Наглядное пособие для изучения работы трехфазной синхронной машины Советский патент 1992 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к учебным и наглядным пособиям и может быть использовано при проведении лекционных и лабораторных занятий по общей электротехнике и электрическим машинам в различ- ных учебных заведениях, а также как рекламное устройство для демонстрации работы синхронных машин.

Известна учебная модель по электротехнике для демонстрации магнитной цепи, вращающегося магнитного поля статора и неподвижного магнитного поля ротора трехфазной синхронной машины, представляющая собой нарисованный статор с маг- нитопроводом и трехфазной обмотк-ой, магнитными линиями и полюсами вращающегося магнитного поля, нарисованный ротор с обмоткой возбуждения, магнитными линиями и полюсами неподвижного постоянного магнитного поля.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является наглядное пособие-по изучению работы трехфазной синхронной машины, содержащее корпус, на передней

прозрачной панели которого выполнено изображение обмоток статора, вращающийся первый прозрачный диск с изображением магнитного поля статора, источник света, установленный с противоположной стороны диска, и клеммы источника питания.

Это устройство позволяет наглядно визуализировать синхронное вращение магнитного поля трехфазной электрической машины с изменением токов в фазных ста- торных обмотках, но однако не позволяет демонстрировать принцип работы синхронной трехфазной электрической машины, сцепление разноименных северного и южного полюсов магнитных полей статора и ротора.-....

В данном устройстве демонстрация синхронного вращения магнитного поля требует синхронного перемещения визирной линии по трем синусоидам переменного тока и стрелкой (осью) магнитного поля статора, а также нужного освещения знаков (-) и (.) токов в проводниках обмотки статора. Но этого можно достичь только в трех фиксированных случаях при амплитудных знасл

С

vi ю VI

сл

чениях тока, а в другие моменты времени картина знаков направления токов в проводниках статора не будет иметь строгого соответствия. Это вызывает неудобство при демонстрации магнитного поля статора.

Таким образом, известные устройства не обеспечивают в полной мере демонстрацию принципа работы синхронной машины вследствие недостающих элементов конструкции и неудобства пользования.

С целью повышения удобства пользования предложенное устройство, содержащее корпус, на передней прозрачной панели которого выполнено изображение обмоток статора, вращающийся первый прозрачный диск с изображением магнитного поля статора, источник света, установленный с противоположной стороны диска, и клеммы источника питания, дополнительно содержит выключатели, второй прозрачный диск с выступом и с изображением обмотки ротора, установленный соосно с первым, электромагнитное реле, размещенное на первом диске и привод вращения, причем второй диск установлен между передней панелью и первым диском с возможностью кинематического взаимодействия якоря реле с выступом второго диска, а первый диск установлен на валу привода вращения, при этом к первой клемме источника питания .подсоединены первые выводы источника света, электродвигателя привода вращения, и через первый выключатель - первый вывод обмотки реле, а вторые выводы источника света, электродвигателя и обмотки реле через второй выключатель подключены к второй клемме источника питания.

На фиг. 1 изображена лицевая панель устройства; на фиг. 2 - то же, разрез; на фиг. 3 - диск вращающегося магнитного поля статора; на фиг. 4 -диск ротора с обмоткой и полюсами постоянного поля; на фиг. 5- эпектрическая часть предлагаемого устройства.

Наглядное пособие (фиг. 1) содержит корпус 1, статор синхронной машины 2, маг- нитопровод 3, обмотку статора 4. диск с магнитными линиями вращающегося поля статора 5 с полюсами северным (N) и южным (S) (фиг. 3), диск ротора 6 с полюсами магнитного поля северным (N) и южным (S), обмоткой возбуждения 7 этого поля (фиг. 4) и выступом 8 (фиг. 2), источник света 9, привод вращения 10 диска поля статора 5, электромагнитное реле 11.

Диски.5 и 6 расположены соосно на валах и не имеют между собой механические связи, причем вал диска поля статора 5 соединен с приводом вращения 10, а диск ротора 6 сидит свободно на валу и может

вращаться или быть неподвижным г,тноси- тельно него.

Электрическая часть (фиг. 5) содержит параллельно соединенные лампу освещения 12 источника света 9, мотор 13 привода вращения 10 диска поля статора 5, катушку 14 электромагнитного реле 11, выключатель 15, замыкающий цепь схемы (фиг. 5). выключатель 16, размыкающий цепь катушки 14.

0 Электроснабжение реле 11 осуществляется через два токосьемных контактных кольца (фиг. 2). размещенных на втулке 17, прикрепленной к вращающемуся диску 5 магнитного поля статора, и соединенных с

5 катушкой 14 электромагнитного реле 11 с одной стороны, а с другой стороны через щетки 19, проводники 20 и клеммы 21 - с источником электрической энергии.

Работа наглядного пособия происходит

0 следующим образом.

Для демонстрации вращающегося магнитного поля синхронной машины включают выключатель 15, при этом замыкается электрическая цепь с лампой освещения 12

5 источника света 9, мотором 13 привода вращения 1.0 диска 5, катушкой 14 электромагнитного реле 11 и включенным выключателем 16 (нормально закрытый контакт). Электроэнергия от источника питания

0 к катушке 14 электромагнитного реле 11 поступает через клеммы 21 и проводники 20, связанные с неподвижными щетками 19, скользящими по контактным кольцам 18, укрепленным на втулке 17, вращающейся вме5 сте с диском 5 поля статора. В этом случае подвижный якорь электромагнитного реле 11 притягивается и диск 5 с нарисованными магнитными линиями и полюсами N и S вращающегося магнитного поля статора, осве0 щаемый источником света 9, начинает вращаться приводом вращения 10 относительно неподвижного диска ротора 6. В ре- зультате этого возможно наблюдать магнитную цепь синхронной машины, враща5 ющееся магнитное поле ее статора 2 и неподвижное магнитное поле ротора (диск 6).

Далее переходя к принципу работы синхронной машины, включают выключатель 16 в цепи катушки 14 электромагнитного реле

0 11. При этом подвижный якорь его отпадает и входит в зацепление с выступом 8 на диске ротора 6. В этом случае разноименные полюса N и S магнитных полей статора и ротора совмещаются, имитируя их взаимное

5 притяжение, и ротор вращается синхронно с вращающимся полем статора синхронной машины.

Формула изобретения Наглядное пособие для изучения работы трехфазной синхронной машины, содержащее корпус, на передней прозрачной панели которого выполнено изображение обмоток статора, вращающийся первый прозрачный диск с изображением магнитного поля статора, источник света, установленный с прозрачной стороны диска, и источник постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства пользования, оно содержит выключатели, второй прозрачный диск с выступом и изображением обмотки ротора, установленный еоосно с первыми, электромагнитное реле, размещённое на первом диске, и электродвигатель привода враще

ния. причем второй диск установлен между передней панелью и первым диском с возможностью кинематического взаимодействия якоря реле с выступом второго диска, а первый диск установлен на палу приподл вращения, при этом к первой клемме источника питания подсоединены первые выводы источника света, электродвигателя привода вращения, и через первый выключатель - первый вывод обмотки реле, а вторые выводы источника светя, электродвигателя и обмотки реле через второй выключатель подключены к второй клемме источника питания.

15

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при проведении лабораторных занятий по общей электротехнике. Целью изобретения является повышение удобства пользования. Наглядное пособие содержит корпус, на прозрачной панели которого выполнено изображение обмоток статора, два вращающихся диска, на первом из которых имеется изображение обмотки ротора, а на втором установлено реле, источник постоянного тока и источник света. 5 ил.