一种三相交流电实验模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验教学设备领域，具体涉及一种三相交流电实验模块。
【背景技术】
[0002]在三相交流电实验教学设备中，目前的产品种类很少，而且没法将交流电的产生、升压降压三相变压器等模块集成在一个实验设备上来，传统的三相交流发电机和三相变压器体积大，功率高、电压高，实验时容易发生危险，实验成本也较高，给实验教学带来许多不便。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述问题，本实用新型提供一种将三相交流电的产生、三相变压器原理、三相变压器的输入输出连接方法、及三相交流发电机和三相变压器的负载特性等实验内容集成在一个小的实验板上三相交流电实验模块。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种三相交流电实验模块，包括集成在一个实验板上的三相交流发电机模块、直流电机驱动控制电路、三相变压器、钮子开关和LED负载；三相交流发电机模块包括直流减速电机和与直流减速电机通过连轴器连接的三相交流发电机；直流减速电机还与直流电机驱动控制电路连接。
[0005]进一步地，实验模块的各个器件在实验板上的放置位置是:三相交流发电机右侧通过连轴器连接直流减速电机，三相交流发电机和直流减速电机下侧是三相变压器、LED负载、直流电机驱动控制电路和钮子开关，LED负载在三相变压器右侧，直流电机驱动控制电路和钮子开关在LED负载右侧，直流电机驱动控制电路和钮子开关上下排列，直流电机驱动控制电路在钮子开关上侧。
[0006]进一步地，三相变压器有三组做三相交流电实验的绕组，该三组绕组上下排列；将上述三组绕组中的一组并联另一组绕组，并放置在上述三组绕组中最上侧一组的右侧，用于做单相变压器的相关实验；另一组绕组的下侧是LED负载。
[0007]进一步地，该实验模块的所有输入输出都独立引出到相应的端子上。
[0008]优选地，三相变压器是微型三相变压器，直流减速电机是微型直流减速电机，三相交流发电机是微型三相交流发电机。
[0009]优选地，直流电机驱动控制电路中设置调节电位器来调节直流减速电机的输入电压，用于控制直流减速电机的转速。
[0010]优选地，直流电机驱动控制电路中的集成可调三端稳压器LM317连接二极管以防止输出电压高于输入电压时损坏集成可调三端稳压器LM317，二极管的负极与集成可调三端稳压器LM317的输入端连接，正极与集成可调三端稳压器LM317的输出端连接。
[0011]优选地，钮子开关采用三路同时受控的钮子开关。
[0012]本实用新型的一种三相交流电实验模块，与现有技术相比，有以下有益效果:采用微型直流减速电机、微型三相交流发电机和微型三相变压器，将三相交流发电机模块、直流电机驱动控制电路、三相变压器、钮子开关、LED负载集成到一个小的实验板上，可以很方便地放置在实验室或教室里进行实验与教学；将三相变压器的所有输入输出线引出到面板上，方便实验时连接成不同的电路；采用LED负载以匹配三相发电机的功率；采用三路同时受控的钮子开关，用于同时切换或接通LED负载；采用调节电位器来调节直流减速电机的输入电压，用于控制直流减速电机的转速，从而控制三相交流电的电压、频率、功率等参数。本实用新型方便实用，成本低，方便学生学习三相交流电的产生、三相变压器原理、三相变压器的输入输出连接方法、及三相交流发电机和三相变压器的负载特性等实验内容，利于提高高等职业学校、中等职业学校中电工、电子专业课程的教学质量。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型具体实施例的结构示意图。
[0014]图2是图1中直流电机驱动控制电路的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细说明。
[0016]如图1所示，一种三相交流电实验模块，包括集成在一个小的实验板上的由直流减速电机I和三相交流发电机3组成的三相交流发电机模块、三相变压器4、LED负载5、钮子开关6、直流电机驱动控制电路7。其中，直流减速电机I和三相交流发电机3通过连轴器2连接，直流减速电机I还与直流电机驱动控制电路7连接，且直流减速电机I是微型直流减速电机，三相交流发电机3是微型三相交流发电机，三相变压器4是微型三相变压器。同时，LED负载5包括三个LED，以匹配三相发电机4的功率，钮子开关6采用三路同时受控的钮子开关，用于同时切换或接通LED负载。本实验模块的所有输入输出都独立引出到相应的端子上，如图1中所示的圆圈，以便实验时连接成不同的电路。
[0017]本实验模块各器件在实验板上的的放置是:三相交流发电机3右侧通过连轴器2连接直流减速电机I ;三相交流发电机3和直流减速电机I的下侧是三相变压器4、LED负载5、钮子开关6和直流电机驱动控制电路7 ;其中三相变压器4在最左侧，三相变压器4右侧是其四组绕组4-1，其中三组用于做三相交流电实验，放置在左侧并上下排列，将上述三组绕组中的一组并联另一组绕组，并放置在上述三组绕组中最上侧一组的右侧，用于做单相变压器的相关实验；上述另一组绕组的下侧是LED负载5，LED负载5的三个LED上下排列；LED负载5和上述另一组输入输出端子的右侧是上下排列的直流电机驱动控制电路7和钮子开关6，直流电机驱动控制电路7在钮子开关6上侧。
[0018]如图2所示是直流电机驱动控制电路7的电路图，该电路中J3、J4端子用于连接外部交流15伏适配器；Brl为硅桥，用于对交流电进行整流，使之变成脉动的直流电；电容器C1、C3用于滤波，将脉动的直流电变成平滑的直流电；U1是集成可调三端稳压器LM317，电阻Rl与电位器RPl结合用于调节集成可调三端稳压器LM317的输出电压，输出电压Vo =1.25 (I + R1/RP1);C2、C4是稳压输出滤波电容；FUSE1是自恢复保险丝，用于电路发生短路或者过流时的保护；LED4是输出电压指示灯，亮度随着输出电压的变化而变化。在集成可调三端稳压器LM317两端连接二极管Dl以防止输出电压高于输入电压时损坏集成可调三端稳压器LM317，二极管Dl的负极与LM317的输入端连接，正极与LM317的输出端连接。二极管D2为续流二极管，用于在输入电路关断时给输出电路提供放电回路，以保护集成可调三端稳压器LM317。由于本驱动电路的负载是直流电机，属于感性负载，由楞次定理可知，在输入电路断开时，直流电机将产生电动势，电压极性反相并联在输出回路中，如果没有二极管D2，就可能会损坏集成可调三端稳压器LM317。
[0019]调节电位器RPl改变集成可调三端稳压器LM317的输出电压，即调节直流减速电机I的输入电压，用于控制直流减速电机I的转速，进而控制三相交流电的电压、频率、功率等参数。
[0020]使用本实验模块做实验时，直流电机驱动控制电路7输出的控制电源驱动直流减速电机I转动，通过连轴器2带动三相交流发电机3同步运行。三相交流发电机3的输出电压可以经过钮子开关6控制LED负载5，也可以连接三相变压器4升压或降压，再驱动LED负载5。
[0021]本实验模块通过不同端子的连接，可以实现三相交流电的产生、电动势测试、频率测试、负载测试，三相变压器工作原理、极性测试、匝数比测试、短路测试、开路测试，三相变压器Y - Υ、Υ -Λ、γ - Ζ、Λ-Λ、Λ- Z连接等实验内容。
[0022]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种三相交流电实验模块，其特征在于，包括集成在一个实验板上的三相交流发电机模块、直流电机驱动控制电路、三相变压器、钮子开关和LED负载；所述三相交流发电机模块包括直流减速电机和与直流减速电机通过连轴器连接的三相交流发电机；所述直流减速电机还与直流电机驱动控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，该实验模块的各个器件在实验板上的放置位置是:三相交流发电机右侧通过连轴器连接直流减速电机，三相交流发电机和直流减速电机下侧是三相变压器、LED负载、直流电机驱动控制电路和钮子开关，LED负载在三相变压器右侧，直流电机驱动控制电路和钮子开关在LED负载右侧，直流电机驱动控制电路和钮子开关上下排列，直流电机驱动控制电路在钮子开关上侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，所述三相变压器有三组做三相交流电实验的绕组，该三组绕组上下排列；将上述三组绕组中的一组并联另一组绕组，并放置在上述三组绕组中最上侧一组的右侧，用于做单相变压器的相关实验；所述另一组绕组的下侧是LED负载。
4.根据权利要求3所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，该实验模块的所有输入输出都独立引出到相应的端子上。
5.根据权利要求1或2所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，所述三相变压器是微型三相变压器，所述直流减速电机是微型直流减速电机，所述三相交流发电机是微型三相交流发电机。
6.根据权利要求1或2所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，所述直流电机驱动控制电路中设置调节电位器来调节直流减速电机的输入电压，用于控制直流减速电机的转速。
7.根据权利要求1所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，所述直流电机驱动控制电路中的集成可调三端稳压器LM317连接二极管以防止输出电压高于输入电压时损坏集成可调三端稳压器LM317，所述二极管的负极与集成可调三端稳压器LM317的输入端连接，正极与集成可调三端稳压器LM317的输出端连接。
8.根据权利要求1或2所述的一种三相交流电实验模块，其特征在于，所述钮子开关采用三路同时受控的钮子开关。
【专利摘要】本实用新型公开一种三相交流电实验模块，包括集成在一个实验板上的三相交流发电机模块、直流电机驱动控制电路、三相变压器、钮子开关和LED负载；三相交流发电机模块包括直流减速电机和与直流减速电机通过连轴器连接的三相交流发电机；直流减速电机还与直流电机驱动控制电路连接。本实用新型将三相交流发电机模块、直流电机驱动控制电路、三相变压器、钮子开关、LED负载集成到一个小的实验板上，可以很方便地放置在实验室或教室里进行实验与教学，方便学生学习三相交流电的产生、三相变压器原理、三相变压器的输入输出连接方法、及三相交流发电机和三相变压器的负载特性等实验内容。
【IPC分类】G09B23-18
【公开号】CN204406847
【申请号】CN201520094184
【发明人】王继, 陆小珊, 周遂京, 张志刚, 李坤
【申请人】山东星科智能科技股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月10日