Многие радиолюбители всегда не прочь смастерить какой-нибудь декоративный прибор исключительно в демонстративных целях. Для этого используются простейшие схемы и подручные средства, особенно большим спросом пользуются подвижные механизмы, способные наглядно показать воздействие электрического тока. В качестве примера мы рассмотрим, как сделать простой электродвигатель в домашних условиях.
Что понадобится для простейшего электродвигателя?
Учтите, что изготовить рабочую электрическую машину, предназначенную для совершения какой либо полезной работы от вращения вала в домашних условиях довольно сложно. Поэтому мы рассмотрим простую модель, демонстрирующую принцип работы электрического двигателя. С его помощью вы можете продемонстрировать взаимодействие магнитных полей в обмотке якоря и статоре. Такая модель будет полезной в качестве наглядного пособия для школы или приятного и познавательного времяпрепровождения с детьми.
Для изготовления простейшего самодельного электродвигателя вам понадобится обычная пальчиковая батарейка, кусочек медной проволоки с лаковой изоляцией, кусочек постоянного магнита, по размерам не больше батарейки, пара скрепок. Из инструмента хватит кусачек или пассатижей, кусочка наждачной бумаги или другой абразивный инструмент, скотч.
Процесс изготовления электродвигателя состоит из таких этапов:
- Намотайте на пальчиковую батарейку от 10 до 15 витков медной проволоки – это и будет ротор мотора. Можно использовать не только батарейку, но и любое круглое основание.
- Снимите намотку с батарейки, постарайтесь не сильно нарушать диаметр витков. Зафиксируйте всю катушку двумя диаметрально противоположными витками, как показано на рисунке ниже.
Рис. 1: зафиксируйте обмотку витками - При помощи мелкого наждака зачистите концы якоря электродвигателя. Ваша задача – удалить слой изоляции, так как через эти концы будет осуществляться токосъем.
- При помощи пассатижей согните две скрепки таким образом, чтобы получились круглые петли посредине скрепки. В качестве основания для перегиба петли можно использовать любой твердый предмет, к примеру, спичку. Рис. 2: согните скрепку
- Зафиксируйте скотчем обе скрепки на выводах пальчиковой батарейки, важно добиться плотного прилегания. Если нужно, намотайте несколько слоев скотча.
- Поместите в петли концы ротора, он же будет выступать и валом электродвигателя. Зачищенные концы провода должны располагаться на скрепках.
- Зафиксируйте под катушкой на поверхности пальчиковой батарейки постоянный магнит.
Рис. 1: зафиксируйте обмотку витками
Рис. 2: согните скрепку
Простой электродвигатель готов – достаточно толкнуть пальцем катушку и она начнет вращательное движение, которое будет продолжаться до тех пор, пока вы не остановите вал мотора или не сядет батарейка.
Рис. 4: запустите катушкуЕсли вращение не происходит, проверьте качество токосъема и состояние контактов, насколько свободно ходит вал в направляющих и расстояние от катушки до магнита. Чем меньше расстояние от магнита до катушки, тем лучше магнитное взаимодействие, поэтому улучшить работу электродвигателя можно за счет уменьшения длины стоек.
Одноцилиндровый электродвигатель
Если предыдущий вариант никакой полезной работы не выполнял в силу его конструктивных особенностей, то эта модель будет немного сложнее, зато найдет практическое применение у вас дома. Для изготовления вам понадобится одноразовый шприц на 20мл, медная проволока для намотки катушки (в данном примере используется диаметром 0,45мм), проволока из меди большего диаметра для коленвала и шатуна (2,5 мм), постоянные магниты, деревянные планки для каркаса и конструктивных элементов, источник питания постоянного тока.
Из дополнительных инструментов понадобится клеевой пистолет, ножовка, канцелярский нож, пассатижи.
Процесс изготовления электродвигателя заключается в следующем:
- При помощи ножовки или канцелярского ножа обрежьте шприц, чтобы получить пластиковую трубку.
- Намотайте на пластиковую трубку тонкую медную проволоку и зафиксируйте ее концы клеем, это будет обмотка статора. Рис. 5: намотайте проволоку на шприц
- С толстой проволоки удалите изоляцию при помощи канцелярского ножа. Отрежьте два куска проволоки.
- Согните из этих кусков проволоки коленчатый вал и шатун для электродвигателя, как показано на рисунке ниже. Рис. 6: согните коленвал и шатун
- Наденьте кольцо шатуна на коленчатый вал, чтобы обеспечить его плотную фиксацию, можно надеть кусок изоляции под кольцо. Рис. 7: наденьте шатун на коленвал
- Из деревянных плашек изготовьте две стойки для вала, деревянное основание и ушко для неодимовых магнитов.
- Склейте неодимовые магниты вместе и приклейте к ним ушко при помощи клеевого пистолета.
- Зафиксируйте второе кольцо шатуна в ушке при помощи шплинта из медной проволоки. Рис. 8: зафиксируйте второе кольцо шатуна
- Вставьте вал в деревянные стойки и наденьте втулки для ограничения перемещения, сделайте их из кусочков родной изоляции провода.
- Приклейте статор с обмоткой, стойки с шатуном на деревянное основание, кроме дерева можете использовать и другой диэлектрический материал. Рис. 9: приклейте стойки и статор
- При помощи саморезов с плоской шляпкой зафиксируйте выводы на деревянном основании. Два контакта должны иметь достаточную длину, чтобы касаться вала электродвигателя – один выгнутой части, другой прямой.
- Наденьте на вал с одной стороны маховик для стабилизации вращения, а с другой крыльчатку для вентилятора.
- Припаяйте один вывод обмотки электродвигателя к контакту колена, а второй к отдельному выводу. Рис. 11: припаяйте выводы обмотки
- Подключите электродвигатель к батарейке при помощи крокодилов.
Рис. 5: намотайте проволоку на шприц
Рис. 6: согните коленвал и шатун
Рис. 7: наденьте шатун на коленвал
Рис. 8: зафиксируйте второе кольцо шатуна
Рис. 9: приклейте стойки и статор
Рис. 11: припаяйте выводы обмоткиОдноцилиндровый электродвигатель готов к эксплуатации – достаточно подключить питание к его выводам для работы и прокрутить маховик, если он находится в том положении, с которого сам стартовать не может.
Рис. 12: подключите питаниеЧтобы прекратить вращение вентилятора, отключите электродвигатель посредством снятия крокодила хотя бы с одного из контактов.
Электродвигатель из пробки и спицы
Также представляет собой относительно простой вариант самоделки, для его изготовления вам понадобится пробка от шампанского, медная проволока в изоляции для намотки якоря, вязальная спица, медная проволока для изготовления контактов, изолента, деревянные заготовки, магниты, источник питания. Из инструментов вам пригодятся пассатижи, клеевой пистолет, мелкий натфиль, дрель, канцелярский нож.
Процесс изготовления электродвигателя будет состоять из таких этапов:
- Обрежьте края пробки, чтобы получить две плоских поверхности, на которых будет располагаться провод.
- Просверлите сквозное отверстие в пробке и проденьте в него спицу. С одной стороны намотайте изоленту.
- В торце пробки вставьте два отрезка проволоки и приклейте их.
- Намотайте обмотку ротора из тонкой проволоки в одном направлении. Сделайте перемотку якоря изолентой, чтобы витки в электродвигателе не распустились во время работы.
- Зачистите надфилем концы обмотки электродвигателя и выводы на пробке и соедините их.
Рис. 14: соедините концы обмотки и выводыДля лучшего контакта можно припаять. Выводы следует согнуть так, чтобы они буквально лежали на спице.
Рис. 15: согните выводы- Сделайте деревянное основание, две опоры для вала и две стойки для магнитов. Высверлите в опорах отверстия под спицу.
- Приклейте опоры на основание и вставьте в них ротор электродвигателя. Зафиксируйте подвижный элемент ограничителями, наиболее просто сделать их из изоленты. Рис. 16: установите вал на стойки
- Из двух концов проволоки изготовьте щетки для электродвигателя и зафиксируйте их саморезами на основании. Рис. 17: щетки для электродвигателя
- На стойки приклейте два магнита и разместите их с двух сторон от ротора с минимальным зазором.
Рис. 16: установите вал на стойки
Рис. 17: щетки для электродвигателя
Наденьте крыльчатку вентилятора на вал и подключите к источнику питания – при протекании электрического тока по катушке произойдет магнитное взаимодействие с полем постоянных магнитов, благодаря чему и возникнет вращательное движение. Простейший электродвигатель готов, запитать его можно и от переменного тока в сети, но вместо батарейки вам придется использовать блок питания.
Видео инструкции в помощь
Как сделать электродвигатель за 15 минут / Хабр
Всегда интересно наблюдать за изменяющимися явлениями, особенно если сам участвуешь в создании этих явлений. Сейчас мы соберем простейший (но реально работающий) электродвигатель, состоящий из источника питания, магнита и небольшой катушки провода, которую мы сами и сделаем.Существует секрет, который заставит этот набор предметов стать электродвигателем; секрет, который одновременно умен и изумительно прост. Вот что нам нужно:
— 1,5В батарея или аккумулятор.
— Держатель с контактами для батареи.
— Магнит.
— 1 метр провода с эмалевой изоляцией (диаметр 0,8-1 мм).
— 0,3 метра неизолированного провода (диаметр 0,8-1 мм).
Мы начнем с намотки катушки, той части электродвигателя, которая будет вращаться. Чтобы сделать катушку достаточной ровной и круглой, намотаем ее на подходящем цилиндрическом каркасе, например, на батарейке типоразмера АА.
Оставляя свободными по 5 см провода с каждого конца, намотаем 15-20 витков на цилиндрическом каркасе.
Не старайтесь особенно плотно и ровно наматывать катушку, небольшая степень свободы поможет катушке лучше сохранить свою форму.
Теперь аккуратно снимите катушку с каркаса, стараясь сохранить полученную форму.
Затем оберните несколько раз свободные концы провода вокруг витков для сохранения формы, наблюдая за тем, чтобы новые скрепляющие витки были точно напротив друг друга.
Катушка должна выглядеть так:
Сейчас настало время секрета, той особенности, которая заставит мотор работать. Это секрет, потому что это изысканный и неочевидный прием, и его очень сложно обнаружить, когда мотор работает. Даже люди, много знающие о работе двигателей, могут быть удивлены способностью мотора работать, пока не обнаружат эту тонкость.
Держа катушку вертикально, положите один из свободных концов катушки на край стола. Острым ножом удалите верхнюю половину изоляции, оставляя нижнюю половину в эмалевой изоляции.
Проделайте тоже самое со вторым концом катушки, наблюдая за тем, чтобы неизолированные концы провода были направлены вверх у двух свободных концов катушки.
В чем смысл этого приема? Катушка будет лежать на двух держателях, изготовленных из неизолированного провода. Эти держатели будут присоединены к разным концам батареи, так, чтобы электрический ток мог проходить от одного держателя через катушку к другому держателю. Но это будет происходить только тогда, когда неизолированные половины провода будут опущены вниз, касаясь держателей.
Теперь необходимо изготовить поддержку для катушки. Это просто витки провода, которые поддерживают катушку и позволяют ей вращаться. Они сделаны из неизолированного провода, так как кроме поддержки катушки они должны доставлять ей электрический ток.
Просто оберните каждый кусок неизолированного провода вокруг небольшого гвоздя – и получите нужную часть нашего двигателя.
Основанием нашего первого электродвигателя будет держатель батареи. Это будет подходящая база, потому что при установленной батарее она будет достаточно тяжелой для того, чтобы электродвигатель не дрожал.
Соберите пять частей вместе, как показано на снимке (вначале без магнита). Положите сверху аккумулятора магнит и аккуратно подтолкните катушку…
Если все сделано правильно, КАТУШКА НАЧНЕТ БЫСТРО ВРАЩАТЬСЯ! Надеемся, что у Вас, как и в нашем эксперименте, все заработает с первого раза.
Если все-таки мотор не заработал, тщательно проверьте все электрические соединения. Вращается ли катушка свободно? Достаточно ли близко расположен магнит (если недостаточно, установите дополнительные магниты или подрежьте проволочные держатели)?
Когда мотор заработает, единственное, на что нужно обратить внимание – чтобы не перегрелся аккумулятор, так как ток достаточно большой. Просто снимите катушку – и цепь будет разорвана.
Давайте выясним, как именно работает наш простейший электродвигатель. Когда по проводу любой катушки течет электрический ток, катушка становится электромагнитом. Электромагнит действует как обычный магнит. Он имеет северный и южный полюс и может притягивать и отталкивать другие магниты.
Наша катушка становится электромагнитом тогда, когда неизолированная половина выступающего провода катушки касается неизолированного держателя. В этот момент по катушке начинает течь ток, у катушки возникает северный полюс, который притягивается к южному полюсу постоянного магнита, и южный полюс, который отталкивается от южного полюса постоянного магнита.
Мы снимали изоляцию с верхней части провода, когда катушка стояла вертикально, поэтому полюса электромагнита будут направлены вправо и влево. А это значит, что полюса придут в движение, чтобы расположиться в одной плоскости с полюсами лежащего магнита, направленными вверх и вниз. Поэтому катушка повернется к магниту. Но при этом изолированная часть провода катушки коснется держателя, ток прервется, и катушка больше не будет электромагнитом. Она провернется по инерции дальше, вновь коснется неизолированной частью держателя и процесс повториться вновь и вновь, пока в батареях не кончится ток.
Каким образом можно заставить электромотор вращаться быстрее?
Один из способов – добавить сверху еще один магнит.
Поднесите магнит во время вращения катушки, и случится одно из двух: или мотор остановится, или начнет вращаться быстрей. Выбор одного из двух вариантов будет зависеть от того, какой полюс нового магнита будет направлен к катушке. Только не забудьте придержать нижний магнит, а то магниты прыгнут друг к другу и разрушат хрупкую конструкцию!
Другой способ – посадить на оси катушки маленькие стеклянные бусинки, что уменьшит трение катушки о держатели, а также лучше сбалансирует электродвигатель.
Существует еще много способов усовершенствования этой простой конструкции, но основная цель нами достигнута – Вы собрали и полностью поняли, как работает простейший электродвигатель.
Промышленные электродвигатели — это сложные технические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Широкое применение в бытовом и промышленном оборудовании обеспечивалось конструкторской и технологической мыслью многих людей. Электродвигатель, собранный мастерами — самоучками из подручных материалов вряд ли найдет такое же распространение как промышленные образцы. Однако в качестве учебного пособия, наглядно демонстрирующего принцип работы электродвигателя, вполне подойдет.
Принцип работы электродвигателя
Для практического изготовления требуется наличие теоретических знаний. Законы физики говорят о том, что если в магнитное поле поместить проводник с электрическим током в виде рамки, то на него будет действовать сила заставляющая рамку вращаться. Если добавить еще одну рамку под углом или менять направление тока, то вращение будет непрерывным. В электродвигателе функции создания магнитного поля выполняет статор, а вращающуюся рамку заменяет ротор или якорь.
Примеры электродвигателей сделанных мастерами — самоучками
Самостоятельно изготовленные электромоторы отличаются различными подручными материалами, применяемыми в качестве заготовок для ротора и статора. Представляем некоторые варианты таких самоделок.
Электродвигатель из жестяной банки от «Пепси-Колы»
Для такой самоделки понадобятся следующие комплектующие материалы и инструменты:
- пустая алюминиевая банка от газированного напитка, которая послужит основой для ротора;
- катушка от швейной машинки;
- медная изолированная проволока диаметром около 0.35 мм, длиной примерно 10 метров;
- деревянная дощечка толщиной 10–15 мм, по габаритам в соответствии с размерами банки от «Пепси-Колы»;
- 4 (четыре) круглых постоянных магнита в виде тонких пластинок, которые будут создавать магнитное поле вместо статора;
- металлическая вязальная спица;
- два небольших деревянных бруска размерами 15×15×60 мм;
- короткий брусок в виде кубика с размером стороны 15 мм;
- медная проволока толщиной 1.0 мм для изготовления контактов;
- для фиксации катушки потребуется саморез 3.5×30 мм, а для закрепления контактов — саморезы 2×15 мм (3 шт.) и 3 широких шайбы под них;
- источник питания 12 В;
- тюбик суперклея;
- штангенциркуль и чертилка для разметки;
- маркер для нанесения точек разметки;
- ручная электрическая дрель;
- мультиметр для проверки наличия контакта;
- набор отверток, нож для зачистки, пассатижи, бокорезы и возможно другой инструментарий для монтажа электрической проводки.
Порядок проведения работ
Рекомендуем выполнять работы в следующей последовательности.
- Вручную аккуратно намотаем медную проволоку на катушку. Обязательно фиксируем концы.
- По центру деревянной дощечки закрепляем намотанную катушку, которая уже превратилась в электромагнит, с помощью длинного самореза.
- Размечаем с помощью маркера места нахождения постоянных магнитов, как на изображении:
- Наклеиваем на обозначенные места магниты, соблюдая при этом их полярность.
- С помощью дрели сверлим по центру банки отверстия под ось (вязальная спица).
- Устанавливаем в эти отверстия спицу.
- В деревянных брусках 15×15×60 мм с одного из краев сверлим отверстие под спицу.
- Закрепляем с помощью клея на деревянной дощечке конструкцию ротора с деревянными брускам (подставками).
- На спицу (ось ротора) дополнительно устанавливаем брусок в виде кубика, при этом его ребро должно совпадать с осью установки магнитов.
- Из медной проволоки толщиной 1.0 мм изготавливаем управляющие контакты, один конец которых закрепляем на деревянном основании. Расстояние между контактами подбирается таким образом, что вращаясь, кубик должен их замыкать при касании ребра.
- Контакты электромагнита зачищаются и подключаются к части контактов толстой медной проволоки, закрепленной на деревянном основании.
После подключения источника питания 12 В двигатель может работать.
Электродвигатель из винной пробки и спицы
Этот вариант похож на предыдущий, только для изготовления ротора применяется подручный материал в виде винной пробки и вместо четырех небольших магнитов два более крупных с дополнительными под них деревянными опорами.
Процесс изготовления ротора из винной пробки производится следующим образом.
- Торцы винной пробки подрезаются до ровных площадок.
- Сверлиться в середине торцов пробки отверстие под спицу. С одного края на спицу наматывается изолента.
- В торце пробки вставляются две медные проволоки толщиной 1.0 мм, фиксируются клеем.
- Выполняется обмотка пробки тонкой медной проволокой в одном направлении, как показано на изображении:
- Места соединения толстой и тонкой медных проволок зачищаются и крепятся (лучше припаять).
Далее процесс сборки практически ничем не отличается от предыдущего варианта и получается электродвигатель своими руками с ротором из винной пробки.
Показаны лишь самые известные из множества подобных самоделок.
Видео по теме
Хорошая реклама
простой двигатель своими руками
Электромотор за 5 минут
Для элементарного электромагнитного мотора нужны батарейка АА, две канцелярские скрепки, эмалированный провод диаметром 0,5 мм, клей или скотч, пластилин для крепления конструкции к столу, небольшой магнит, который должен быть не слишком большим и не слишком маленьким. Размер магнита должен быть примерно с диаметр катушки. Приобретают их в этом магазине.
Как сделать простой мотор.
Согните скрепки. Сделайте элементарную катушку в 6-7 витков из изолированного эмалью провода. Концы проволоки зафиксируйте на катушке узелком и зачистите один конец от изоляции на всю его длину, а второй также по всей длине но только с одной стороны.
Укрепите скрепки на батарейке клеем или другим материалом. Положите сверху батарейки магнит. Установите всю сборку на столе и закрепите. Установите катушку так, чтобы концы ее касались скрепки зачищенными сторонами. Когда по проводу побежит ток, возникает электромагнитное поле и катушка станет электромагнитом. Магнит следует положить так, чтобы полюса магнита и катушки были одинаковыми, тогда постоянный магнит и катушка-электромагнит будут отталкиваться друг от друга. Эта сила поворачивает катушку в самом начале поворота из-за того, что один конец зачищен по длине только с одного бока, он на мгновение теряется контакт и магнитное поле исчезает. По инерции катушка поворачивается, вновь восстанавливается контакт и цикл разворачивается снова. Как видите, сделать простейший моторчик своими руками совсем просто! Здесь более подробно описано, как сделать простой мотор, о котором шла речь выше.
Вся сборка магнитного двигателя на видео
Упрощенная модель мотора из батарейки и проволоки
Существует много типов электродвигателей, и их можно классифицировать по разным критериям. Один из них – это тип электроэнергии, поставляемой им. Мы можем различать двигатели постоянного и переменного тока.
Одним из первых двигателей постоянного тока постоянного тока был диск Faraday, который, как и многие двигатели, был реверсивной машиной. После поставки механической энергии он произвел электричество (однополярный генератор).
Сегодня мы собираемся построить простейшую, но рабочую модель двигателя постоянного тока.
Материалы
Материалы, необходимые для изготовления игрушки, можно найти в каждом доме. Нам нужно:
Небольшое количество проволоки в эмали с диаметром 0,3-0,6 мм
R6 – батарея 1,5 В
Магнит может быть небольшим
Вспомогательные материалы: олово, канифоль, фрагмент проволоки и часть универсальной печатной платы для «роскошной» версии
Конечно, нам также нужен паяльник с сопротивлением или сопротивлением трансформатора.
Мы работаем
Эмалированные провода должны быть намотаны на батарею, создавая небольшой круг, который будет служить обмоткой двигателя. Затем, с концами провода, оберните обмотку так, чтобы она не развивалась.
Чтобы крыльчатка была готова, вы все равно должны удалить изолирующую эмаль на концах провода, которая будет служить осью. Кроме того, один из них также будет примитивным коммутатором. Поэтому, если, с одной стороны, мы удаляем всю эмаль, с другой стороны, мы должны делать это только с одной стороны, сверху или снизу:
Самый простой способ сделать это – поместить выпрямленный конец провода на плоский воздух, например, на столешницу, а затем очистить эмаль сверху с помощью бритвенного лезвия. Напоминаю, что другой конец должен быть изолирован по периметру!
Наконец, выпрямите ось так, чтобы рабочее колесо было как можно более сбалансированным.
Затем сделайте два небольших обруча (подшипники), в которых ротор будет вращаться. Диаметр обода должен быть около 3 мм (лучше всего использовать гвоздь для намотки).
Куски проволоки с подшипниками необходимо припаять к батарее. Затем мы склеим из него небольшой магнит, чтобы один из его полюсов был направлен вверх. Все это должно выглядеть примерно так:
Если теперь включить ротор, он должен вращаться с высокой скоростью вокруг своей оси. Иногда требуется небольшой предварительный пуск, осторожно вращая ротор, пока он не «защелкнется». Эту модель электродвигателя, выполненную во время этого действия, можно увидеть на видео:
Мы также можем сделать более прочную версию этой физической игрушки. Я использовал большой магнит из старого динамика, который я прикреплял к универсальной печатной плате с фрагментами проводов. Также к нему припаяны более жесткие кронштейны. Плоская батарея 4,5 В находится под пластиной, а также под ней находятся кабели, которые обеспечивают напряжение на кронштейнах. Видимый с правой стороны перемычки функционирует как переключатель. Дизайн выглядит следующим образом:
Работа этой модели также изображается на видео.
Как и почему это работает?
Вся шутка основана на использовании электродинамической силы. Эта сила действует на каждый проводник, через который течет электрический ток, помещенный в магнитное поле. Его действие описано в правиле левой руки.
Когда ток проходит через катушку, электродинамическая сила действует на нее, потому что она находится в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом. Эта сила заставляет катушку вращаться до тех пор, пока ток не будет прерван. Это связано с тем, что одна из осей, через которые подается ток, изолирована только на половине периметра. Хотя сила больше не работает, катушка выполняет вторую половину вращения из-за своей инерции. Это продолжается до тех пор, пока ось не превратится в свою изолированную сторону. Схема будет закрыта, и цикл повторится.
Представленный электродвигатель – простая, но эффективная физическая игрушка. Отсутствие каких-либо разумных практических приложений делает игру очень приятной.
Получайте удовольствие и информативное развлечение!
Как сделать своими руками электродвигатель?
Чтобы понять, как сделать своими руками электродвигатель, нужно вспомнить, как он устроен и как работает.
{ ArticleToC: enabled=yes }
Если следовать инструкции шаг за шагом, не столь сложно электродвигатель сделать самому. Мотор послужит для ваших проектов.
Затраты на изготовление электродвигателя будут минимальными, поскольку сделать своими руками электродвигатель можно из подручных средств.
Материалы
Прежде всего, запастись нужно необходимыми материалами:
- болтами;
- спицей велосипедной;
- гайками;
- изолентой;
- проволокой медной;
- пластиной металлической;
- супер- и термоклеем;
- фанерой;
- шайбами.
Не обойтись и без таких инструментов:
- электродрели;
- ножа канцелярского;
- плоскогубцев;
- станка шлифовального;
- молотка;
- ножниц;
- паяльника;
- пинцета;
- шила.
Процесс изготовления
Начинать работу по изготовлению электродвигателя своими руками нужно с изготовления пяти пластин, в которых позже нужно просверлить отверстие по центру при помощи электродрели и надеть на ось — спицу велосипедную.
Плотно прижав пластины друг к другу, следует их концы зафиксировать изолентой, обрезав излишки канцелярским ножом. Если оси оказались неровными, их нужно заточить.
При прохождении через катушку электротока, последняя создает магнитное поле вокруг себя, которое не отличается от поля обычного магнита, но исчезает, когда ток отключают. Свойство это, можно использовать, чтобы металлические предметы притягивать и отпускать, включая и выключая ток.
В качестве эксперимента можно сделать цепь, состоящую из кнопки и электромагнита, который включать и отключать поможет эта кнопка.
Цепь питается от блока питания компьютера 12В. Если ось с пластинами установить рядом с электромагнитом и включить ток, то они будут притягиваться и одной из сторон поворачиваться к электромагниту.
Если ток сначала включить, а выключить его в момент, когда пластины максимально близко подошли к электромагниту, то они его пролетят по инерции, совершив оборот.
Если момент угадывать постоянно, и включать ток, они будут вращаться. Для того, чтобы сделать это в нужный момент, необходим прерыватель тока.
Изготовления прерывателя тока
Снова понадобится небольшая пластина, закрепить которую нужно на оси, прижав плоскогубцами, чтобы крепление было надежным. Как это должно выглядеть, понять поможет видео:
Видео: Как сделать электродвигатель
Далее, чтобы сделать электродвигатель своими руками нужно изготовить из нелакированной медной проволоки пружинящего контакта.
Один из контактов подключают к металлической пластине, а сверху на нее устанавливают ось. Поскольку ось, пластина и прерыватель металлические, то по ним будет идти ток. Дотрагиваясь контактом прерывателя, цепь можно замыкать и размыкать, что позволит электромагнит подключать в нужный момент и отключать.
Получившаяся вращающаяся конструкция, сделанная своими руками, называется в электродвигателях постоянного тока якорем, а взаимодействующий с якорем неподвижный электромагнит – индуктором.
Якорь в двигателях переменного тока называется ротором, а индуктор – статором. Названия порой путают, но это неправильно.
Изготовления рамки
Ее сделать нужно, чтобы конструкцию электродвигателя не держать руками. Материал для изготовления основания – фанера.
Индуктор своими руками
В фанере сделаем два отверстия под болт М6 длиной 25 мм, на которых разместим позже катушки электродвигателя. На болты накрутим гайки и вырежем три детали для соединения болтов (опоры).
У опор две функции: на них опираться будет ось якоря электродвигателя, сделанного своими руками, вторая — они будут служить магнитопроводом, который соединит болты. Под них нужно сделать отверстия (на глаз, поскольку особой точности это не требует). Пластины соединяют вместе и ставят снизу, прижимая болтами. Надев на болты катушки получаем некий подковообразный магнит.
Для закрепления в вертикальном положении якоря электродвигателя, нужно сделать рамку из листового металла (скоба). В ней сверлим три отверстия: одно по диаметру оси и два по бокам под шурупы (для крепления).
Изготовление катушек
Чтобы сделать их, потребуется полоска из картона и тонкой бумаги (см. размеры на чертеже). Вынув болт из основания, наматываем на него толстую полоску в 4-5 слоев, зафиксировав 2 слоями изоленты. Держится полоска достаточно плотно. Аккуратно снимаем ее, чтобы намотать проволоку.
После того, как проволока намотана, достанем пинцетом бумагу изнутри, обрезаем лишние слои, чтобы на болт катушка одевалась легко. Отрезаем у катушки лишнее с учетом того, что сверху и снизу еще будут щечки, необходимые для того, чтобы при эксплуатации электродвигателя не сползала проволока. Таким же образом делаем своими руками вторую катушку и переходит к изготовлению щечек.
Как сделать своими руками щечки?
Толстую бумагу кладем на гайку, а болтом сверху пробиваем отверстие. Сделать это легко. Надев затем бумагу на болт, сверху ставим шайбу и вырезаем, предварительно обведя ее карандашом. Получается она по форме аналогичной шайбе.
Всего нужно таких деталей сделать 4 шт., чтобы установить на болт сверху и снизу. На верхнюю щечку накручиваем гайку, подложив металлическую шайбу и фиксируем обе щечки термоклеем. Каркас, который сделан своими руками, готов.
Теперь осталось намотать на него проволоку (500 витков) лакированную диаметром 0,2 мм. Начало и конец проволоки скручиваем, чтобы не разматывалась. Раскрутив гайку, удалям болт – остается красивая маленькая катушка.
Концы проволоки освобождаем от лака, используя канцелярский нож, лудим, устанавливаем на болт. То же самое сделать нужно со второй катушкой.
Чтобы на оси пластины и прерыватель тока не прокручивались, их рекомендуется приклеить суперклеем.
Теперь последовательно соединим катушки, чтобы проверить работу электродвигателя. Плюс подключаем на начало обмотки (со стороны шляпки болта). При помощи скользящего контакта находим положение, в котором электродвигатель работает максимально эффективно.
Контакты такие называют в электродвигателях щетками. Чтобы последние не держать руками, нужны щеткодержатели, которые приклеиваются на суперклей, смазав маслом места трения оси.
Соединив катушки параллельно, увеличим ток (поскольку катушки обладают сопротивлением), следовательно, возрастет мощность электродвигателя. То есть, представить катушки можно как сопротивления.
А при их параллельном соединении их, суммарное сопротивление уменьшается, значит, возрастает ток. При соединении последовательном, все происходит с точностью до наоборот.
А, раз увеличивается ток через катушку, то и магнитное поле больше, а якорь электродвигателя сильнее притягивается к электромагниту.
Видео: Электродвигатель за несколько минут
Рассмотрим отдельные аспекты конструирования. Не станем обещать изготовление вечного двигателя, по типу творения, приписываемого Тесле, но рассказ предвидится интересным. Не станем тревожить читателей скрепками и батарейками, предлагаем поговорить, как приспособить уже готовый мотор под собственные цели. Известно, что конструкций масса, все используются, но современная литература базовые основы оставляет за кормой. Авторы проштудировали учебник прошлого века, изучая, как сделать электродвигатель собственноручно. Теперь предлагаем окунуться в знания, составляющие базис специалиста.
Почему в быту часто применяются коллекторные двигатели
Коллекторный тип двигателя
Если брать фазу на 220В, принцип работы электродвигателя на коллекторе позволяет изготовить устройства в 2-3 раза менее массивные, нежели при использовании асинхронной конструкции. Это важно при изготовлении приборов: ручные блендеры, миксеры, мясорубки. Помимо прочего, асинхронный двигатель сложно разогнать выше 3000 оборотов в минуту, для коллекторных указанное ограничение отсутствует. Что делает устройства единственно пригодными для реализации конструкций центрифужных соковыжималок, не говоря уже о пылесосах, где скорость часто не ниже.
Отпадает вопрос, как сделать регулятор оборотов электродвигателя. Задача давно решена путём отсечки части цикла синусоиды питающего напряжения. Это возможно, ведь коллекторному двигателю нет разницы, питаться переменным или постоянным током. В первом случае падают характеристики, но с явлением мирятся по причине очевидных выгод. Работает электродвигатель коллекторного типа и в стиральной машине, и в посудомоечной. Хотя скорости сильно отличаются.
Легко сделать и реверс. Для этого меняется полярность напряжения на одной обмотке (если затронуть обе, направление вращения останется прежним). Иная задача – как сделать двигатель с подобным количеством составных частей. Сделать самостоятельно коллектор вряд ли удастся, но намотать заново и подобрать статор вполне реально. Заметим, что от числа секций ротора зависит скорость вращения (аналогично амплитуде питающего напряжения). А на статоре лишь пара полюсов.
Наконец, при использовании указанной конструкции удаётся создать устройство универсальное. Работает двигатель без труда и от переменного, и от постоянного тока. Просто на обмотке делают отвод, при включении от выпрямленного напряжения задействуют полностью витки, а при синусоидальном исключительно часть. Это позволяет сохранить номинальные параметры. Сделать примитивный электродвигатель коллекторного типа не выглядит простой задачей, зато удастся целиком приспособить параметры под собственные нужды.
Особенности работы коллекторных двигателей
В коллекторном двигателе не слишком полюсов на статоре. Если говорить точнее, всего два — северный и южный. Магнитное поле в противовес асинхронным двигателям здесь не вращается. Вместо этого меняется положение полюсов на роторе. Подобное положение дел обеспечивается тем, что щётки постепенно движутся по секциям медного барабана. Особой намоткой катушек обеспечивается должное распределение. Полюса словно скользят по кругу ротора, толкая его в нужном направлении.
Для обеспечения режима реверса достаточно поменять полярность питания любой обмотки. Ротор в этом случае называется якорем, а статор – возбудителем. Включать эти цепи допустимо параллельно друг другу либо последовательно. И тогда начнут значительно изменяться характеристики прибора. Это описывается механическими характеристиками, взгляните на прилагающийся рисунок, чтобы представить утверждаемое. Здесь условно показаны графики для двух случаев:
График изменения характеристик прибора
- При параллельном питании возбудителя (статора) и якоря (ротора) коллекторного двигателя постоянным током его механическая характеристика почти горизонтальна. Это значит, что при изменении нагрузки на вал сохраняется номинальная частота вращения вала. Это применяется на обрабатывающих станках, где изменение оборотов не лучшим образом сказывается на качестве. В результате деталь вращается при касании её резцом резво, как при старте. Если препятствующий момент слишком возрастает, происходит срыв движения. Двигатель останавливается. Резюме: если хотите двигатель от пылесоса применить для создания металлообрабатывающего (токарного) станка, предлагается обмотки соединить параллельно, ведь в бытовой технике доминирует иной тип включения. Причём ситуация объяснима. При параллельном питании обмоток переменным током образуется слишком большое индуктивное сопротивление. Указанную методику следует применять с осторожностью.
- При последовательном питании ротора и статора у коллекторного двигателя появляется прелестное свойство – большой крутящий момент на старте. Такое качество активно используется для страгивания трамваев, троллейбусов и, вероятно, электропоездов. Главное, что при увеличении нагрузки обороты не срываются. Если запустить в таком режиме коллекторный двигатель на холостом ходу, скорость вращения вала будет расти безмерно. Если мощность мала – десятки Вт – беспокоиться не стоит: сила трения подшипников и щёток, возрастание токов индукции и явление перемагничивания сердечника вкупе затормозят рост на конкретном значении. В случае промышленных агрегатов либо упомянутого пылесоса, когда его двигатель извлекли из корпуса, повышение скорости идёт лавинообразно. Центробежная сила оказывается столь велика, что нагрузки способны разорвать якорь. Поосторожнее при запуске коллекторных двигателей с последовательным возбуждением.
Коллекторные двигатели с параллельным включением обмоток статора и ротора отлично поддаются регулировке. За счёт внедрения реостата в цепь возбудителя удаётся значительно поднять обороты. А если такой присоединить в ветвь якоря, вращения, напротив, замедлится. Это массово используется в технике для достижения нужных характеристик.
Конструкция коллекторного двигателя и связь её с потерями
При конструировании коллекторных двигателей принимаются во внимание сведения, касающиеся потерь. Выделяются трёх видов:
- Электрическими принято называть тепловые потери при движении токов по проводникам. Для снижения указанной величины обмотки выполняются из меди, имеющей наименьшее удельное сопротивление из доступных материалов. Понятно, что лучше взять серебро, а золото – просто отлично, но это слишком дорого. Тепловые потери зависят от сечения. Нельзя выбирать толщину проводников слишком малой. С этой точки зрения она ограничивается рассеиваемой мощностью, не меньше реально присутствующей в двигателе. Иначе обмотка сгорит. Слишком толстые проводники из меди, впрочем, сделают двигатель громоздким и тяжёлым, плюс – дорогим. Важное дополнение: двигатели обязаны сопровождаться средствами защиты. Уместны термопредохранители или реле, находятся в свободной продаже. А значения срабатывания выбираются ниже температуры выгорания обмотки (изоляции). Обычно 135 градусов Цельсия. Технические данные на предельные температуры проводов приводятся в характеристиках (data sheet).
Коллекторы
- Магнитные потери возникают в сердечнике якоря. Кажется, логично сделать из стали, но это недопустимо. Он изготавливается из изолированных друг от друга пластин, как сердечник трансформатора. В противном случае вращающийся в магнитном поле статора металл станет подобен индукционной кухонной плитке. Листы разделены слоем лака. Используется специальная электротехническая сталь с повышенным содержанием кремния. Это приводит к увеличению удельного сопротивления материала, что вызывает снижение значений вихревых токов. Наконец, сталь берётся мягкой и специально обработанной для снижения остаточного магнетизма. Если двигатель работает на постоянном токе, корпус и статор допустимо изготавливать из сплошных кусков металла. Когда работа идёт от сети 220В или 380В, прилегающие детали выполняются листовыми с разделением послойно посредством лака.
- Про механические потери уже говорилось выше. Они служат паразитным эффектом, вдобавок уберегают маломощный коллекторный двигатель с последовательным возбуждением от выхода из строя. Благодаря тому, что обороты не выйдут за предел по скорости.
Обычно при питании коллекторного двигателя переменным током используется последовательное включение обмоток. В противном случае выходит слишком большое индуктивное сопротивление.
К сказанному добавим, что при питании коллекторного двигателя переменным током вступает в роль индуктивное сопротивление обмоток. Поэтому при одинаковом действующем напряжении частота оборотов понизится. Полюса статора и корпус уберегаются от магнитных потерь. В необходимости этого легко убедиться на простом опыте: питайте маломощный коллекторный двигатель от батарейки. Его корпус останется холодным. Но если теперь подать переменный ток с прежним действующим значением (по показаниям тестера), картина изменится. Теперь корпус коллекторного двигателя начнёт греться.
Эскиз сбора статора в поперечном срезе и сбоку
Потому даже кожух стараются собрать из листов электротехнической стали, клепая либо склеивая при помощи БФ-2 и аналогов. Наконец, дополним сказанное утверждением: листы набираются по поперечному срезу. Часто статор собирается по эскизу, показанному на рисунке. В этом случае катушка наматывается отдельно по шаблону, потом изолируется и надевается обратно, упрощая сборку. Что касается методик, проще нарезать сталь на плазменном станке, и не думать о цене мероприятия.
Проще найти (на свалке, в гараже) уже готовую форму для сборки. Потом уже намотать под неё катушки из медной проволоки с лаковой изоляцией. Заведомо диаметр подбирается больше. Вначале готовую катушку натягивают на первый выступ сердечника, потом на второй. Прижимают проволоку так, что по торцам остаётся небольшой воздушный зазор. Считается, подобное не критично. Чтобы держалось, у двух крайних пластин острые углы срезаются, оставшаяся серёдка отгибается наружу, отжимая торцы катушки. Это поможет собрать двигатель по заводским меркам.
Часто (особенно в блендерах) находится разомкнутый сердечник статора. Это не искажает форму магнитного поля. Раз полюс единственный, особой мощности ожидать не приходится. Форма сердечника напоминает букву П, между ножками литеры в магнитном поле вертится ротор. Под устройство сделаны кругообразные прорези в нужных местах. Подобный статор нетрудно собрать самостоятельно из старого трансформатора. Это проще, нежели сделать электродвигатель с нуля.
Сердечник в месте намотки изолируется стальной гильзой, по бокам – диэлектрическим фланцами, вырезанными из любого подходящего пластика.
Узнайте об электричестве с помощью этого простого научного проекта для детей – используйте аккумулятор, магнит и медный провод, чтобы построить собственный электродвигатель, который действительно вращается!
Эта публикация содержит партнерские ссылки Amazon.
Это проект, который я давно хотел попробовать, поэтому, когда он появился в нашей научной книге, я решил пойти на это. Мы с ребятами изучали магниты и электричество, используя «Изучение творения с химией и физикой».Я полностью рекомендую эту серию! Это идеально подходит для занятий наукой с детьми разных возрастов вместе.
Хотите увидеть двигатель в действии?
Примечания по безопасности: Этот проект с электродвигателем отлично подходит для детей. Маленькие дети не смогут этого сделать, но им понравится смотреть! Дети в возрасте от 8 лет смогут помочь, хотя для этого потребуется присмотр и помощь взрослых. Мой 12-летний мог сделать это самостоятельно, но контроль все еще необходим.Неодимовые магниты чрезвычайно прочны и должны использоваться только под наблюдением, и никогда не должны использоваться с детьми, которые могут положить их в рот. Кроме того, медный провод может стать горячим, так что будьте осторожны.
Для создания вашего мотора вам потребуется:
Для версии с оптической иллюзией:
- Указательная карточка
- Лента
- Цветные карандаши
Сначала отрежьте отрезок провода длиной 7 дюймов. Согните небольшую петлю в проводе в центре, как показано на рисунке
.Многие садоводы и владельцы приусадебных участков сами производят агрегаты для обработки почвы, которые работают на электричестве. Для этого часто используются асинхронные трехфазные электродвигатели. Они просты в эксплуатации и долговечны в работе при правильной работе, работают от обычной однофазной сети с использованием пускового и рабочего конденсаторов.
Мне также нужно было использовать электродвигатель.После 11 лет эксплуатации бензиновый двигатель на мотокультиваторе вышел из строя. Это не могло быть восстановлено. Возник вопрос: что делать? Трудно копать землю лопатой, но у меня ее приличное количество.
Тогда я решил своими руками мотоблоки с электричеством. Я поставил в распоряжение электродвигатель, а именно 1,1 кВт, 900 об / мин, с конденсатором 100 мкФ (он одновременно запускается и работает),
Электропривод показал ряд преимуществ перед бензиновыми. Нет шума, дыма, зловония, не нужен бензин, не ищите искры.Кроме того, электродвигатель может вращаться в обоих направлениях, поэтому на мотокультиватор я установил заднюю передачу, что значительно облегчает работу. Единственным недостатком является то, что вы должны работать с кабелем. Я сделал его легко отсоединяемым, как обычный удлинитель.
Но трехфазный электродвигатель в однофазной сети , находящийся в доме, может развить только 50-60% своей мощности при работе в трехфазной сети, чего, как показала практика, недостаточно, потому что культиватор работает намного медленнее, чем при работе с бензиновым двигателем.Я начал искать способ увеличения мощности электродвигателя. Мне пришлось изучать литературу по электротехнике, проводить много экспериментов. Наконец-то нашел.
Чтобы получить полную мощность трехфазного двигателя в однофазной сети, необходимо подключить другой двигатель к работающему двигателю – такого же по мощности (или немного большего) и работать на холостом ходу. Количество оборотов может быть разным. Оба двигателя должны быть соединены по схеме «треугольник», это является обязательным условием.В этом случае двигатель, работающий на холостом ходу, представляет собой однофазного преобразователя тока в трехфазный и подает его на работающий электродвигатель, и последний развивает полную мощность. В качестве преобразователя могут использоваться два меньших двигателя.
Я использую два двигателя для 0,6 кВт. Я размещаю датчик на краю станины (не на культиваторе), оба кабеля (двухжильный и трехжильный) соединены вместе изолентой. Поэтому я пашу землю восемь лет.
Я приведу концептуальную схему трехфазного тока из однофазного .
Автор Павел Арсеньевич Соловьев. Тверская область
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРОВ, И ДОМАШНИЕ ТОВАРЫ ОЧЕНЬ ДЕШЕВЛЕ. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОБЗОРЫ.
Ниже других записей на тему “Как сделать своими руками – домохозяина!”
Подписаться на обновления в наших группах и поделиться.
Давайте дружить!
Почти всегда можно купить бензиновый подвесной двигатель дешевле. Так почему я это сделал? Ну, мои мотивы были следующими:
1. Чтобы занять себя дома, в одиночестве, в течение долгих ночей шотландской зимы (за предыдущие зимы я построил навигационную систему, автопилот и солнечные водонагреватели).
2. Потому что я хотел систему, которая была бы более мощной, чем дешевые троллинговые двигатели, но намного дешевле, чем эквивалентные коммерческие устройства (эквивалентный ePropulsion Spirit в настоящее время продается по цене около £ 1500)
3. Поскольку у меня более долгосрочные цели – сделать систему полностью управляемой дистанционно (по сути, беспилотный летательный аппарат, возможно, для фотографирования диких животных), и для этого мне нужно было полностью овладеть системой управления, чего можно достичь, если я сам ее построю.
Могут быть другие причины, чтобы начать такой проект, и если так, заполните свои ботинки.
Неиспользуемые детали бензинового двигателя
Подготовка и дизайн
Чтобы начать такой проект, необходимы базовые знания в области электроники и механики, но он должен быть в пределах досягаемости для большинства практичных людей, готовых учиться.
Напряжения достаточно низкие, чтобы не создавать риск поражения электрическим током, но принимать все необходимые меры предосторожности при работе с электричеством и движущимися механическими частями.
В моем проекте использовалось компьютерное управление и много нового оборудования, такого как сенсорные экраны, Bluetooth, Arduinos и осциллографы.
Я также должен был научиться кодировать программное обеспечение.
С учёбой и неудачами проект занял у меня около шести недель вечеров.
Возможно, вы захотите структурировать свой проект по-другому – можно было бы значительно упростить отказ от управления компьютером.
У меня был грубый дизайн в моей голове после вечернего онлайн-исследования.
Я решил использовать нижнюю часть обычного, бывшего в употреблении подвесного мотора, в качестве основы машины.
Над этим на месте двигателя будет электродвигатель, непосредственно связанный с карданным валом. Электронные системы управления будут установлены рядом с двигателем.
Батарея будет отдельно установлена и подключена через гибкий электрический кабель.
Я остановился на мощности около 1 кВт, потому что это значительно больше, чем могли бы достичь два гребца, и это привело бы либо к быстрой лодке, либо к лодке со значительной резервной мощностью.
Батареине могут быть полностью разряжены без повреждений, поэтому для их работы в течение как минимум 40 минут при полной мощности потребуется примерно 1 кВт-ч батарей.
Винт и привод должны быть сохранены
Компоненты
Двигатель, системы управления и аккумуляторы являются основными компонентами, но стоят еще 100-200 фунтов стерлингов, чтобы покрыть корпуса, переходные элементы, провода, переключатели, разъемы и, конечно, все, что поднимается в дыму.
Это принесет общий бюджет около 500-600 фунтов стерлингов.
Плюс недели вашего времени. Внезапно гребля может показаться менее сложной задачей!
Но я не женат (трудно поверить, что я знаю!) И живу один, и у меня нет ничего лучше, чем мое время и деньги, поэтому я пошел дальше.
Я нашел подвесной двигатель Johnson 2hp 1974 года на Ebay за £ 24. Чтобы собрать его, мне понадобилось больше топлива.
Я снял все к северу от корпуса карданного вала и перепродал эти компоненты за 5 фунтов.
Эти старые двигатели имели очень высокие технические характеристики, и коробка передач, в частности, была в отличном состоянии.
Тем не менее, двигатель работал только на переднем ходу, без сцепления.
Это можно сделать электрический двигатель идти в обратном направлении, а также вперед, но быть осторожными, делая это на двигателе, который изначально не имел обратной, так как шестерни не будут предназначены для работы в обратном направлении и не будет упорный подшипник, чтобы держать винтики в проверке.
Я выбрал бесщеточный двигатель постоянного тока, потому что они в целом надежны и не требуют обслуживания щеток.
Оригинальное рабочее колесо охлаждения можно выбросить
Обычно они также немного более эффективны, чем двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, хотя на практике это полностью зависит от конкретных сравниваемых двигателей.
Большинство двигателей в этом диапазоне мощности работают при напряжении 48 В или выше. Несмотря на то, что в этом диапазоне мощности можно получить двигатели 12 В, они потребляют более 90 А при полной мощности, что требует неприемлемо тяжелых проводов.
Кроме того, на 48V был гораздо более широкий ассортимент двигателей.
Аналогично, аккумуляторные батареи на 48 В были более многочисленными. Я остановился на литий-ионных батареях из-за их высокой емкости, малого веса и высокой способности к циклированию.
Литиевая батарея емкостью 1 кВт составляет примерно 20 Ач при 48 В – примерно такое же количество энергии, что и автомобильная батарея емкостью 80 Ач, составляет четверть веса.
Недостатком литий-ионного является стоимость. На ebay и Alibaba есть различные аккумуляторы.
Все имеют встроенный контроллер заряда, и все требуют внешнего зарядного устройства.
Батареи этой емкости варьируются от £ 200-300 в зависимости от поставщика, стоимости доставки и налогов. Продавец также продал мне «подходящее» зарядное устройство, которое впоследствии загорелось.
Было бы очень неплохо иметь мотор Parvalux или Maxim с высокими техническими характеристиками, но эти вещи стоят дорого, поэтому я остановился на китайском MAC12500-3A от MacMotor.
Неряшливый, но хорошо сложенный 1974 2hp Johnson
Это бесщеточный двигатель постоянного тока на 48 В с максимальной скоростью около 4000 об / мин и мощностью 1 кВт, и он, похоже, вполне соответствует первоначальной спецификации донорского подвесного двигателя 1.49 кВт на максимальной скорости около 4000 об / мин.
MacMotor также прислал мне регулятор скорости, хотя позже он оказался менее впечатляющим, и мне пришлось заменить его на более крупную модель.
Двигатель был около 100 фунтов стерлингов, регулятор скорости еще 40 фунтов стерлингов.
Старый шток подвесного мотора
Arduinos – это крошечные программируемые компьютеры с аналоговыми и цифровыми входами и выходами. Они работают на 5 В, потребляют бесконечно малое количество энергии и имеют прочную, прочную и надежную конструкцию.
Они программируются с ПК с использованием языка, производного от C (вам нужно немного знать о программировании, чтобы понять, что это значит). Они бывают разных моделей, в том числе Nano, который стоит всего £ 3.
Несмотря на простоту, они более чем достаточно мощны для такой задачи, как эта.
В качестве дисплея я изначально намеревался использовать дешевый, надежный и надежный двухстрочный 16-символьный ЖК-дисплей, который хорошо известен для работы с Arduinos.
Затем я заметил серию графических дисплеев с сенсорным экраном Nextion, которые стоят около 16 фунтов за 3.2 в версии.
Несмотря на то, что я не был таким грубым или жестким, я был соблазнен их сексуальными цветными экранами с возможностью отображения нескольких циферблатов, графиков и кнопок.
Наконец-то я нашел дешевый электрический велосипед с поворотной рукояткой примерно за 10 фунтов стерлингов на Ebay.
Тот, который я купил, шел с индикатором напряжения батареи и другим переключателем, который, как я полагал, мог бы пригодиться.
Механическая сборка
Проект был построен в моем гараже с ручными инструментами.
Тем не менее, чем лучше будет оборудован ваш цех, тем лучше будет готовая продукция, и, кроме того, сократятся затраты, потому что мне нужно было изготовить несколько деталей, которые можно было бы изготовить дома в достаточно хорошей мастерской.Как минимум, вам понадобится хороший набор инструментов, ножовка по металлу, файлы, сверла, дрель / аккумулятор, освещение, верстак, паяльник и хороший мультиметр.
Осциллограф также полезен, я использовал USB-тип PicoScope, который подключается к моему ноутбуку.
Первым препятствием было механическое соединение электродвигателя с подвесным двигателем донора. Это соединение должно быть безопасным и точным.
Я измерил все монтажные отверстия в верхней части двигателя и монтажные отверстия на электродвигателе и набросал подходящую переходную пластину в бесплатном онлайн-САПР Onshape.
Затем я отправил это в компанию лазерной резки, которая вырезала его из алюминия толщиной 10 мм примерно за 25 фунтов стерлингов. Я мог бы отправить его для 3D-печати из пластика.
Чтобы подключить двигатель к карданному валу, я попросил друга с помощью токарного станка повернуть конец приблизительно 11-миллиметрового шлица и наложить на него резьбу 8 мм.
Я рассматривал соединения типа цангового патрона или нахождение подходящего охватывающего сплайна, но выбор токарного станка был для меня самым простым.
Однако главный недостаток этого метода заключается в том, что каждый раз, когда двигатель снимается, он приводит с собой карданный вал, что делает сборку совершенно бесполезной.
Шлицевой токарный станок аккуратно ввернулся в 8-миллиметровую внутреннюю резьбу на валу двигателя, и контргайка завершила соединение.
В этот момент двигатель, двигатель-донор и карданный вал все соединены, поэтому, чтобы избежать несчастных случаев с быстро вращающейся опорой, рекомендуется снять гребной винт и не заменять его, пока вы не собираетесь использовать двигатель в воде.
Проверка собранных электронных компонентов на стенде
Электромонтаж
Теперь вы можете электрически соединять компоненты и проводить простое тестирование.
1. Подключите три толстых фазовых провода от двигателя к соответствующим цветам на контроллере двигателя.Они обычно окрашены в зеленый, желтый и синий цвета.
2. Подсоедините разъем датчика на контроллере к разъему датчика на двигателе. Это будет иметь как минимум пять проводов. Обычно красный и черный (5 В и заземление) и зеленый, желтый и синий (которые принимают сигналы от трех датчиков Холла в двигателе). Надеемся, что вилка / розетка от датчиков Холла на двигателе будет соответствовать вилке / розетке на линии датчика Холла контроллера, в противном случае разберитесь с этим.
3. Подключите красный провод на дросселе к 5 В (обычно имеется на одном из многочисленных выходов контроллера мотора), черный провод на контроллере дросселя к земле на контроллере мотора и третий провод (может быть любого цвета ) на вход скорости контроллера, который также может быть любого цвета.
Найти проволоку, которая делает то, что происходит в бесхозной пустоши, очень сложно. Некоторые контроллеры могут не иметь питания 5 В для дросселя, и вам может потребоваться обеспечить это отдельно через преобразователь постоянного тока 48 В – 5 В.
Это не должно вас пугать, так как они легко доступны. Кроме того, большинство контроллеров имеют функцию реверса, которая требует подключения переключателя. Одна такая схема показана на принципиальной схеме (выше) простейшей из возможных систем управления.
Сейчас момент истины. Подключите положительный и отрицательный заряд аккумулятора к положительному и отрицательному контроллеру двигателя и поверните дроссель.
На данный момент, предполагая, что двигатель вращается, вы по существу дома и сухо. Все, что осталось, – это столько недель совершенствования, сколько вы хотите развернуть.
И неизбежные проблемы, о которых я расскажу в следующей статье.
Если это не так, проверьте соединения и проводку. Эти двигатели почти никогда не выходят из строя, поэтому, если он не работает, скорее всего, виновником являются контроллер и подключенные к нему детали.
Переходная пластина и соединение между электродвигателем и подвесной опорой
Инструкции по эксплуатации
Предупреждение: ни мотор, ни контроллер, ни дисплей Nextion, ни зарядное устройство, ни батарея не были доставлены вместе с документацией. Я использовал мультиметр и понял это для себя.
Дисплей Nextion, в частности, был непроницаемым, так как его не было достаточно долго, чтобы сформировалось всеобъемлющее интернет-сообщество – это меняется к лучшему.
Бродя по Ларгсу с самодельным электрическим подвесным мотором
Об авторе
Олли Эпсом – дипломированный инженер, специализирующийся на возобновляемых источниках энергии, в частности, на энергии волн.В 2015 году он купил Radioactivity, UFO 27, на котором он путешествует и участвует в гонках. Находясь в Шотландии, Олли любит проводить время на свежем воздухе, пропагандируя науку и инженерию в местных школах, и управляя собственной консалтинговой компанией Moose Pyll Engineering.
Часть 1: основы – как опубликовано в декабрьском выпуске PBO 2018 года.
Смотрите это место для части 2: программирование электронного управления двигателем.
,Больше новостей
