Как сделать электрический двигатель домашних условиях. Электродвигатель своими руками: инструкция по сборке самодельного механизма

Вам понадобится

• - держатель для батареи с контактами;
• - магнит;
• - аккумулятор или батарея размера АА;
• - 1 метр провода с эмалевой изоляцией, диаметром 0,8-1 мм;
• - 0,3 метра неизолированного провода, диаметром 0,8-1 мм.

Инструкция

Начните работу по созданию электродвигателя с намотки катушки. Для этого вам нужен провод, имеющий эмалевую изоляцию. Наматывайте провод ровными витками. Сделать это достаточно сложно, поэтому используйте основу, например, аккумуляторную батарею. 5см провода с каждого конца оставьте свободными. Намотайте около 20 витков на используемую основу. Намотка не должна быть очень плотной, но в то же время и слишком свободное наматывание не подойдет. Снимите получившуюся катушку с каркаса. Сделайте это очень осторожно, стараясь не повредить намотку. Оставленные свободными концы провода закрутите вокруг полученных при намотке витков. Это нужно для того, чтобы катушка сохраняла форму. Витки, получаемые при намотке, расположите точно напротив друг друга. Около 1см провода оставьте. За счет этих концов катушка будет размещаться на держателях. Для улучшения работы электродвигателя зачистите изоляцию на концах провода, из которого сделана катушка. Здесь есть небольшая хитрость. Удалите изоляцию только с одной стороны каждого из концов. Например, только с верхней половины концов провода. Нижняя часть должна остаться заизолированной. Самое главное, внимательно следите, чтобы изолированные края были внизу у обоих концов катушки. Держатели, на которых будет расположена катушка, сделайте из провода без изоляции. Внешне они представляют собой провод, перегнутый пополам, с петлей. В эту петлю будут вставляться оставленные при намотке катушки концы. Кусок провода длиной 15см просто перегните пополам, обернув при этом в середине вокруг гвоздя. Основание электродвигателя изготовьте из держателя для аккумуляторной батареи. Он имеет определенный вес и удержит ваш двигатель от вибрации во время работы. Теперь приступите к сборке двигателя. К аккумулятору прикрепите держатели. Вставьте его в держатель для батареи. Поместите катушку на держатели. На аккумулятор положите магнит. Катушка начала вращаться? Значит, все сделано правильно.

Если вы хотите остановить работу электродвигателя, снимите катушку с держателей. Так вы разомкнете цепь, и работа двигателя прекратится.

Источники:

• как сделать электродвигатель своими руками

www.kakprosto.ru

Как сделать электродвигатель своими руками

Рассмотрим некоторые аспекты конструирования. Мы не обещаем сделать вечный двигатель, наподобие того, который приписывают авторству Тесла, но кое-что интересное все же расскажем. Также не будем тревожить читателей различными скрепками и батарейками, а вместо этого предлагаем поговорить о том, как можно приспособить уже существующий мотор под свои цели. Известно, что конструкций много, и все они где-то используются, но современная литература такие базовые основы оставляет за кормой. Поэтому мы проштудировали учебник прошлого века на предмет того, как сделать электродвигатель своими руками, и теперь предлагаем окунуться в такие знания, которые составляют базис для любого специалиста.

Почему в быту часто применяются именно коллекторные двигатели

Коллекторный тип двигателя

Если брать одну фазу на 220В, то принцип работы электродвигателя на коллекторе позволяет изготовить устройства в 2-3 раза менее массивные, нежели было бы при использовании асинхронной конструкции. Это очень важно при изготовлении таких приборов, как ручные блендеры, миксеры различного рода и даже мясорубки. Но помимо прочего асинхронный двигатель сложно разогнать выше 3000 оборотов в минуту, тогда как для коллекторных такое ограничение отсутствует. А это делает их единственно пригодными для реализации конструкций центрифужных соковыжималок, не говоря уже о пылесосах, где скорость зачастую ничуть не ниже.

И отпадает вопрос, как сделать регулятор оборотов электродвигателя. Задача давно решена путём отсечки части цикла синусоиды питающего напряжения. Это становится возможным, потому что коллекторному двигателю нет разницы, питаться переменным или постоянным током. В первом случае падают характеристики, но с этим мирятся ввиду очевидных выгод. Вот почему работает электродвигатель коллекторного типа и в стиральной машине, и в посудомоечной. Хотя скорости там очень отличаются.

Весьма просто получить и реверс. Для этого просто меняется полярность напряжения на одной из обмоток (если затронуть обе, то направление вращения останется прежним). Другой уже вопрос – как сделать двигатель, у которого столько составных частей. Мы немного поговорим на эту тему, хотя сделать своими руками коллектор вряд ли кому-то удастся, а вот намотать его заново и подобрать статор вполне реально. Следует сразу заметить, что именно от числа секций ротора и зависит скорость вращения (равно как и от амплитуды питающего напряжения). Тогда как на статоре всего лишь два полюса.

Наконец, именно при использовании этой конструкции удаётся создать устройство универсальное. Работает двигатель без проблем и от переменного, и от постоянного тока. Просто на обмотке делают отвод, и при включении от выпрямленного напряжения задействуются все витки, а при синусоидальном только часть их. Это позволяет сохранить номинальные параметры. Мы бы не сказали, что сделать примитивный электродвигатель коллекторного типа будет простой задачей, зато можно целиком и полностью приспособить параметры под свои нужды. А это великое дело, потому что вряд ли мы занялись такой задачей, чтобы посмотреть, как крутится медная спиралька вокруг батарейки ААА.

В коллекторном двигателе обычно не очень много полюсов на статоре. Если говорить точнее, то их и вовсе два - северный и южный. Магнитное поле в противовес асинхронным двигателям здесь не вращается. Вместо этого меняется положение полюсов на роторе. Такое положение дел обеспечивается тем, что щётки постепенно движутся по секциям медного барабана. Особой намоткой катушек обеспечивается должное распределение. Полюса как бы скользят по кругу ротора, толкая его в нужном направлении.

Вот почему для обеспечения режима реверса достаточно поменять полярность питания любой обмотки. Ротор в этом случае называется якорем, а статор – возбудителем. Вся прелесть заключается в том, что включать эти цепи можно как параллельно друг другу, так и последовательно. И от этого будут значительно изменяться характеристики прибора. Это все описывается так называемыми механическими характеристиками, взгляните на прилагающийся рисунок, чтобы иметь представление, о чем идёт речь. Здесь достаточно условно показаны графики для двух случаев:

График изменения характеристик прибора

1. 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 практически сохраняется номинальная частота вращения вала. Это применяется на обрабатывающих станках, где изменение оборотов не лучшим образом сказалось бы на качестве. В результате деталь вращается при касании её резцом столь же резво, как и при старте. Но если препятствующий момент слишком возрастает, то происходит срыв движения. Двигатель останавливается. Для нас из всего этого нужно извлечь следующее: если хотите двигатель от пылесоса применить для создания металлообрабатывающего (токарного) станка, то следует обмотки соединить параллельно. Поскольку в бытовой технике как раз доминирует другой тип включения. Но это сделано не просто так. При параллельном питании обмоток переменным током образуется слишком большое индуктивное сопротивление. Поэтому данную методику следует применять с осторожностью.
2. 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, скорее всего, электропоездов. Главное, что при увеличении нагрузки обороты не срываются. Зато если запустить в таком режиме коллекторный двигатель на холостом ходу, то скорость вращения вала будет расти безмерно. Если мощность мала – десятки Вт – беспокоиться не о чем: сила трения подшипников и щёток, а также возрастание токов индукции и явление перемагничивания сердечника вкупе затормозят рост на каком-то значении. Но в случае промышленных агрегатов или того же пылесоса, когда его двигатель извлекли из корпуса, повышение скорости идёт лавинообразно. В этом случае центробежная сила столь велика, что нагрузки могут разорвать якорь. Будьте осторожны 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 можно значительно поднять обороты. А если такой же присоединить в ветвь якоря, то вращения, напротив, замедлится. Это широко используется в технике для получения нужных характеристик.

Конструкция коллекторного двигателя и связь её с потерями

При конструировании коллекторных двигателей нужно принимать во внимание некоторые сведения, касающиеся потерь. В данном случае они бывают трёх видов:

Читайте также: Как подключить розетку с заземлением

Обычно при питании коллекторного двигателя переменным током используется последовательное включение обмоток. Потому что в противном случае получается слишком большое индуктивное сопротивление.

К сказанному можно добавить, что при питании коллекторного двигателя переменным током вступает в роль индуктивное сопротивление обмоток. Вот почему при одном и том же действующем напряжении частота оборотов понизится. Кроме того полюса статора и корпус нужно будет как-то уберечь от магнитных потерь. В необходимости этого можно убедиться на простом опыте: питайте маломощный коллекторный двигатель от батарейки. Его корпус останется холодным. Но если теперь подать переменный ток с тем же действующим значением (то есть по показаниям тестера), то картина изменится. Теперь корпус коллекторного двигателя начнёт греться.

Эскиз сбора статора в поперечном срезе и сбоку

Вот почему даже кожух стараются собрать из листов электротехнической стали. Клепая её или склеивая при помощи БФ-2 или его аналогов. Наконец, дополним это ещё одним утверждением: листы набираются по поперечному срезу. Очень часто статор собирается по эскизу, показанному на рисунке. В этом случае катушка наматывается отдельно по шаблону, а затем изолируется и надевается на своё место. Это помогает упростить сборку. Что касается методик, то проще всего было бы нарезать сталь на плазменном станке, и лучше не думать о том, во сколько это обойдётся.

Проще всего найти (на свалке, в гараже и т. п.) уже готовую форму для сборки. А потом уже намотать под неё катушки из медной проволоки с лаковой изоляцией. Для этого заведомо диаметр должен быть больше. Сначала готовую катушку натягивают на один выступ сердечника, после чего на другой. Затем прижимают проволоку так, что по торцам остаётся небольшой воздушный зазор. Считается, что это не критично. Чтобы все это держалось, у двух крайних пластин острые углы срезаются, а оставшаяся серёдка отгибается наружу, отжимая торцы катушки вовне. Это поможет собрать двигатель так, как это принято делать на заводах.

Читайте также: Как повесить люстру

Очень часто (особенно в блендерах) можно найти разомкнутый сердечник статора. Это не искажает форму магнитного поля. Но поскольку полюс лишь один, то особой мощности в этом случае ожидать не приходится. Форма сердечника напоминает букву П, между ножками которой в магнитном поле вертится ротор. Под него сделаны кругообразные прорези в нужных местах. Подобный статор каждый может собрать самостоятельно из какого-нибудь старого трансформатора. Это проще, нежели сделать электродвигатель своими руками с нуля.

Сердечник в месте намотки изолируется стальной гильзой, а по бокам – диэлектрическим фланцами, которые можно вырезать из любого подходящего пластика.

vashtehnik.ru

Сложно ли сделать своими руками электродвигатель?

Чтобы понять, как сделать своими руками электродвигатель, нужно вспомнить, как он устроен и как работает.

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

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

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.

• 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.

Условиях.

Для этого потребуются следующие материалы и инструменты:
- медицинский шприц (в данной самоделке используется шприц объемом 20 мл);
- изолированная медная проволока диаметром 0,45мм и длиной около 5м;
- медная проволока диаметром 2,5 миллиметра;
- неодимовые плоские магниты 2 штуки;
- доска для изготовления деревянного основания;
- термоклеевой пистолет;
- тюбик супер клея;
- батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.

Начнем с изготовления основы нашего двигателя - электромагнитного цилиндра. Сделаем его корпус из медицинского шприца объемом 20 мл. Такой шприц можно приобрести не только в аптеке, но и в сервисных центрах или магазинах, которые занимаются продажей и обслуживанием оргтехники. Работники таких центров с помощью шприцов производят заправку картриджей струйных принтеров и как правило в основном используются шприцы нужного объема, а именно 20 мл. Берем шприц и первым делом извлекаем поршень, он не понадобится. С помощью ножовки отрезаем часть шприца (меткой служит деление 15 мл).

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

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:

1. 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.
2. 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:

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.

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.

Это видео для всех начинающих радиолюбителей экспериментаторов, которые хотели бы изготовить простой мини моторчик из доступных радиодеталей. Очень хороший способ, чтобы занять своего ребенка и приучить его к техническим знаниям. Будьте уверены, что ваш ребёнок проявит свои знания на уроках физики в школе.

Соберем простейший электромоторчик

Повторим старый школьный эксперимент. Что необходимо приготовить для самоделки:
Батарейка 2a. Эмалированный провод сечением 0,5 мм. Магнит. Две булавки, канцелярский скотч, пластилин. Инструмент. Для начала сделаем катушка. Наматываем ее из эмалированного провода. Делаем 6-7 витков вокруг батарейки. Концы провода фиксируем узелками. Теперь нужно правильно зачистить лак на катушке. Это важный момент -от правильности выполнения зависит работоспособность двигателя. Один конец полностью очищаем от изоляции. Другой – с одной стороны. Эта сторона должна совпадать с нижней частью катушки.

Фиксируем булавки на батарейке скотчем. Проверяем контакты тестером. Устанавливаем магнит. В данном случае слабенький. Поэтому приходится приподнять его ближе к катушке. Крепим конструкцию на столе пластилином. Нужно правильно поставить катушку. Когда оно установлена, зачищенные конце должны касаться булавки.

Принцип действия простейшего микро мотора

В катушке возникает магнитное поле. Получается электромагнит. Полюса постоянного магнита и катушки должны быть одинаковыми. То есть, они должны отталкиваться. Сила отталкивания проворачивает катушку. Один из концов теряет контакт и магнитное поле исчезает. По инерции катушка проворачивается. Снова появляется контакт и цикл повторяется.

Если магниты притягиваются, движок крутится не будет. Поэтому один из магнитов нужно будет перевернуть.

Запускаем моторчик. Можем немного придать практичности этому изделию. Прикрепим гипнотическая спираль на один конец катушки. Завораживает! Можно сделать знаменитой тауматроп с птичкой в клетке.

Канал “OlO”

Более продвинутый самодельный движок для изучения электромагнитных явлений

Видео “99%DIY”.


Нам понадобится винная пробка. Первым делом по центру проделываем отверстие. С двух сторон вырезаем небольшие плоскости. Вязальную спицу устанавливаем в отверстие. Фиксируем с помощью суперклея. На спицу наматываем изоленту. Два отрезка медной проволоки устанавливаем внутри пробки.

Понадобится для создания мини моторчика изолированная тонкая медная проволока. Мастер использовал длиной 5 м и диаметром 0,4 мм. Наматываем в 1-ом направлении на ротора двигателя. С выводов обмотки снимаем изоляцию. Подключаем провода к контактам. Фиксируем обмотку с помощью суперклея. Придаем контактам следующую форму. Ротор двигателя готов.

Теперь изготовим корпус. Для этого потребуется деревянное основание и два небольших бруска, в которых проделываем отверстия. Бруски и приклеиваем на основание. Устанавливаем ротор двигателя.

Из двух отрезков медной проволоки сделаем щётки мини моторчика.

Зачем понадобится два магнита. Приклеиваем на небольшие деревянные брусочки. Заготовки приклеиваем на основании, оставляя минимальный зазор между магнитами и обмоткой. Электродвигатель готов. А теперь переходим к тестированию.

Как можно заметить на снятом ролике, этот миниатюрный движок немало люфтит и не обладают большой мощностью. Но это не важно для такой самоделки, она предназначена для изучения электромагнитных явлений, которые проходят в школе зачастую поверхностно, без применения специальных опытов. Невозможно изучить предмет без наглядных и практических действий, особенно, когда вопрос касается электричество. Здесь воображение слабый помощник.
Однако, как вы могли заметить также, можно присоединить к валу моторчика какой-то привод. К примеру, вентилятор будет работать. Когда вы освоили этот видео урок, можно приступать к более продвинутым мотором. Для снижения трения используйте подшипники. Тогда коэффициент полезного действия устройства, созданного своими руками сможет поспорить с промышленными изделиями такого рода.