CN114333520B - 教学用交流电机组装方法 - Google Patents

Abstract

教学用交流电机组装方法，包括定子、转轴、前端盖和后端盖，电机绕组分为嵌设在定子中的直线绕组部分和与直线绕组部分两端连接的接线绕组部分，其特征在于，组装步骤为：S1，将定子呈卧式定位在组装平台上；S2，根据电机绕组的分布方案，在直线绕组部分上连接线绕组部分；S3，将转轴穿过定子，前端盖和后前端分别与转轴配合支撑转轴。本发明实现不同极数，不同节距的电机绕组分布方案，模拟不同电机绕组分布方案的接线过程，帮助学生更好的理解交流电机的组装方法和结构特点，增加教学中的师生互动频率，提高教学质量，提升教学过程中学生的动手能力和理解能力，为学生掌握电机组装知识提供可手动操作的组合模型，提升学生学习兴趣。

Description

教学用交流电机组装方法

技术领域

本发明涉及一种教学用交流电机组装方法，用于教学过程中交流电机的拆装组合。

背景技术

目前，《电机》作为高校专业基础的核心课程，交流电机实验部分主要以现有的成型产品电机为教学设备，学生实验主要以电机参数测量为主，对电机结构的认识仍停留在教材的图片认识，没有拆卸，安装电机的安全可靠的环境，无法感官直接地了解电机内部机构，无法对电机的电磁原理、电气特性进行直观的认识。

检索到的相关专利文献有：

1. CN201711360950.5-一种教学用电机组装及验证工作台，包括工作台，工作台上方右侧设有控制箱，左侧设有转子固定夹爪和磁力大小可调式磁场制造装置，固定夹爪上方依次设有与其同心的传动轮、旋转机构和上下伸缩式调节机构，工作台下方位于固定夹爪正下方设有与转子配合的电刷，传动轮通过传动带连接有测速装置，控制箱上旋转开关一、旋转开关二、磁力大小显示屏、电力大小显示屏和转速显示屏。

2. CN201821696109.3-一种教学用电机演示装置，包括外壳，外壳为矩形六面体状，采用透明的有机玻璃制成，外壳内安装有线圈，线圈固定在环形线圈架一端，线圈架中部水平的设置有转轴，转轴两端滑动的安装在转轴架上，转轴架通过基座与外壳的底部固定连接；转轴一端安装有转换器，转换器进线端通过电缆与电源相连，转换器出线端

与线圈相连，线圈上并联有指示灯电路；在线圈处设置有永磁装置。

3. CN202021770532.0-一种实验教学用电机负载装置，包括电机，电机装在承重板上，所述承重板上装设有控制电箱、磁粉制动器和联轴器，联轴器一端通过轴键与磁粉制动器的轴连接，联轴器的另一端通过轴键与电机的轴连接，使得电机的轴与磁粉制动器的轴位于同一轴心；控制电箱内设有相连接的向下接口模块、采集模块、保护模块和向上接口模块，电机和磁粉制动器分别与向下接口模块连接，所述承重板上安装有滑轨，滑轨上设有滑槽，电机底面通过螺丝锁紧在滑轨的滑槽上。

本发明的目的在于研发一种电机中电气和机械部分可实现快速拆装的方法，以满足高校学生动手进行电机绕组分布设计和电机组装，详细了解电机电气和机械特性的实验需求。

发明内容

本发明提供的教学用交流电机组装方法，实现不同极数，不同节距的电机绕组分布方案，模拟不同电机绕组分布方案的接线过程，而且在交流电机组装完成后可验证不同极数，不同节距的电机绕组分布方案对电机电气机械性能的影响，以帮助学生更好的理解交流电机的组装方法和结构特点，增加教学中的师生互动频率，提高教学质量，提升教学过程中学生的动手能力和理解能力，为学生掌握电机组装知识提供可手动操作的组合模型，提升学生学习兴趣。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

教学用交流电机组装方法，包括定子、转轴、前端盖和后端盖，电机绕组分为嵌设在定子中的直线绕组部分和与直线绕组部分两端连接的接线绕组部分，其特征在于，组装步骤为：

S1，将定子呈卧式定位在组装平台上；S2，根据电机绕组的分布方案，在直线绕组部分上连接线绕组部分；S3，将转轴穿过定子，前端盖和后前端分别与转轴配合支撑转轴。

优选的，将直线绕组部分的端部从定子中伸出，在定子底部设置支撑座，支撑座固定在组装平台上支撑定子呈卧式设置，定子与组装平台垂向隔开不接触，形成接线绕组部分的连接操作空间。

优选的，在完成步骤S2进行步骤S3之前用可对接线绕组部分进行径向支撑和保护的保护罩将接线绕组部分罩住，保护罩同轴定位在定子的两侧，与定子端面接触。

优选的，所述的保护罩呈与定子同轴且与接线绕组部分相对应的中空锥形状，保护罩中空内腔为与接线绕组部分形状相应的容纳腔，保护罩与定子端面接触的一端具有开口，接线绕组部分从开口中伸入至容纳腔中，转轴组装到位后与保护罩径向隔开不接触。

优选的，将保护罩为两瓣拼合结构，两瓣的底部分别与组装平台固定，两瓣的顶部连接。

优选的，步骤S3具体是指首先将前端盖与转轴前端固定，然后将转轴沿定子中轴线穿过定子和接线绕组部分，接着将后端盖装在转轴后端，形成前端盖和后端盖对转轴的支撑。

优选的，“将前端盖与转轴前端固定”是指在前端盖中心孔中压入压紧球轴承，再将转子前端压装至球轴承中，形成转子与前端盖的固定。

优选的，“将转轴沿定子中轴线穿过定子和接线绕组部分”是指在组装平台上设置与前端盖底部导向配合且沿定子轴向设置的前导轨，前端盖与前导轨导向配合装在组装平台上，支撑转轴沿定子中轴线设置，在组装平台上安装沿轴向的前移动丝杆，前移动丝杆螺纹配合贯穿前端盖底部，转动前移动丝杆带动前端盖沿轴向向定子靠近，前端盖移动到位使转轴后端穿出定子和接线绕组部分。

优选的，“将后端盖装在转轴后端” 是指在组装平台上设置与后端盖底部导向配合且沿定子轴向设置的后导轨，后端盖底部导向配合装在后导轨中，在后端盖中心孔中压装滚柱轴承，在组装平台上安装沿轴向的后移动丝杆，后移动丝杆螺纹配合贯穿后端盖底部，前端盖移动到位后转动后移动丝杆带动后端盖沿轴向向定子靠近，使转轴后端穿过滚柱轴承内圈，支撑在后端盖上。

优选的，在前端盖移动到位后，先用吊装设备或支撑设备支撑转轴后端，使转轴后端沿定子中轴线设置不倾斜，再转动后移动丝杆，在后端盖移动到位后拆去吊装设备或支撑设备。

发明的有益效果是：

1.本发明的教学用交流电机组装方法，在定子中嵌设直线绕组部分，并将定子呈卧式定位在组装平台上，连接线绕组部分根据电机绕组的分布方案连接在直线绕组部份的两端，以形成完整的电机绕组，具有电磁特性，实现不同极数，不同节距的电机绕组分布方案，模拟不同电机绕组分布方案的接线过程，而且在交流电机组装完成后可验证不同极数，不同节距的电机绕组分布方案对电机电气机械性能的影响，以帮助学生更好的理解交流电机的组装方法和结构特点，增加教学中的师生互动频率，提高教学质量，提升教学过程中学生的动手能力和理解能力。

2.接线绕组部分连接到位后用保护罩罩住接线绕组部分，通过保护罩的径向支撑和隔离，使接线绕组部分不会因重力的作用而径向垮塌变形，转轴安装到位后保护罩与转轴径向隔开不接触，转轴转动时不会与接线绕组部分形成接触干涉，提高电机组装的结构可靠性和稳定性，保证电机性能验证的有效性。

3.转轴与前端盖连接成整体，并通过前端盖与组装平台的结构配合，实现转轴和前端盖与定子的组装，通过后端盖与组装平台的结构配合，实现后端盖与转轴的组装，以实现交流电机的快速组装，组装后交流电机各部分的拆分也方便简单，便于在教学过程中进行反复的组装与拆卸，在教学过程中可充分向学生展示交流电机的结构特点和组装过程，为学生掌握电机组装知识提供可手动操作的组合模型，有效提高教学质量，提升学生学习兴趣。

附图说明

图1为采用教学用交流电机组装方法组装成的教学用交流电机的示意图。

图2为图1的局部透视图。

图3为保护罩的单瓣示意图。

具体实施方式

下面结合图1~3对本发明的实施例做详细说明。

教学用交流电机组装方法，包括定子1、转轴2、前端盖3和后端盖4，电机绕组分为嵌设在定子中的直线绕组部分5和与直线绕组部分5两端连接的接线绕组部分6，其特征在于，组装步骤为：S1，将定子1呈卧式定位在组装平台7上；S2，根据电机绕组的分布方案，在直线绕组部分5上连接线绕组部分6；S3，将转轴2穿过定子1，前端盖3和后前端2分别与转轴2配合支撑转轴2。

以上所述的教学用交流电机组装方法，在定子1中嵌设直线绕组部分5，并将定子1呈卧式定位在组装平台7上，连接线绕组部分6根据电机绕组的分布方案连接在直线绕组部份5的两端，以形成完整的电机绕组，具有电磁特性，实现不同极数，不同节距的电机绕组分布方案，模拟不同电机绕组分布方案的接线过程，而且在交流电机组装完成后可验证不同极数，不同节距的电机绕组分布方案对电机电气机械性能的影响，以帮助学生更好的理解交流电机的组装方法和结构特点，增加教学中的师生互动频率，提高教学质量，提升教学过程中学生的动手能力和理解能力。

其中，将直线绕组部分6的端部从定子1中伸出，在定子1底部设置支撑座11，支撑座11固定在组装平台7上支撑定子1呈卧式设置，定子1与组装平台7垂向隔开不接触，形成接线绕组部分的连接操作空间。如图所示，支撑座11与组装平台固定，定子1呈卧止定位在组装平台上且悬空与组装平台不接触，直线绕组部分5的端部从定子中伸出，为接线绕组部分6的连接留出足够的手动操作空间，接线绕组部分6绕定子周向与直线绕组部分5连接，学生在连线过程中可准确分辩每一根接线的连接位置和连接方式，便于手动操作接线绕组部分6的连接过程。

其中，在完成步骤S2进行步骤S3之前用可对接线绕组部分6进行径向支撑和保护的保护罩8将接线绕组部分6罩住，保护罩6同轴定位在定子的两侧1，与定子1端面接触。接线绕组部分6连接到位后用保护罩8罩住接线绕组部分6，通过保护罩8的径向支撑和隔离，使接线绕组部分6不会因重力的作用而径向垮塌变形，转轴2安装到位后保护罩8与转轴2径向隔开不接触，转轴2转动时不会与接线绕组部分6形成接触干涉，提高电机组装的结构可靠性和稳定性，保证电机性能验证的有效性。

其中，所述的保护罩8呈与定子同轴且与接线绕组部分相对应的中空锥形状，保护罩8中空内腔为与接线绕组部分形状相应的容纳腔81，保护罩8与定子1端面接触的一端具有开口82，接线绕组部分6从开口82中伸入至容纳腔81中，转轴2组装到位后与保护罩8径向隔开不接触。如图所示，保护罩8置于组装平台7上，先从开口82处将接线绕组部分6伸入至容纳腔81中，再移动轴向移动保护罩8，直至保护罩8与定子端面接触，保护罩8的中空内腔为容纳腔81可容纳接线绕组部分6，将接线绕组部分6支撑定位，保护罩8安装后转轴2配装过程中与保护罩8径向隔开不接触，避免了接线绕组部分6因接线重力的拉扯而径向变形与转轴2接触对转轴2的转动形成干涉，保护罩8容纳支撑接线绕组部分6，保护其接线的稳定性，并且将接线绕组部分6与转轴有效径向隔开，保证组装完成后转轴2的转动顺畅性。

其中，将保护罩8为两瓣拼合结构，两瓣的底部分别与组装平台7固定，两瓣的顶部连接。两瓣结构的保护罩8更易于拆装，将保护罩8移动至与定子端面接触后，两瓣的底部分别与组装平台固定，两瓣的顶部连接形成一体结构的保护罩8。

其中，步骤S3具体是指首先将前端盖3与转轴2前端固定，然后将转轴2沿定子中轴线穿过定子1和接线绕组部分6，接着将后端盖4装在转轴2后端，形成前端盖3和后端盖4对转轴2的支撑。前端盖3和后端盖4起到支撑转轴2沿定子中轴线设置的作用，组装过程中先将前端盖3和转轴2组合成一体，再通过前端盖3在组装平台上的移动带动转轴2沿中线轴穿过定子1，之后将后端盖4装在转轴2上，形成对转轴2的有效支撑。

其中，“将前端盖3与转轴2前端固定”是指在前端盖3中心孔中压入压紧球轴承，再将转子2前端压装至球轴承中，形成转子与前端盖的固定。通过压紧球轴承连接转轴2和前端盖3，使两者组装成一体，即保证转轴可相对于前端盖3转动，又将转轴2前端压紧在前端盖3上，转轴2与前端盖的折装都相于方便简单，便于在教学过程中进行反复的组装与拆卸。

其中，“将转轴2沿定子1中轴线穿过定子1和接线绕组部分6”是指在组装平台7上设置与前端盖3底部导向配合且沿定子1轴向设置的前导轨71，前端盖3与前导轨71导向配合装在组装平台7上，支撑转轴2沿定子1中轴线设置，在组装平台7上安装沿轴向的前移动丝杆72，前移动丝杆72螺纹配合贯穿前端盖3底部，转动前移动丝杆72带动前端盖3沿轴向向定子1靠近，前端盖3移动到位使转轴2后端穿出定子1和接线绕组部分6。从附图中可以看出，前移动丝杆72贯穿前端盖3底部，前移动丝杆72的外端设置有用于转动的手柄，转动手柄即可使前端盖3在前导轨71中移动，前端盖3向定子靠近使转轴2穿过定子1，后端从定子1中穿出，前端盖3和转轴2的移动结构简单，易操作，易于组装与拆分。

其中，“将后端盖4装在转轴2后端” 是指在组装平台7上设置与后端盖4底部导向配合且沿定子1轴向设置的后导轨73，后端盖4底部导向配合装在后导轨73中，在后端盖4中心孔中压装滚柱轴承，在组装平台7上安装沿轴向的后移动丝杆74，后移动丝杆74螺纹配合贯穿后端盖4底部，前端盖移动到位后转动后移动丝杆74带动后端盖4沿轴向向定子1靠近，使转轴2后端穿过滚柱轴承内圈，支撑在后端盖4上。从附图中可以看出，后移动丝杆74贯穿后端盖4底部，后移动丝杆74的外端设置有用于转动的手柄，转动手柄即可使后端盖4在后导轨73中移动，后端盖4向定子1靠近，转轴后端穿入滚柱轴承中，转轴2后端穿入后锁紧滚柱轴承将转轴2后端定位在后端盖4中，后端盖4和转轴2组装与拆分简单易操作。

转轴2与前端盖3连接成整体，并通过前端盖3与组装平台7的结构配合，实现转轴2和前端盖3与定子1的组装，通过后端盖4与组装平台7的结构配合，实现后端盖4与转轴2的组装，以实现交流电机的快速组装，组装后交流电机各部分的拆分也方便简单，便于在教学过程中进行反复的组装与拆卸，在教学过程中可充分向学生展示交流电机的结构特点和组装过程，为学生掌握电机组装知识提供可手动操作的组合模型，有效提高教学质量，提升学生学习兴趣。

其中，在前端盖3移动到位后，先用吊装设备或支撑设备支撑转轴2后端，使转轴2后端沿定子中轴线设置不倾斜，再转动后移动丝杆74，在后端盖4移动到位后拆去吊装设备或支撑设备。由于转轴2较长，在后端盖配装前，如无设备对转轴后端进行支撑，转轴后端会因重力作用而向下倾斜，通过吊装设备或支撑设备将转轴2后端撑起，防止其倾斜变形，使后端盖4移动前转轴后端即与滚柱轴承形成同轴对齐，保证后端盖3移动过程中转轴后端顺利穿入滚柱轴承中，提高组装效率。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.教学用交流电机组装方法，包括定子、转轴、前端盖和后端盖，电机绕组分为嵌设在定子中的直线绕组部分和与直线绕组部分两端连接的接线绕组部分，其特征在于，组装步骤为：

S1，将定子呈卧式定位在组装平台上；S2，根据电机绕组的分布方案，在直线绕组部分上连接线绕组部分；S3，将转轴穿过定子，前端盖和后前端分别与转轴配合支撑转轴；

将直线绕组部分的端部从定子中伸出，在定子底部设置支撑座，支撑座固定在组装平台上支撑定子呈卧式设置，定子与组装平台垂向隔开不接触，形成接线绕组部分的连接操作空间；

在完成步骤S2进行步骤S3之前用可对接线绕组部分进行径向支撑和保护的保护罩将接线绕组部分罩住，保护罩同轴定位在定子的两侧，与定子端面接触；

所述的保护罩呈与定子同轴且与接线绕组部分相对应的中空锥形状，保护罩中空内腔为与接线绕组部分形状相应的容纳腔，保护罩与定子端面接触的一端具有开口，接线绕组部分从开口中伸入至容纳腔中，转轴组装到位后与保护罩径向隔开不接触。

2.根据权利要求1所述的教学用交流电机组装方法，其特征在于：将保护罩为两瓣拼合结构，两瓣的底部分别与组装平台固定，两瓣的顶部连接。

3.根据权利要求1所述的教学用交流电机组装方法，其特征在于：步骤S3具体是指首先将前端盖与转轴前端固定，然后将转轴沿定子中轴线穿过定子和接线绕组部分，接着将后端盖装在转轴后端，形成前端盖和后端盖对转轴的支撑。

4.根据权利要求3所述的教学用交流电机组装方法，其特征在于：“将前端盖与转轴前端固定”是指在前端盖中心孔中压入压紧球轴承，再将转子前端压装至球轴承中，形成转子与前端盖的固定。

5.根据权利要求4所述的教学用交流电机组装方法，其特征在于：“将转轴沿定子中轴线穿过定子和接线绕组部分”是指在组装平台上设置与前端盖底部导向配合且沿定子轴向设置的前导轨，前端盖与前导轨导向配合装在组装平台上，支撑转轴沿定子中轴线设置，在组装平台上安装沿轴向的前移动丝杆，前移动丝杆螺纹配合贯穿前端盖底部，转动前移动丝杆带动前端盖沿轴向向定子靠近，前端盖移动到位使转轴后端穿出定子和接线绕组部分。

6. 根据权利要求5所述的教学用交流电机组装方法，其特征在于：“将后端盖装在转轴后端” 是指在组装平台上设置与后端盖底部导向配合且沿定子轴向设置的后导轨，后端盖底部导向配合装在后导轨中，在后端盖中心孔中压装滚柱轴承，在组装平台上安装沿轴向的后移动丝杆，后移动丝杆螺纹配合贯穿后端盖底部，前端盖移动到位后转动后移动丝杆带动后端盖沿轴向向定子靠近，使转轴后端穿过滚柱轴承内圈，支撑在后端盖上。

7.根据权利要求6所述的教学用交流电机组装方法，其特征在于：在前端盖移动到位后，先用吊装设备或支撑设备支撑转轴后端，使转轴后端沿定子中轴线设置不倾斜，再转动后移动丝杆，在后端盖移动到位后拆去吊装设备或支撑设备。