Демонстрационный стенд для изучения работы электрической машины Советский патент 1992 года по МПК G09B23/18 

/V

Сущность изобретения; устройство содержит: 1 корпус (1), 1 лицевую панель (2), 1 диск модели якоря (7), коллекторы (8), 1 привод вращения, 1 источник света, прорези

-ф-у-г-i

I I ЯI

в

I

г-i

ЯI

в

ё

12

Л О Ю

VI

W

Фие.1

Изобретение относится к демонстрационным стендам для изучения физических проблем,

Известен демонстрационный стенд для изучения работы электрической машины, содержащий корпус с расположенными на ею лицевой панели моделями статора и обмоткой возбуждения, северного и южного полюсов магнитного поля, обмотки, коллекторов и электрических щеток, связанных с моделью якоря, выполненного в виде диска, расположенного на валу привода вращения, электрически соединенного с выводами источника питания.

Недостатками известно ч устройства являются невысокие дидактические возможности.

Целью настоящего изобретения является расширение дидактических возможностей.

На фиг.1 и 2 представлены виды спереди и сбоку в разрезе функциональной схемы устройства; на фиг.З представлена электрическая часть устройства и электрического коммутационного устройства.

Согласно функциональной схемы (фиг.1 и 2) устройство содержит корпус 1, лицевую панель 2, изображение статора машины постоянного тока 3 и обмоткой возбуждения 4 постоянного магнитного поля, северный N и южный S полюса 5, щетки якоря 6, диск якоря 7 с коллекторными пластинами 8 и проводниками 9 обмотки якоря установлен в одной плоскости с лицевой панелью 2 с небольшим зазором, привод вращения 10 соединен с диском якоря 7, источник света 11, расположенный в задней части корпуса 1 за лицевой панелью 2 и диском якоря 7, прорези 12 трассы магнитной цепи, по которой замыкаются силовые линии магнитного поля, прорези 13, выполненные в виде пунктира, изображающие трассы линий электропередачи (ЛЭП), изображение источника питания 14 электрической энергией обмотки якоря 9, приемник электрической энергии 15, желоб 16, закрывающий прорези 13, диск 17 электоокоммутационного устройства с металлическим сектором 18 (фиг.З) соединенный с приводом вращения 10, трансформатор 19 (фиг.З), неподвижный диск 20, на котором укреплены токопрово- дящие щетки 21, соединенные с светоинди- каторами (лампами) 22 подсветки прорезей 13 трасс ЛЭП, укрытых желобами 16, общий выключатель 23 демонстрационного стенда, выключатели 24 и 25 соответственно генератора и двигательного режимов работы машины постоянного тока.

Диски якоря 7 и 17 электрокоммутаци- омиого vcrpouCTRa расположены соосно и

приводятся а движение одновременно одним приводом вращения 10. Диск 20 с щетками 21 крепится к неподвижному основанию (на чертеже не указано).

Управление указанным выше электрооборудованием осуществляется выключателями 23, 24 и 25, расположенными на пульте управления (на чертеже не показан).

Объясняя студентам устройство маши0 ны постоянного тока преподаватель Обращает их внимание на предлагаемое устройство с корпусом 1, на лицевой панели. 2 которого нарисован статор 3 машины с обмоткой возбужден.,чя 4, включаемую в

5 сеть постоянного то1 а, полюсами 5 (N и S). Далее обращает внимание на устройство икоря 7, на котором оазмеш, щетки 6, коллектор 8 и обмотка якоря 9. Затем, говоря о возбуждении постоянного магнитного

0 поля и магнитной це л машины постоянного тока, лектор включает выключатель 23 при этом замыкается электрическая цепь с лампой освещения источника света 11. В этом случае высвечивается пунктирная

5 трасса 12 с обозначенными стрелками направлениями магнитных линий В результате этого студенты имеют возможность наблюдать магнитную цепь 12 машины постоянного тока, замыкающиеся магнитные

0 линии от северного полюса N через воздушный зазор между полюсом 5 и якорем 7 якорь 7 и сновз через второй воздушный зазор на южный полюс S и далее по станине статора к северному полюсу N.

5 Далее, переходя к принципу работы машины постоянного тока в режиме генератора, преподаватель включает выключатель 24 при этом одновременно замыкается электрическая цепь с мотором привода вращения

0 10, электрической лампой 15. являющейся приемником электрической энергии (нагрузкой) генератора, лампочками подсветки 22 трассы ЛЭП между приемником энергии 15 и щетками 6 коллектора 8 якоря 7 генера5 тора. При этом начинает вращаться приводом 10 диск якоря 7 с коллектором 8 и обмоткой ротора 9, а также диск 17с металлическим сектором 18, который скользя по щеткам 21, закрепленных на неподвижном

0 диске 20, замыкает цепь между трансформатором 19 и группой лампочек 22, которые включаясь по очереди высвечивают трассу 13 ЛЭП между щетками 6 якоря 7 и приемником электроэнергии 15, имитируют дви5 жение зарядов (тока). В результате этого студенты имеют возможность наблюдать работу машины постоянного тока в режиме генератора, в том числе магнитную цепь 12, вращающийся якорь 7, ЛЭП 13 и приемника электрической энергии 15. При этом преподаватель должен подчеркнуть, что в режиме генератора якорь вращается посторонним приводным двигателем, т.е. электроэнергия индуктируется в проводнике, движущегося в магнитном поле.

Демонстрируя работу машины постоянного тока в режиме двигателя, лектор включает выключатель 23. при этом высвечивается магнитная цепь 12 машины постоянного тока. Затем включается выклю- чатель 25, замыкающий цепь мотора привода вращения 10 диска якоря 7 и электрическая цепь мотора привода вращения 10 диска якоря 7 и электрическая цепь лампочек 22 подсветки трассы ЛЭП между источником питания электрической энергии 14 и щетками 6 якоря 7. В этом случае начинает вращаться диск 17 с металлическим сектором 18, который по очереди замыкает через щетки 21 электрическую цепь с транс- форматором 19 и лампочками 22 подсветки трассы ЛЭП 13 между источником электроэнергии 14 и щетками 6 якоря 7.

При этом студенты имеют возможность наблюдать работу машины постоянного то- ка в режиме двигателя, в том числе магнитную цепь 12, вращающийся якорь 7, ЛЭП 13 с движущимися зарядами (током) от источника энергии 14. При этом преподаватель должен подчеркивать, что двигатель будет работать только при наличии тока в проводниках обмотки якоря 9, находящихся в магнитном поле машины.

Формула изобретения

Демонстрационный стенд для изучения работы электрической машины, содержащий корпус с расположенными нэ его лицевой панели моделями статора с обметкой возбуждения северного и южного полюсов магнитного поля, обмотки, коллекторов и электрических щеток, связанных с моделью якоря, выполненного в виде диска, расположенного на валу привода вращения, электрически соединенного с выводами источника питания, отличающийся тем. что, с целью расширения дидактических возможностей путем повышения наглядности принципа работы электрической машины, он снабжен расположенными внутри корпуса источником света и светоиндика- торами, электрокоммутационным устройством, выполненным в виде установленного на валу привода вращения диска с токопроводящим сектором и электрическими контактами, на лицеаой панели корпуса выполнены прорези трассы магнитной цепи полюсов модели статора и трасс линий электропередач электрической машины, а диск модели якоря выполнен прозрачным и расположен в зоне действия источника света и в одной плоскости с лицевой панелью корпуса с зазором, при этом выводы источника питания дополнительно соединены через последовательно соединенные диск с токопроводящим сектором и электрическими контактами с выводами светоиндикаторов одни из которых установлены вблизи прорезей трассы магнитной цепи полюсов модели, а другие расположены во внутренних желобах корпуса вдоль трасс линий электропередач электрической машины

/

Фиг.2

JJPi ЮХЪ®

-Фй

25

Фиг.З