[發明專利]一種永磁同步電機原理演示驗證裝置

在審

• 申請號: 202010434129.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111477080A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 劉立佳;周昊;王義文;沈朋;高松;付鵬強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種永磁同步電機原理演示驗證裝置，屬于電機技術領域，具體地是一種用于直觀演示影響電機性能的因素的實驗裝置。包括底座、下連接件、轉子軸、滑塊、拉板、定子底座、定子線圈、轉子底座和轉子等。通過拉動拉板調節兩滑塊之間的距離，進而調節定子的高度，改變定子與轉子之間的距離，改變轉子所在區域的磁場強度進而控制轉子的轉矩。還可以改變定子線圈中的電流頻率和大小以控制轉速。本發明能夠直觀的對盤式永磁同步電機運動影響因素進行原理演示驗證，可以在不同大小、頻率的電流和不同大小的磁場作用下的運動規律，具有顯示直觀、操作便捷、方便改變條件等特點。

技術領域

本發明公開一種永磁同步電機原理演示驗證裝置，屬于電機技術領域，具體地是一種用于直觀演示影響電機性能的因素的實驗裝置。

背景技術

在教學中，經常需要使用演示裝置為學習者演示原理。在電機學這種不直觀的學科講解中，使用演示裝置的優點就更加明顯。盤式電機其電機內部的磁場的方向是沿著軸向。由于其一般都呈現扁平狀。定子磁場強度、定轉子之間間隙大小、磁極分布等因素均會對永磁同步電機的運行產生影響。因此采用演示裝置能夠更直觀的演示永磁同步電機的運行原理。

發明內容

本發明的主要目的是為永磁同步電機電機的實驗提供一種直觀的演示裝置，使得學習者能夠直觀的了解影響盤式電機運動的各個因素。現在存在的演示裝置多為單純的原理展示而缺乏電機結構和輸入因素對盤式電機影響的演示。

為了解決上述問題，本發明提供一種實驗用永磁同步電機演示裝置，包括底座、下連接件、轉子軸、滑塊、拉板、定子底座、定子線圈、轉子底座和轉子。下連接件通過卡槽安置在底座上，滑塊安置在兩塊導軌中央，拉動拉板以調節兩滑塊之間間距，從而調整定子底座的高度，進而改變定子線圈與轉子底座之間的距離，轉子底座上方開槽以放置永磁體。上方轉子部分的定心由轉子軸保證。

進一步地，底座后方具有約束，與拉板配合可以保證定子底座與轉子底座同心。

進一步地，滑塊上方凹槽為不同圓心的同半徑圓，拉動拉板可以使與滑塊配合的定子底座改變高度。

進一步地，滑塊圓形弧面中間部位存在導槽，與定子底座配合，可以防止定子底座旋轉。

進一步地，定子線圈中可以通入不同大小、方向、頻率的電流，通過觀察轉子的運動狀態可以直觀地了解盤式電機的運動影響因素。

進一步地，定子線圈中通過的電流大小可以使用霍爾電流傳感器進行檢測，使用單片機對霍爾電流傳感器輸出的電流進行轉換進而顯示實時電流大小。

進一步地，轉子轉動速度可以使用霍爾傳感器檢測，在底座上安裝支架并將霍爾傳感器安置于轉子上方，單片機IO口檢測霍爾傳感內器輸出的低電平和高電平的脈沖，進而使單片機計算出實時轉速。

進一步地，在滑塊側面畫有刻度，可以通過定子底座在滑塊上的對應位置讀出定子線圈上方與轉子下方的距離。

進一步地，單片機同時顯示實時電流與轉速，便于使用者記錄數據并整理規律。

進一步地，本裝置材料選用亞克力或鋁等弱磁材料。

附圖說明

圖1是本發明永磁同步電機原理演示驗證裝置的結構示意圖。

圖2是底座結構示意圖。

圖3是下連接件結構示意圖。

圖4是滑塊結構示意圖。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本研究領域的技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明的永磁同步電機原理演示驗證裝置做進一步詳細說明。