[实用新型]一种简单实用的直流电动机实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流电动机的实验装置，主要用于直流电动机及相关课程的教学，能方便地进行直流电动机的起动、调速、反转和制动实验。 

背景技术

电机及相关课程的教学中，常常需要对直流电动机进行起动、调速、反转和制动实验。现有技术中，通常采用的方法是将这些实验分别实施，存在设备较复杂、使用不方便且效果不很明显等问题。也可以将这些实验通过综合实验装置组合完成，但这种综合实验装置价格高，操作复杂，而且效果也不是非常明显。在中国专利申请公开说明书，中国专利说明书CN2482718Y公布了一种直流并励电机实验仪，具体参见图1。这种直流并励电机实验仪主要由直流电机、控制电路和基板组成。控制电路由220V交流电、整流器、滤波电容、电压表、电流表、电源开关、直流电机、调速电阻、磁场变阻器等电路连接构成，其中整流器与滤波电容并联，然后接直流励磁电机，直流电机的励磁绕组与电枢绕组并联在电路中，励磁变阻器与励磁绕组串联，调速电阻与电枢绕组串联，电路元件布置在控制基板上。直流电机的调速可通过改变与电枢绕组串联在一起的调速电阻来实现，改变电阻值的大小，可以改变电机转速；反转可以通过调换电枢绕组和励磁绕组的头尾来实现。 

这种直流并励电机实验仪存在的不足之处是：仅能实现直流电机的调速与反转实验，不能进行直流电机的起动与制动实验。由于包含了由电源保险丝、电源开关、整流器、滤波电容的整流电路，使实验装置变得复杂，学生操作也会比较繁琐。特别需要指出的是：该直流并励电机实验仪中的电压表位置完全不对，整个实验过程中，其指示数值将一直为0，对于实验起不到任何作用。 

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于进行直流电动机起动、调速、反转、制动实验的电路装置。 

本实用新型采用以下技术方案： 

一种简单实用的直流电动机实验装置，由直流电动机、励磁回路电阻、电枢回路电阻、转换开关、小电珠和直流电源组成，其中直流电动机包含电枢绕组和励磁绕组，直流电动机的电枢绕组与转换开关的静触点“c”端连接，转换开关的动触点“a”端与电枢回路电阻连接，形成电枢回路；直流电动机的励磁绕组与励磁回路电阻连接，形成励磁回路；电枢回路和励磁回路并联后接入直流电源的“+”极和“-”极；小电珠的一端与直流电源的“+”极连接，另一端与转换开关的动触点“b”端连接。 

转换开关拨至“a”档，接通电源，电动机将起动。保持励磁回路电阻不变，改变电枢回路电阻值，可以验证直流电动机电枢回路串电阻起动的原理；保持励磁回路电阻和电枢回路电阻值不变，改变起动时接通直流电源的数值，可以验证直流电动机降压起动的原理。 

直流电动机稳定运行时，连续改变外接直流电源的数值，可以调节直流电动机的转速，验证改变电源电压调速的原理；如果保持外接电源电压和励磁回路不变，连续改变电枢回路电阻值，可以验证电枢回路串电阻调速的原理；如果保持外接电源电压和电枢回路不变，连续增大励磁回路电阻值，可以使直流电动机转速增加，验证弱磁调速的原理。 

保持励磁回路不变，将电枢绕组两端对调，直流电动机的旋转方向改变，可以验证将电枢绕组反接实现直流电动机反转的原理；如果保持电枢回路不变，将励磁绕组两端对调，可以验证将励磁绕组反接实现直流电动机反转的原理。 

将转换开关位置拨至“b”，电枢绕组与外接的直流电源断开，电机在磁场的作用下，将自身的机械能 转变成电能，提供给小电珠，处于能耗制动状态，可以验证直流电动机能耗制动的原理。 

作为本实用新型的进一步改进，所述小电珠可以采用发光二极管。 

该装置能够比较直观地反映直流电动机起动、调速、反转、制动的特性和原理，接线简单，使用方便。由于增加了制动实验，使得实验内容更完善。制动时，电动机的机械能转变成电能提供给小电珠发光，可以直观地显示能耗制动的过程和效果。因为实验过程中使用现有的较低直流电压，不需要基板，实验装置比较简单，更加安全可靠。用发光二极管代替小电珠后，电路的能耗将降低，但小电珠亮度的变化不会随着电机转速的下降而减小，能耗制动的效果演示会稍逊色一些。 

本实用新型的特点是：实验电路结构简单，操作方便而且安全可靠，能够进行直流电动机的起动、调速、反转和能耗制动实验，特别是通过小电珠亮度的变化观察能耗制动过程，了解能耗制动的本质，直观形象，学生容易理解。 

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明，其中：