，所述第一电源2正极与电动机5的负极之间并联有第二线路9和第三线路10，所述滑动变阻器6及总开关3上的第一开关串联连接于所述第二线路9上，所述PWM调速器4及总开关3上的第二开关串联连接于所述第三线路10上，所述电动机5与所述霍尔测速显示器7通过第四线路16相连。

进一步地，在本实施例中，是在所述电动机5的输出轴上安装有小木轮负载11，避免电动机2空转，且可以通过小木轮负载11的转速快慢直接反应电动机2的转速快慢。

进一步地，所述操作台1可以为任意形状，如矩形，或者圆形或者多边形，且在本实施例中，所述操作台1为矩形结构，所述第一电源2、总开关3、PWM调速器4及电动机5分别坐设于所述矩形结构的四个角上，所述滑动变阻器6及霍尔测速显示器7安装于所述矩形结构的中心处，另外，还可以在所述操作台1的侧壁枢接连接支座，所述连接支座下部安装有滚轮，在进行实验是，转动连接支座，使其平行于水平面，即贴附操作台1的侧壁放置，避免实验过程中，滚轮带动操作台1运动，影响实验过程，在实验完成后，转动连接支座，使其垂直于水平面，即滚轮与桌面相接触，便于操作台1的移动。

进一步地，所述霍尔测速显示器7包括第二电源12、单片机13、数码显示屏14及霍尔测速仪15，所述霍尔测速仪15的输入端与所述电动机5的输出轴连接，所述霍尔测速仪15的输出端与单片机13的第一输入端连接，所述单片机13的第二输入端与所述第二电源12连接，在本实施例中，所述第二电源12为5V直流电源，所述单片机的型号为89C51或者89C52，为最小系统，满足集成微型实验设备的需求，所述单片机13的输出端与数码显示屏14的输入端连接，通过连接的霍尔测速仪15进行测速，并通过设置的第二电源12供电单片机13及数码显示屏14，霍尔测速仪15将数据信号传递给单片机13，然后传递给数码显示屏14，对实验结果进行显示。

在实际使用时，将220V交流电源通过整流稳压器，输出12V直流电压，作为本实用新型的第一电源2，然后接入总开关3和PWM调速器4，最后控制电动机及其转速，经过霍尔测速显示器7测速，并在数码显示屏14上显示转数和电压，通过改变滑动变阻器6的阻值去控制电压的大小，从而进一步的改变电动机的转速，当电阻变大时，电流减小，电动机分到的电压减小，起到了分压的作用，使得在不同的输入电压下，对应其不同的输出转速，经过对比，可以明显的看到降压调速的效果。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。