[发明专利]单匝电动机教学模型

说明书

技术领域：

本发明涉及到一种电动机，具体涉及到一种教学型单匝电动机模型。

背景技术：

直流电动机目前是全世界，使用的最多的电动机之一。这是因为，直流电动机使用时，调速性能好、起动力矩大。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。而起动力矩大意味着，可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机拖动。

直流电动机的应用原理是：应用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，励磁线圈两个端线同有相反方向的电流，使整个线圈产生绕轴的扭力，使线圈转动。要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转，这就是直流电动机的工作原理。

直流电动机由于其使用范围的普遍性，也成为了我们中学物理教学方面重点内容。但目前市面上，关于电动机的教学模型还很少，尤其是关于立式转动的。以至于现在中学教学中，上物理课时，讲到电动机部分时，教师只能用网上找的各类电动机的实例图及原理图来向学生说明，不能吸引学生的上课积极性和兴趣。即使拿出模型，也是简陋的木质手工版本，不能进行工作原理的演示，或者由于太沉重，使用不方便。

发明内容：

本发明针对目前中学物理教学时，关于直流电动机部分时，教师往往只能依靠图文描述，使学生不能很好得了解它的原理及结构，更别提提高上课积极性，如果采用木质模型等教学模型时，又和教科书上描述的不一致的问题，为此我们设计了这一发明，从而也达到降低成本和环保的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：

一种单匝电动机教学模型，它包括定子、转子，电刷，轴承板、支架和电刷等部分，其特征是，所述的定子部分为一U型磁铁，所述的转子包括一电枢，整流器和转轴，整个转子部分连接在轴承板上，通过支架固定在定子上方。

所述的电枢为普通单根硬质导线弯曲成框型，上方装有两半环。

所述的整流子由小圆木构成，上面包裹着金属整流片。

所述的电刷为连接在轴承板上的金属片，并且和金属整流片相接触。

由于本模型结构简单，在部件的制作上，可以采用了学校内找得到的简单材料，既可以让学生自己动手来组装，也注重了材料的环保和重复利用性。用两片金属整流片充当换向器，可以配合电刷来保证电枢线圈中电流始终是一个方向，使电动机能连续的旋转，来展现直流电动机的工作原理。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为教学用单匝直流电动机的示意图

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种单匝直流电动机，分为定子部分、转子部分，电刷6，轴承板7、支架8、底座9，及一节电池，定子部分为一放置在托架5上的U型磁铁4，其磁距内挡相距100mm，转子部分包括一电枢线框3，整流器2和转轴1。电枢线框3是个用学校中便可以找到的硬质导线弯曲而成，其外形为一长方形线框，通过转轴1，连接在整流器2上。整流器2由一小段小圆木构成，其外层包裹了两片金属整流片，通过金属整流片来充当大型电动机中换向器部分，配合固定于轴承板7上的电刷6，使电枢线圈3中电流始终是一个方向，带动电动机能连续的旋转。启动时，只要将电刷6连接在电源正负极上，便可以运行。且电刷6和金属整流片的接触十分重要，压得太紧，会加快电刷和换向器的磨损；压得太松，会造成电刷和换向器之间的接触不良，产生火花。整个转子部分，连接在一长条状的轴承板7上，通过一支架8，固定在底座9上。电枢线框3的下半部分摆放在磁铁4的两磁极中央。通电后线圈两个端线同有相反方向的电流，使整个线圈产生绕轴的扭力，使线圈转动。

由于电动机模型启动时功率很小，我们使用一节电池来充当电源，使用十分方便。

这种教学模型，结构简单，材料环保，可以充分利用学校资源，让学生自己动手制做和改进，可以使学生生动理解直流电动机原理，也配合了政府提高学生动手能力的号召。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。