[实用新型]新型双向直流电机演示教具

说明书

技术领域

本发明涉及教学设备直流电机工作原理研究领域，具体涉及一种新型双向直流电机演示教具。

背景技术

目前教学用直流电机模型功能单一，多数由固定的定子、转子、电刷、滑环等组成，通电后，以恒定转速转动，用于演示直流电机工作原理；但是，如果要研究直流电机线圈粗细、磁性强场、磁场方向对电机转速、工作电流的影响，就比较困难；且厂家出售的直流电动机模型、直流发电机演示模型都是独立设计，缺少一种合二为一的演示模型，采用双电刷设计，即演示电动机工作原理的同时也演示了发电机工作原理，因此需要一种供教学研究用的直流电机，一体化中学物理电机教学的需要，解决中学物理电机演示教具存在的一些演示功能不足的缺陷。

发明内容

为了便于中学物理电机实验教学研究，本发明解决了中学物理电机演示教具存在的一些演示功能不足的缺陷。

本发明采用如下技术方案，一种新型双向直流电机演示教具，包括底座，粗线圈，细线圈，电机转轴，一对转轴支座，一对铜半环A，一对铜半环B，一对电刷A，一对电刷B，一对磁极，一对距离调节器，一对弹簧，一对粗线圈接线柱，一对转速测定接线柱A，一对转速测定接线柱B，一对细线圈接线柱，转速表，直流电流表，一对铜滑环，交流输出接线柱；所述底座上安装了一对转轴支座，一对转轴支座之间连接电机转轴，电机转轴上绕有粗线圈和细线圈，彼此绝缘，所述细线圈的匝数多于粗线圈的匝数，且相互缠绕在一起；所述粗线圈通过导线连接一对铜半环A，所述一对铜半环A固定于电机转轴上，且紧靠电刷A，所述电刷A通过导线连接粗线圈接线柱；所述细线圈通过导线连接一对铜半环B，所述一对铜半环B固定于电机转轴上，且紧靠电刷B，所述电刷B通过导线连接细线圈接线柱，所述一对磁极位于线圈的两侧，磁场方向垂直于电机转轴，所述一对磁极N、S极方向可调，且它们与线圈的距离可通过旋转一对距离调节器改变，所述一对弹簧能使一对磁极定位；所述一对铜滑环与粗线圈并联，当细线圈接直流电源时，通过交流输出接线柱输出交流电，而当粗线圈接直流电源时，通过机械换向，交流输出接线柱输出的还是交流电；所述电机转轴上安装了多个电刷，其中两对铜半环A、B，一对铜滑环。

进一步地，转速表通过导线连接转速测定接线柱A或转速测定接线柱B，所述转速测定接线柱A与粗线圈接线柱并联，所述转速测定接线柱B与细线圈接线柱并联；所述直流电流表串联在粗线圈接线柱或细线圈接线柱的线路上。

由于本发明采用多电刷结构，且两个线圈彼此独立绝缘，因此，当一个线圈连接直流电源，电机线圈转动；此时，另一个线圈充当发电机的转子，产生的交流电，经过一对铜半环机械换向，从一对电刷输出直流电，且电源输入端、电机输出端可双向交换使用。

本发明的有益效果是：本发明演示电动机工作原理的同时也演示了发电机工作原理，具体演示粗线圈接上直流电源，细线圈用于输出到转速计；或细线圈接上直流电源，粗线圈用于输出到转速计，研究电源电压一定，粗、细线圈对直流电机转速的影响，还可以观察粗、细线圈中的工作电流；可演示一对磁极间距增大或减小时对直流电机转速的影响；还可演示磁极不对称时，电机转轴对转轴支座的磨损影响；可演示改变磁极方向、电流方向对直流电机转向的影响；可演示直流电动机和直流发电机的可逆过程，并可测定转速、工作电流等电路参数，是一种操作性很强的直流电机教学研究演示教具。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的直流电机原理方框图；

图3为本发明的直流电机可逆工作原理方框图；

图4为本发明的负载示意图；

其中，1-底座，2-粗线圈，3-细线圈，4-电机转轴，5-转轴支座，6-铜半环A，7-铜半环B，8-电刷A，9-电刷B，10-磁极，11-距离调节器，12-弹簧，13-粗线圈接线柱，14-转速测定接线柱A，15-转速测定接线柱B，16-细线圈接线柱，17-转速表，18-直流电流表，19-LED灯插排，20-小灯泡插排，21-一对铜滑环，22-交流输出接线柱。

具体实施方式