Учебный прибор по электротехнике

Учебный прибор по электротехнике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к учебным приборам по электротехнике и позволяет наглядно визуализировать синхронное вращение магнитного поля трехфазной электрической машины с изменением штоков в фазных статорных обмотках, Прибор состоит из связанных валом панели 1, расположенного перед ней светопрозрачного диска 8 и последовательно расположенных за панельюформирователя знаков, задней панели и приводной шестерни, взаимодействующей с рейкой. На передней панели нанесены под углом 60 светоконтраст - ные радиальные линии, обозначающие вектора магнитных потоков и знаковые Jdc :ЛА: отверстия 15-20. На диске нанесены знаки полюсов магнитных силовых линий и светоконтрастная стрелка 23. Формирователь знаков имеет диафрагму , шесть индикаторов направления и силы тока и источник света. Каждьй индикатор состоит из двух световодов, на основаниях которых нанесены обозначения направления тока. При вращении вала поворачиваются диск 8 с нанесенным на него изображением и диафрагма, через прорези которой освещаются основания световодов, которые просматриваются в знаковых отверстиях 15-20 передней панели, а через отверстие 25 диска 8 будут видны участки радиальных линий, длина каждого из которых пропорциональна величине магнитного потока соответственно для каждой обмотки. Геометрическая сумма видимых участков радиальных линий совпадает в каждьм момент по величине и направлению со стрелкой 23, чем объясняется, что в любой момент времени вектор магнитного потока трехфазной электрической машины постоянен по величине и меняет свое положение в пространстве . 1 з.п.ф-лы, 8 ил. - Г5 гз 1S 25 -S 17 S (Л N0 х Э А. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 09 В 23/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3647985/28 — 12 (22) 30.09.85 (46) 30. 01. 87. Бюл. Р 4 (71) Ленинградский институт водного тр анспорт а (72) И.А.Краснов, П.П.Кузьмин, В.A.Шошмин, В. В.Пятлин и О.А.Шептунов (53) 371. 68 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 103741, кл. G 09 В 23/18, 1955. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ (57) Изобретение относится к учебным приборам по электротехнике и позволяет наглядно визуализировать синхронное вращение магнитного поля трехфазной электрической машины с изменением штоков в фазных статорных обмотках.

Прибор состоит из связанных валом панели 1, расположенного перед ней светопрозрачного диска 8 и последо— вательно расположенных за панелью формирователя знаков, задней панели и приводной шестерни, взаимодействующей с рейкой. На передней панели нанесены под углом 60 светоконтраст" о ные радиальные линии, обозначающие вектора магнитных потоков и знаковые отверстия 15-20. На диске нанесены знаки полюсов магнитных силовых линий и светоконтрастная стрелка 23.

Формирователь знаков имеет диафрагму, шесть индикаторов направления и силы тока и источник света. Каждый индикатор состоит из двух световодов на основаниях которых нанесены обозначения направления тока. При вра— щении вала поворачиваются диск 8 с нанесенным на него изображением и диафрагма, через прорези которой освещаются основания световодов, которые просматриваются в знаковых отверстиях 15-20 передней панели, а через отверстие 25 диска 8 будут видны участки радиальных линий, длина каждого из которых пропорциональ— на величине магнитного потока соответственно для каждой обмотки. Геометрическая сумма видимых участков радиальных линий совпадает в каждый момент по величине и направлению со стрелкой 23, чем объясняется, что в любой момент времени вектор магнитного потока трехфазной электрической машины постоянен по величине и меняет свое положение в простран— стве. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

1287218

Изобретение относится к учебным приборам по общей электротехнике и может быть использовано в учебных целях для макетирования образования в электрической машине с помощью трехфазного переменного тока вращающегося магнитного поля.

Цель изобретения — повышение наглядности визуализации синхронного вращения магнитного поля трехфазной электрической машины с изменением токов в фазных статорных обмотках.

На фиг.1 изображен учебный прибор; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1;, на фиг.3 — правая часть учебного прибора без диска, вид спереди; нафиг.4 вид внешней стороны диска; на фиг.5— схема размещения диафрагмы с переменной функцией пропускания светового потока и шести индикаторов направления и силы тока в начале и конце статорных обмоток формирователя знаков; на фиг.б — разрез Б — Б на фиг.5; на фиг.7 — схема индикатора направления и силы тока в начале и конце статорной обмотки; на фиг.8 — цилиндрическая развертка диафрагмы с переменной функцией пропускания светового потока.

Учебный прибор (фиг.1) имеет установленную на основании переднюю панель 1, перед которой с возможностью перемещения параллельно ей установлен визир 2. На передней панели 1 слева нанесены три синусоиды 3, 4 и 5 одинаковой частоты и амплитуды, но сдвинутые друг относительно друга на 120 . В правой части передней

1 и задней 6 панелей на одной прямой с осью абсцисс (осью времени) синусоид 3, 4 и 5 выполнены соосные отверстия, в которых с возможностью вращения установлен вал 7, на котором перед передней панелью 1 закреплен светопрозрачный диск 8.

Между передней 1 и задней 6 панелями симметрично относительно центра вала 7 установлен формирователь

9 знаков. Визир 2 с помощью кинема— тического механизма, выполненного, например, в виде зубчатой шестерни

10 и зубчатой рейки 11, соединен с валом 7. При этом зубчатая шестерня 10, жестко закрепленная на валу

7 соосно ему, находится в зацеплении с зубчатой рейкой 11, которая соединена с визиром 2. Диаметр шестерни 10 в Т раз меньше длины вол5

35 ны синусоид 3, 4, 5. Через центр вала 7 на передней поверхности панели 1 нанесены симметрично под уго лом 60 одна к другой три светоконтрастные радиальные линии 12, )3 и

14 (фиг.3), обозначающие вектора магнитных потоков статорных обмоток трехфазной электрической машины.

Длина радиальной линии 12, 13, 14 равна L. В правой части передней панели 1 относительно вертикальной оси вала 7 по окружности, радиус которой больше 3/4 L, расположены сдвинутые друг относительно друга о на 60 симметрично по окружности и о с о смещением 30 относительно р адиальных линий 12, 13 и 14 шесть сквозных знаковых отверстий 15-20 (знаковые отверстия 15, 18 размещены на вертикальной оси, проходящей че— рез центра вала 7).

На внешней стороне светопрозрачного диска 8 (фиг.4), имеющем радиус не менее 3/4 L, симметрично относительно его центра на расстоянии, не менее радиуса расположения знаковых отверстий 15-20, нанесены знаки N 21 и S 22, обозначающие северный и южный магнитные полюса. От центра диска 8 по направлению к знаку S выполнена светоконтрастная стрелка 23 длиной 3/4 L, обозначающая вектор суммарного потока. На внешней стороне диска 8 нанесены также магнитные силовые линии в виде двух контуров, проекции которых на переднюю панель охватывают знаковые отверстия 15-20. С диском 8 жестко и соосно ему соединена плоская диафрагма 24, радиус которой меньше радиуса расположения знаковых отверс— тий 15 — 20. Плоская диафрагма 24 имеет отверстие 25 радиусом 0,25 L, центр которого расположен на проекции стрелки 23 и смещен на величину своего радиуса от центра вала 7.

Формирователь 9 знаков (фиг.5,6) содержит диафрагму 26 с переменной функцией пропускания светового потока вдоль окружности, изменяющуюся, например, по синусоидальному закону, шесть индикаторов 27-32 направления и силы тока в начале и конце статорных обмоток, источник света 33. При этом диафрагма 26 (фиг.б, 8) выполнена в виде полого цилиндра с двумя одинаковыми сквозными прорезями 38, 39, форма которых изображает период

1287218 4

I ривать как северный полюс (знак N 21 (см.рис.4)) а часть поверхности, в которую входят магнитные силовые ли— — нии — как южный (знак S 22 фиг.4).

При вращении вала 7 будет вращаться закрепленная жестко на нем диафрагма 26 с прорезями 38-:=- 39.

Источник света 33 будет через проре— зи 38 и 39 освещать нижние основания

10 световодом 34 и 35 и, соответствен— но, освещать знаки (.), (+), расположенные на верхних основаниях световодов 34 и 35, и которые будут видны через знаковые отверстия 15— — 15 20. Так как при вращении вала 7 бу— дет изменяться освещенность светово— дов 34, 35, то, соответственно, будет изменяться и освещенность зна— ков (.), (+) в знаковых отверстиях

20 15-20, пропорциональная мгновенному значению токов i>(t) i (t), i (r) в фазных обмотках электрической ма— шины. Таким образом, видимые в зна— ковых отверстиях 15-20 знаки (+), (.) с различной степенью освещенности будут обозначать и направление тока в соответствующей фазной обмотке и его мгновенное значение.

Через отверстие 25 диска 8 при

30 вращении вала 7 будут видны участки радиальных линий 12, 13 и 14. При этом длина видимого участка радиальной линии 14 будет пропорциональна величине магнитного потока д, соз— даваемого фазной обмоткой АХ, аналогично длины видимых участков радиальных линий 13 и 12 будут пропорциональны величинам магнитных потоков Р и Р создаваемых соответственно

40 фазными обмотками CZ u ВУ.

Геометрическая сумма видимых участков радиальных линий 12, 13, 14 в произвольный момент времени бу— дет совпадать по величине и направ45 лению со стрелкой 23, т.е. остается постоянной. Этим имитируется, что в любой момент времени результирую— щий вектор магнитного потока трехфазной электрической машины остается

50 постоянным по величине, но непрерывно изменяет свое положение в пространствеве. стоячей синусоидальной волны, смещен а ных одна относительно другой на 180 по длине цилиндра и не менее максимальной ширины прорезей 38, 39 по вь соте цилиндра, длина прорезей равна половине длины окружности поверхности цилиндра, а источник света 33 закреплен внутри цилиндра. Каждый индикатор 27 — 32 (фиг.7) состоит из двух световодов 34, 35 со скошенными навстречу друг другу верхними осно— ваниями, в центре верхнего основания световода 34 нанесен, например rpa— вировкой, знак (.) 36, обозначающий направление тока в какой †ли статор ной обмотке трехфазной электрическои машины к нам, в центре верхнего основания световода 35 нанесен, например, гравировкой знак (+) 37, обозначающий направление тока в ка— кой-либо фазной статорной обмотке

"от нас", при этом знаки 36 и 37 рас положены напротив центра знаковых отверстий 15-20 передней панели 1, нижние основания световодов 34, 35 лежат в плоскости вращения продольной оси соответствующей прорези 38 и 39 цилиндра, закрепленного на валу

7 с возможностью вращения относитель но нижних оснований световодов 34, 35.

Учебный прибор работает следующим образом.

Для демонстрации синхронного вращения магнитного поля трехфазной электрической машины с изменением то ков в фазных статорных обмотках АХ, BY u CZ поворачивают равномерно вал

7. Соответственно будет перемещать— ся визир 2 с помощью шестерни 10 и рейки 11, изображая течение времени и поворачиваться диск 8 с изображен— ным на нем стрелкой 23, изображая вращение суммарного магнитного пото— ка трехфазной электрической машины.

При вращении диска 8 будут вра— щаться и нарисованные на нем замкнутые кривые со стрелками, изображающие магнитные силовые линии трехфазной электрической мащины переменного тока с одной парой полюсов. Вращающиеся замкнутые кривые со стрел— ками на диске 8 обозначают, что результирующее магнитное поле является двухполюсным, так как ту часть 55 цилиндрической поверхности сердечники статора, из которой выходят магнитные силовые линии, можно рассматФ о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Учебный прибор по электротехнике, содержащий установленную на основании панель с сквозными расположенны5 12872 ми по окружности знаковыми отверстиями и отверстием, в котором помещен вал, через центр которого на панели о нанесены симметрично под углом 60 одна к другой три светоконтрастные радиальные линии, обозначающие вектора магнитных потоков статорных обмоток трехфазной.электрической ма— шины и формирователь знаков, установленный за передней панелью, о т л и — 10 чающий с я тем, что, с целью повышения наглядности визуализации синхронного вращения магнитного поля трехфазной электрической машины с изменением токов в фазных статорных 15 обмотках, он имеет установленный перед панелью светопрозрачный диск, имеющий обозначение магнитных полюсов, магнитных силовых линий, в виде двух контуров, проекция которых на панель охватывает знаковые отверстия и светоконтрастной стрелки, обозначающей вектор суммарного пото— ка, направленной от центра к знаку южного полюса и имеющей длину 0,75 25 длины радиальной линии, плоскую диафрагму, жестко соединенную соос— но с диском, радиус которой меньше радиуса расположения знаковых отверстий, имеющую отверстие радиусом 30

0,25 длины радиальной линии, центр которого расположен на проекции стрелки и смещен на величину свое—

18 6 го радиуса от центра вала, при этом знаковые отверстия панели расположены со смещением одно от другого на 30

2. Прибор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что формирователь знаков состоит из источника света, диафрагмы.с переменной функцией пропускания светового потока и шести индикаторов направления и силы тока в начале и конце статорных обмоток, при этом диафрагма выполнена в виде полого цилиндра с двумя сквозными прорезями по форме изображения периода стоячей синусоидальной волны, смещенных одна относительно другой на о

180 по длине цилиндра и не менее максимальной ширины прорезей по высоте цилиндра, каждый индикатор состоит из двух световодов со скошенными навстречу друг другу верхними основанйями, установленных за панелью таким образом, что их нижние основания лежат в плоскости вращения продольной оси соответствующей прорези цилиндра, а верхние основания имект расположенные напротив знаковых от— верстий панели обозначения направления тока, при этом источник света установлен внутри цилиндра, который закреплен на валу с возможностью вращения относительно нижних основа— ний световодов.

А-А

1287218

1287218

128 7218

Составитель P.Óæâèé

Редактор А.Дблинич Техред А.Кравчук Корректор Т.Колб

Заказ 7722/55 Тираж 433 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4