[实用新型]三相电机演示仪

说明书

三相电机演示仪，能演示三相交流发电机，电动机的工作原理。采用水流和机械相配合的形式，表现机械和电流的各种现象。是电工教学和普通工人进行理论学习的实验仪器。

目前在电机原理教学中，除了解一般的电磁规律以外，还需绘制各种原理图，如：发电机原理示意图、三相交流电流曲线图、电动机旋转磁场图。为了解一个磁场旋转一周的全过程，要对不同时间的不同电流，绘制不同位置的磁场图，由于电流和磁场都无法看到，观查时只能通过想象才能理解到它的旋转。因此学习难度大，效率低。

本实用新型，能提供一种只需摇动本仪的手柄，就能直接看到，三相电机在运行中的各种现象，其中包括：电动机转子磁极的旋转、磁极绕组的直流流动、电动机定子绕组在不同磁极下电流的不同流向、发电机转子绕组所需直流的整流电路、二极管的内部整流过程、发电机定子绕组电流的流向变化、电动机磁场在定子绕组电流不同流向下的不同旋转位置、鼠笼转子与磁场的异步、以及用模拟水流直接推动电动机转子旋转等。以上线路均用透明管以水流和机械的形式表现出来。模型显示，立体观查。本仪为二极星接。

本实用新型的方案是：曲轴（2）转动时，经连杆（3）推动三个互成120°的活塞（4）往返运动，使水在活塞（4）的出口，交替流出、流进。形成和三相交流电流，从流向、流量和相位上完全相同的三组水流。经星点（6）流入互成120°的发电机定子绕组（7）内，它的出口连接由六个单向导流阀（19）组成的三相桥式整流做为发电机转子的演示直流。此直流由于无法送到旋转的转子（9）上。本仪在发电机转子（9）内，还设有一套整流，由二个活塞（10）和四个导流阀（11）组成单相桥式整流，整流后接入转子绕组（15）。

互成120°的电动机定子绕组（22），也由发电机定子绕组（7）出口引出。绕组（22）的出口，经星点（23）连接三个互成120°的活塞（24），以推动曲轴（26）转动。曲轴（26）带动电动机磁场（33），同时由变速轴承减速带动鼠笼转子（31）。

当曲轴（2）转动时，发电机转子（9）转动，发电机定子绕组（7）的水流流向形成旋转，并和发电机转子旋转同步。整流系统把交流变成直流，发电机转子绕组（15）内有直流流动。电动机定子绕组（22）的水流流向形成旋转，电动机磁场（33）旋转，并和电动机定子绕组（22）的水流流向同步，和发电机转子（9）同步：鼠笼转子（31）慢于磁场（33）形成异步。

本仪水流以活塞推动，不论摇动速度多慢，管路中都有水流流动。这样便于仔细观查，本仪有发电、整流、用电等多种演示，而且是立体观查，清楚直观，使学员能在极短的时间里学习到较多的知识，学习效率高。

图1是本仪的原理总图，图2是发电机结构图，图3是电动机结构图。

本实用新型的结构：

手柄（1）固定在曲轴（2）的主轴颈上，连杆（3）同套在曲轴（2）的连杆轴颈上，三个活塞固定在相差120°的位置上，活塞用软质塑料做成手风琴式。当曲轴（2）转动时，三个活塞（4）交替运动。

三个活塞（4）的出口，由管道引靠在一起，做为发电机定子绕组的星点（6），然后接入发电机定子绕组（7）。它的结构是：把由透明管绕制的三把线圈套成圆柱形，各进水口（或出水口）之间互成120°，固定在线架（8）上。当流入交变水流时，交替流入每个线圈，在空间的流向上形成旋转。

整流系统由发电机定子绕组出口引出。每根管接两个导流阀，一个进口，一个出口，把其余的三个出口连在一起为整流后的正极，三个进水口连为付极。单向导流阀由阀体（19）导流球（20）、弹簧（18）、出水口（17）、进水口（21）组成。当水流正向流动时，水从进水口（21）流进，球（20）被推开，水从球（20）和阀体之间，经出口（17）流出，当反向流动时，水从出水口（17）流进，由于弹簧（18）的作用，使球紧靠在进水口处，使水无法从进水口（21）流出阀体，达到整流的目的。整流后的直流连在一起形成回流，并设控制阀（16）和电刷架（13）把电刷架（13）引到滑环（14）处。

整流后的直流，由于无法送到旋转的转子（9）上，本仪在发电机转子（9）内还设有一套整流，由二个活塞（10）和四个导流阀（11）组成。活塞（10）固定在转子（9）上同时固定在曲轴（2）的主轴颈上，连杆同套在曲轴（5）的连杆轴颈上，曲轴（5）的主轴颈，固定在极座（12）上。当转子（9）转动时，曲轴（5）相对转子转动，活塞（10）往返运动，形成一组交变水流，经导流阀（11）进行整流，由透明管引到滑环在返回接入发电机转子绕组（15），并形成回流。