一种直线电机演示装置的制作方法

1.本实用新型属于科普技术领域，具体涉及一种展示直线电机演示装置。


背景技术：

2.直线电机的历史，最早可追溯到1840年惠斯登提出和制作雏形但不成功的直线电机，从那时至今已有170多年。在这个发展历程中，大致可分为三个阶段：在探索实验阶段，直线电机效率较低，可靠性不高，所以直线电机在这一时期始终未能得到真正的应用；在开发应用阶段，由于自动控制技术、制造技术及材料技术的突飞猛进给直线电机的研究应用奠定了坚实的基础；在开发应用阶段，直线电机找到一条适合自身发展的道路，在旋转电机无能为力的领域大展身手。从此直线电机的应用得到了迅速的推广，制成了许多具有实用价值的装置与产品，如运用直线电机驱动的磁悬浮列车，电子缝纫机、磁头定位装置以及应用音圈直线电机加工活塞的中凸变椭圆的数控车床等。如今在科技馆中的直线电机演示装置很少，而且往往具有结构复杂、操作繁琐及现象不明显等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单直观，能够通过机电互动直线电机演示装置。
4.为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括：底板及设在所述底板上的线圈定子组件和滚筒动子组件；
5.所述线圈定子组件包括定子铁芯及绕在所述定子铁芯上的线圈；
6.所述滚筒动子组件包括设置在所述底板上的立板、可转动的设置在所述立板之间的转轴及固定在转轴上铝制滚筒，所述铝制滚筒位于所述线圈定子组件的上方。
7.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述铝制滚筒的圆周面上设有一组方槽。
8.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述线圈定子组件外设有金属保护罩，所述金属保护罩顶部设有开口。
9.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述底板上设有罩于所述线圈定子组件和滚筒动子组件的透明外罩。
10.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述转轴通过端部的轴承、法兰可转动的安装于所述立板之间。
11.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述定子铁芯由若干硅钢片叠成，其上端开设齿槽，所述线圈绕在所述齿槽内、且通过上方的绝缘压条压紧。
12.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述底板上设有散热孔。
13.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述转轴由铝棒制成。
14.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述铝制滚筒由铝管、铝板焊接而成。
15.所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述线圈定子组件上连接有控制其流方向的正转开关、反转开关。
16.本实用新型的直线电机演示装置优点如下：将扁平型直线电机次级的滑动形式转变为滚动形式，简化了直线电机的结构及控制电路，使观众能够轻松了解直线电机的工作原理，效果更明显。
17.下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。
附图说明
18.图1是本实用新型直线电机演示装置的俯视图；
19.图2是图1的a-a向剖视图；
20.图3是图1的b-b向剖视图；
21.图4是本实用新型滚筒动子组件的结构示意图；
22.图5是本实用新型直线电机演示装置的电路原理图。
具体实施方式
23.参照图1-5所示，本实用新型的直线电机演示装置，包括底板1及设在所述底板1上的线圈定子组件2和滚筒动子组件3。所述底板1为一种绝缘板，理想采用抗倍特板或亚克力板等，具有坚固、耐冲击、防水、耐潮湿等优点。所述线圈定子组件2包括定子铁芯4及绕在所述定子铁芯4上的线圈绕组5。所述线圈绕组5为铜线圈绕组。所述滚筒动子组件3包括设置在所述底板1上的立板6、可转动的设置在所述立板6之间的转轴7及固定在转轴7上铝制滚筒8。所述铝制滚筒8理想采用铝管18、铝板19焊接而成，其内部中空。所述铝制滚筒8位于所述线圈定子组件2的上方,所述铝制滚筒8与所述线圈定子组件2之间的间距越小越好，但不能接触。所述立板6也为一种绝缘板，也可采用抗倍特板或亚克力板等。采用铝制滚筒8主要保证其轻质，从而成确保所述线圈定子组件2通电后能带动其旋转。为让所述铝制滚筒8的质量更轻，在所述铝制滚筒8的圆周面上设有一组方槽9。为再进一步减轻质量，所述转轴7由铝棒制成。
24.优选的，所述线圈定子组件2外设有金属保护罩10，所述金属保护罩10通过螺杆固定在底板1上，所述金属保护罩10整体罩住所述线圈定子组件2，且所述金属保护罩10的顶部设有开口11。通过所述金属保护罩10对所述线圈定子组件2起到保护和屏蔽的作用。所述金属保护罩10通过对所述线圈定子组件2四周进行屏蔽，使所述线圈定子组件2产生的行波磁场更集中的通过开口11射出。
25.优选的，所述底板1上设有罩于所述线圈定子组件2和滚筒动子组件3的透明外罩12，以起到对装置的整体保护作用，所述透明外罩12理想采用透明亚克力板制成，并通过螺杆固定在底板1上。
26.优选的，为方便所述转轴7的安装及确保其旋转的顺畅性，所述转轴7通过端部的轴承13、法兰14可转动的安装于所述立板6之间。
27.优选的，所述定子铁芯4由若干硅钢片叠成并通过两侧金属板夹持固定，通过螺杆固定在底板1上。所述定子铁芯4的上端开有齿槽15，所述线圈绕组5绕在所述齿槽15内，并通过上方的绝缘压条16压紧。以方便所述线圈绕组5绕制和固定、且使所述线圈绕组5更靠近于滚筒动子组件3，进而更易于带动铝制滚筒8的旋转。所述绝缘压条16理想采用竹条制成。所述线圈绕组5理想为三个，线圈采用0.44mm铜线，每个绕组1400匝。所述线圈绕组5具
体的绕制方式，与传统的电机定子相同，在此不做赘述。
28.优选的，所述底板1上设有散热孔17，用于将所述线圈定子组件2工作时生产的热量带出。
29.优选的，所述线圈定子组件2上连接有控制其流方向的正转开关20、反转开关21，通过操作所述正转开关20、反转开关21使线圈绕组5的电流方向发生改变，同时滚筒动子组件的运动方向也会随之改变，进而实现电机的正反转控制。具体的控制原理如图5所示，该控制电路为一种公知技术，在此不做赘述。
30.工作原理：线圈定子组件中的定子绕组接通交流电源连接后，会在气隙中产生一个平稳的行波磁场(当旋转磁场半径很大时，就成了直线运动的行波磁场)，该磁场沿气隙作直线运动，同时滚筒动子组件感应出电动势，并产生电流，这个电流与行波磁场相互作用产生异步推动力，使滚筒动子组件沿行波方向作直线运动，若把通过定子绕组的电流方向改变后，则滚筒动子组件的运动方向也会随之改变，从而实现滚筒动子组件的正反运动。
31.如上所述，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围。


技术特征：
1.一种直线电机演示装置，其特征在于：包括底板（1）及设在所述底板（1）上的线圈定子组件（2）和滚筒动子组件（3）；所述线圈定子组件（2）包括定子铁芯（4）及绕在所述定子铁芯（4）上的线圈绕组（5）；所述滚筒动子组件（3）包括设置在所述底板（1）上的立板（6）、可转动的设置在所述立板（6）之间的转轴（7）及固定在转轴（7）上铝制滚筒（8），所述铝制滚筒（8）位于所述线圈定子组件（2）的上方。2.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述铝制滚筒（8）的圆周面上设有一组方槽（9）。3.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述线圈定子组件（2）外设有金属保护罩（10），所述金属保护罩（10）顶部设有开口（11）。4.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述底板（1）上设有罩于所述线圈定子组件（2）和滚筒动子组件（3）的透明外罩（12）。5.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述转轴（7）通过端部的轴承（13）、法兰（14）可转动的安装于所述立板（6）之间。6.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述定子铁芯（4）由若干硅钢片叠成，其上端开设齿槽（15），所述线圈绕组（5）绕在所述齿槽（15）内、且通过上方的绝缘压条（16）压紧。7.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述底板（1）上设有散热孔（17）。8.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述转轴（7）由铝棒制成。9.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述铝制滚筒（8）由铝管（18）、铝板（19）焊接而成。10.根据权利要求1所述的直线电机演示装置，其特征在于：所述线圈定子组件（2）上连接有控制其流方向的正转开关（20）、反转开关（21）。

技术总结
本实用新型公开一种结构简单直观，能够通过机电互动直线电机演示装置。采用的技术方案包括：底板及设在所述底板上的线圈定子组件和滚筒动子组件；所述线圈定子组件包括定子铁芯及绕在所述定子铁芯上的线圈；所述滚筒动子组件包括设置在所述底板上的立板、可转动的设置在所述立板之间的转轴及固定在转轴上铝制滚筒，所述铝制滚筒位于所述线圈定子组件的上方。优点如下：将扁平型直线电机次级的滑动形式转变为滚动形式，简化了直线电机的结构及控制电路，使观众能够轻松了解直线电机的工作原理，效果更明显。效果更明显。效果更明显。


技术研发人员：黄华圣 张文峰 张韬 朱兴兰 刘静 唐洪杰
受保护的技术使用者：浙江天煌科技实业有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/12/12