直线发电机组教学演示装置的制作方法

本实用新型属于直线发电机应用技术领域，涉及教学演示装置，具体为直线发电机组教学演示装置。

背景技术：

发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。自从发电机诞生直至发展到今天，利用旋转式发电机发电成为主要的电力来源，虽然有人提出过直线发电机这一课题，但传统的旋转式发电机基本能满足需求，这使得国内外在直线发电机的研究上还处于初始阶段。

随着能源的紧张，越来越多得人开始探索新的能源和节约能源的办法，近年来直线发电机开始从理论走向实践，传统的旋转式发电机发电需要外部动力使转子转动，切割磁场产生电，但是需要将动力通过装置转换成旋转力，这个过程中由于机械摩擦、传递效率等原因会损失一部分机械能，导致能量的浪费。直线发电机只需要往复直线运动就可以发电，省去了中间机械转换机构，从而减少了机械能损失，会使整个发电机组能量转换效率提高，但是，直线发电在传统发电领域中应用非常少，相对旋转发电而言，其技术也不成熟，为此，我们提出直线发电机组教学演示装置。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供直线发电机组教学演示装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型结构合理，方便直线发电机的教学演示，便于学习普及直线发电机知识。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：直线发电机组教学演示装置，包括演示台、滑板、定子线圈、永磁铁铝板、第一接线端、交流直流转换器、第二接线端、滑轨、直流小灯泡、示波器、显示屏以及插接孔，所述演示台上端面两侧对称安装有两组滑轨，所述滑轨上侧滑动安装有两组滑板，两组所述滑板之间安装有永磁铁铝板，所述演示台上端安装有定子线圈，所述定子线圈处于永磁铁铝板下方，所述定子线圈一侧且位于演示台上端面装配有交流直流转换器，所述交流直流转换器一端安装有第一接线端，所述交流直流转换器另一端安装有第二接线端，所述交流直流转换器电连接有直流小灯泡，所述第二接线端连接有示波器，所述示波器上安装有显示屏，所述示波器上且位于显示屏一侧设置有三个插接孔。

进一步地，所述定子线圈为e形结构的铁芯线圈。

进一步地，所述滑板下侧安装有滑块，且滑块嵌入至滑轨中，所述滑板通过滑块与滑轨滑动连接。

进一步地，所述显示屏外表面粘贴有高清钢化膜。

进一步地，所述插接孔设有三个，且三个插接孔规格相同，三个所述插接孔内部均填充安装有防尘塞。

进一步地，所述交流直流转换器的电路上安装有四个可控硅。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提出的直线发电机组教学演示装置，该演示装置主要由永磁铁铝板、滑轨、定子线圈、交流直流转换器、直流小灯泡以及示波器组成，以直线发电机为基础进行教学演示，学生自己通过施加往复力，利用滑板上的永磁铁铝板自身磁场穿过滑轨下方的定子线圈，伴随着永磁铁铝板在滑轨上的来回滑动，引起定子线圈中的磁通发生变化，从而在定子线圈中产生电流，所产生的交流电通过交流直流转换器转换为直流电，使直流小灯泡发光，并通过示波器检测得交流电和直流电，显示屏实时显示电压波形图，从而读出频率和幅值，通过本装置可以直观地了解到直线发电机的结构组成和运行状态，将直线发电机原理及结构应用于的实践教学，填补了国内关于直线发电机实践演示教学的空白；

2、本专利目的在于设计了直线发电机工作机构，用来作为直线发电机原理和结构的教学演示装置，方便学生了解直线发电机的工作原理、构造组成和性能特点，对学习和普及直线发电机知识有显著作用；

3、将定子线圈与永磁铁铝板上下间距设计为3mm，使其保证有较大的磁场力，在滑轨支撑下，永磁铁铝板能够通过往复滑动，可在定子线圈中产生较大的磁通变化量，该装置布置合理、工作平稳，同时导轨采用耐磨性高的合金钢，以保证较长的工作寿命；

综上，本实用新型结构合理，方便直线发电机的教学演示，便于学习普及直线发电机知识。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型直线发电机组教学演示装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型直线发电机组教学演示装置中定子线圈的结构示意图；

图3是本实用新型直线发电机组教学演示装置中交流直流转换器的电路图；

图4是本实用新型直线发电机组教学演示装置中交流直流转换器的结构示意图；

图5是本实用新型直线发电机组教学演示装置中演示台的侧视图；

图中：1、演示台；2、滑板；3、定子线圈；4、永磁铁铝板；5、第一接线端；6、交流直流转换器；7、第二接线端；8、滑轨；9、直流小灯泡；10、示波器；11、显示屏；12、插接孔；13、滑块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图5所示，直线发电机组教学演示装置，包括演示台1、滑板2、定子线圈3、永磁铁铝板4、第一接线端5、交流直流转换器6、第二接线端7、滑轨8、直流小灯泡9、示波器10、显示屏11以及插接孔12，演示台1上端面两侧对称安装有两组滑轨8，滑轨8上侧滑动安装有两组滑板2，两组滑板2之间安装有永磁铁铝板4，演示台1上端安装有定子线圈3，定子线圈3处于永磁铁铝板4下方，定子线圈3一侧且位于演示台1上端面装配有交流直流转换器6，交流直流转换器6一端安装有第一接线端5，交流直流转换器6另一端安装有第二接线端7，交流直流转换器6电连接有直流小灯泡9，第二接线端7连接有示波器10，示波器10上安装有显示屏11，示波器10上且位于显示屏11一侧设置有三个插接孔12。

定子线圈3为e形结构的铁芯线圈，保证定子线圈3有较大的磁场力，滑板2下侧安装有滑块13，且滑块13嵌入至滑轨8中，滑板2通过滑块13与滑轨8滑动连接，方便永磁铁铝板4沿着滑轨8往复移动，显示屏11外表面粘贴有高清钢化膜，增加显示屏11的使用寿命，插接孔12设有三个，且三个插接孔12规格相同，三个插接孔12内部均填充安装有防尘塞，避免灰尘进入插接孔12内部，交流直流转换器6的电路上安装有四个可控硅，方便知晓电路是否闭合和短路。

本实用新型在具体进行实施时：演示装置主要由永磁铁铝板4、滑轨8、定子线圈3、交流直流转换器6、直流小灯泡9以及示波器10组成，以直线发电机为基础进行教学演示，学生自己通过施加往复力，利用滑板2上的永磁铁铝板4自身磁场穿过滑轨8下方的定子线圈3，伴随着永磁铁铝板4在滑轨8上的来回滑动，引起定子线圈3中的磁通发生变化，从而在定子线圈3中产生电流，所产生的交流电通过交流直流转换器6转换为直流电，使直流小灯泡9发光，并通过示波器10检测得交流电和直流电，显示屏11实时显示电压波形图，从而读出频率和幅值，通过本装置可以直观地了解到直线发电机的结构组成和运行状态，将直线发电机原理及结构应用于的实践教学，填补了国内关于直线发电机实践演示教学的空白，用来作为直线发电机原理和结构的教学演示装置，方便学生了解直线发电机的工作原理、构造组成和性能特点，对学习和普及直线发电机知识有显著作用；

同时，将定子线圈3与永磁铁铝板4上下间距设计为3mm，使其保证有较大的磁场力，在滑轨8支撑下，永磁铁铝板4能够通过往复滑动，可在定子线圈3中产生较大的磁通变化量，该装置布置合理、工作平稳，同时导轨采用耐磨性高的合金钢，以保证较长的工作寿命。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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