Vyrobiť elektromotor z toho, čo máte po ruke, nie je vôbec zložité.
S nápadom na takýto motor som narazil na webovej stránke www.crafters.ucoz.ru Ako vidíte na fotografii vyššie, na motor budeme potrebovať lepiacu pásku, pár kolíkov, magnet, batériu a kus z medeného drôtu.
Namiesto bežnej batérie je lepšie vziať batériu, pretože nabitie batérie pre takýto elektromotor nebude trvať dlho. Vezmite medený drôt a naviňte 30-50 otáčok okolo batérie.
Zaistite konce drôtu na opačných okrajoch výsledného rotora, ktoré budú slúžiť ako os. Dajú sa uviazať na uzol.
Očistite oba konce drôtu od izolácie laku brúsnym papierom alebo nožom.
Teraz vezmite batériu, pásku a špendlíky, špendlíky pripevnite páskou na kontakty batérie, vložte pripravený medený rotor do uší špendlíkov.
POZOR!
V tomto momente obvod nášho rotora zatvára kontakty batérie a neodporúča sa držať túto štruktúru dlhší čas v „tichej“ polohe! Elektrolyt batérie sa môže veľmi zahriať, preto nerobte rotor menej ako 30 otáčok, čím viac, tým lepšie (väčší odpor). Teraz umiestnite magnet pod rotor na batériu, ktorý sa „prilepí“ k samotnej batérii. Rotor sa začne rýchlo otáčať.
Rotor by sa nemal dotýkať magnetu a ešte lepšie by bolo, keby bol magnet vo vzdialenosti 5-10 mm od rotora. Vyskúšajte magnet v rôznych polohách, otáčajte ho, snažte sa ho posunúť preč od medeného rotora, dosiahnite maximálnu rýchlosť otáčania.
Toto je najjednoduchší príklad elektromotora, jeho obvod sme prešli viackrát na hodinách fyziky v škole, ale z nejakého dôvodu nám tento jednoduchý a zaujímavý dizajn nikdy neukázali :) Pozrime si video, ako tento podomácky vyrobený motor funguje.
[video stratené rutube]
Vždy je zaujímavé pozorovať meniace sa javy, najmä ak sa vy sami podieľate na vytváraní týchto javov. Teraz si zostavíme jednoduchý (ale vlastne fungujúci) elektromotor, pozostávajúci zo zdroja energie, magnetu a malej cievky drôtu, ktorý si sami vyrobíme.
1 meter drôtu so smaltovanou izoláciou (priemer 0,8-1 mm).
0,3 metra holého drôtu (priemer 0,8-1 mm).
Existuje tajomstvo, vďaka ktorému sa táto sada predmetov stane elektromotorom. Tajomstvo, ktoré je šikovné a zároveň úžasne jednoduché. Tu je to, čo potrebujeme:
Držiak s kontaktmi na batériu.
Začneme navíjaním cievky, časti motora, ktorá sa bude otáčať. Aby bola cievka dostatočne hladká a guľatá, navinieme ju na vhodný valcový rám, napríklad na AA batériu.
Na každom konci necháme voľných 5 cm drôtu a navinieme 15-20 závitov na valcový rám.
Nesnažte sa navíjať navijak zvlášť pevne a rovnomerne, mierna miera voľnosti pomôže navijaku lepšie udržať svoj tvar.
Teraz opatrne vyberte cievku z rámu a snažte sa zachovať výsledný tvar.
Voľné konce drôtu potom niekoľkokrát omotajte okolo cievok, aby sa zachoval tvar, pričom sa uistite, že nové upevňovacie cievky sú presne oproti sebe.
Cievka by mala vyzerať takto:
Teraz je čas na tajomstvo, funkciu, vďaka ktorej bude motor fungovať. Toto je tajomstvo, pretože je to jemná a nezjavná technika a je veľmi ťažké ju zistiť, keď motor beží. Dokonca aj ľudia, ktorí vedia veľa o tom, ako motory fungujú, môžu byť prekvapení schopnosťou motora pracovať, kým neobjavia túto jemnosť.
Cievku držte vo zvislej polohe a položte jeden z voľných koncov cievky na okraj stola. Pomocou ostrého noža odstráňte hornú polovicu izolácie, pričom spodnú polovicu nechajte v smaltovanej izolácii.
Urobte to isté s druhým koncom cievky a uistite sa, že holé konce drôtu smerujú nahor na dvoch voľných koncoch cievky.
Aký je zmysel tejto techniky? Cievka bude spočívať na dvoch držiakoch vyrobených z holého drôtu. Tieto držiaky budú pripevnené k rôznym koncom batérie tak, aby elektrický prúd mohol prúdiť z jedného držiaka cez cievku do druhého držiaka. To sa však stane iba vtedy, keď sa holé polovice drôtu spustia nadol a dotýkajú sa držiakov.
Teraz musíte urobiť podperu pre cievku. Sú to jednoducho cievky drôtu, ktoré podopierajú cievku a umožňujú jej otáčanie. Sú vyrobené z holého drôtu, pretože okrem podpory cievky musia do nej dodávať elektrický prúd.
Jednoducho omotajte každý kus holého drôtu okolo malého klinca a máte požadovanú časť motora.
Základom nášho prvého Elektromotor bude mať držiak batérie. Bude to vhodný základ, pretože s nainštalovanou batériou bude dostatočne ťažký elektromotor sa netriasol.
Zložte päť kusov dohromady, ako je znázornené na obrázku (bez magnetu). Na vrch batérie umiestnite magnet a jemne zatlačte na cievku...
Ak je všetko vykonané správne, VALEC SA ZAČNE RÝCHLO RÝCHLO! Dúfame, že pre vás, rovnako ako v našom experimente, bude všetko fungovať na prvýkrát.
Ak motor stále nefunguje, starostlivo skontrolujte všetky elektrické pripojenia. Otáča sa kotúč voľne? Je magnet dostatočne blízko (ak nie, nainštalujte ďalšie magnety alebo držiaky orezávacieho drôtu)?
Keď motor naštartuje, jediné, čo musíte venovať pozornosť, je, aby sa batéria neprehrievala, pretože prúd je dosť vysoký. Jednoducho vyberte cievku a reťaz sa pretrhne.
Podmienky.
Na to budete potrebovať nasledujúce materiály a nástroje:
- lekárska striekačka (tento domáci výrobok používa 20 ml striekačku);
- izolovaný medený drôt s priemerom 0,45 mm a dĺžkou asi 5 m;
- medený drôt s priemerom 2,5 milimetra;
- neodymové ploché magnety 2 kusy;
- doska na výrobu drevenej základne;
- horúca lepiaca pištoľ;
- tuba super lepidla;
- Batéria Krona s napätím 9 voltov.
Začnime tým, že vytvoríme základ nášho motora – elektromagnetický valec. Vyrobme jej telo z 20 ml lekárskej striekačky. Takúto striekačku je možné zakúpiť nielen v lekárni, ale aj v servisných strediskách alebo obchodoch, ktoré predávajú a servisujú kancelárske vybavenie. Pracovníci takýchto stredísk používajú striekačky na dopĺňanie náplní do atramentových tlačiarní a spravidla používajú najmä injekčné striekačky požadovaného objemu, a to 20 ml. Vezmeme injekčnú striekačku a najprv vyberieme piest, nebude to potrebné. Pomocou pílky na železo odrežte časť injekčnej striekačky (značka je dielik po 15 ml).
Prebytok odložíme bokom a s týmto obrobkom budeme ďalej pracovať.
Ďalej budete potrebovať tenký medený izolovaný drôt. V tomto domácom výrobku bol použitý drôt dlhý 5 metrov s prierezom 0,45 mm.
Musí byť pevne navinutý v jednom smere v niekoľkých vrstvách na valec získaný zo striekačky.
Takto skrútime konce drôtu k sebe. Vinutie fixujeme superglue.
Potom budete potrebovať hrubý medený drôt, z ktorého vyrobíme kľukový hriadeľ a ojnicu.
Najprv odstránime izoláciu.
Ďalej pomocou klieští vytvarujeme drôt do tvaru kľukového hriadeľa.
Zo zvyšnej časti drôtu pomocou klieští vyrobíme ďalšiu časť - ojnicu. Aby ste to urobili, musíte ohnúť drôt na oboch koncoch, ako je znázornené nižšie.
Potom oba diely (ojnicu a kľukový hriadeľ) spojíme dokopy. Na upevnenie ojnice na kľukovom hriadeli sa používajú dva kusy izolácie z medeného drôtu, z ktorého boli tieto časti vyrobené. Najprv musíte nasadiť jeden kus izolácie, potom spojovaciu tyč a potom ďalší kus izolácie.
Ďalej budete potrebovať dva neodýmové magnety s takým priemerom, aby sa mohli ľahko pohybovať vo vnútri valca.
Budete potrebovať aj diel podobného tvaru (dá sa vyrobiť napr. z dreva), ktorý horúcim lepidlom prichytíme na magnety.
Potom výslednú časť opravíme takto:
Potom budete potrebovať drevenú základňu a dva drevené podperné stĺpiky. Tieto konštrukčné diely môžu byť vyrobené z akéhokoľvek materiálu, hlavnou podmienkou je, že by nemal viesť elektrický prúd. Domnievam sa však, že tento dizajn je najjednoduchšie vyrobiť z kusu dreva (v tomto prípade dosky), pretože drevo je veľmi cenovo dostupný materiál a pomerne ľahko sa spracováva.
Na základe toho načrtneme budúce umiestnenie valca a podperných stĺpikov. Potom pomocou horúceho lepidla pripevnite valec na drevený základný polotovar.
Potom vložte kľukový hriadeľ do podperných stojanov. Potom pomocou horúceho lepidla pripevnite stojany k základni podľa značiek.
Potom pomocou malých kúskov izolácie obmedzíme pohyb hriadeľa v podperných stĺpikoch.
Na jednu stranu kľukového hriadeľa inštalujeme zotrvačník. Zabezpečí plynulejší chod motora.
Potom budete potrebovať dva kontakty vyrobené z medeného drôtu, ktoré musia byť pripevnené k základni pomocou samoreznej skrutky so širokou podložkou.
Potom pripojíme vinutie valca ku kontaktom. Pred pripojením musia byť konce vinutia očistené od izolácie (lak).
No a elektromotor je pripravený. Začnime testovať.
Pomocou krokosvoriek pripojíme kontakty motora k batérii.
Aby ste pochopili, ako vyrobiť elektrický motor vlastnými rukami, musíte si spomenúť, ako to funguje a ako to funguje.
(ArticleToC: enabled=yes)
Ak budete postupovať podľa pokynov krok za krokom, nie je také ťažké vyrobiť elektrický motor sami. Motor poslúži pre vaše projekty.
Náklady na výrobu elektrického motora budú minimálne, pretože elektromotor si môžete vyrobiť vlastnými rukami pomocou dostupných materiálov.
Najprv musíte zásobiť potrebné materiály:
- skrutky;
- bicyklové lúče;
- orechy;
- elektrická páska;
- medený drôt;
- kovová platňa;
- super a horúce lepidlo;
- preglejka;
- podložky.
Bez týchto nástrojov sa nezaobídete:
- elektrické vŕtačky;
- kancelársky nôž;
- kliešte;
- brúska;
- kladivo;
- nožnice;
- spájkovačka;
- pinzety;
- šila
Výrobný proces
Musíte začať vyrábať elektrický motor vlastnými rukami vytvorením piatich dosiek, do ktorých neskôr musíte vyvŕtať dieru v strede pomocou elektrickej vŕtačky a nasadiť ju na os - lúč bicykla.
Dosky pevne pritlačte k sebe, zaistite ich konce elektrickou páskou a prebytok odrežte nožom. Ak sú nápravy nerovnomerné, treba ich nabrúsiť.
Keď elektrický prúd prechádza cievkou, cievka vytvára okolo seba magnetické pole, ktoré sa nelíši od poľa konvenčného magnetu, ale po vypnutí prúdu zmizne. Táto vlastnosť môže byť použitá na pritiahnutie a uvoľnenie kovových predmetov zapnutím a vypnutím prúdu.
Ako experiment si môžete vyrobiť obvod pozostávajúci z tlačidla a elektromagnetu, ktorý vám toto tlačidlo pomôže zapnúť a vypnúť.
Obvod je napájaný 12V počítačovým zdrojom. Ak je os s doskami inštalovaná vedľa elektromagnetu a je zapnutý prúd, budú priťahované a jedna z ich strán sa otočí smerom k elektromagnetu.
Ak sa prúd najprv zapne a vypne v okamihu, keď sú platne čo najbližšie k elektromagnetu, preletia okolo neho zotrvačnosťou a urobia revolúciu.
Ak neustále hádate okamih a zapnete prúd, budú sa otáčať. Aby ste to urobili v správnom čase, je potrebný prúdový istič.
Súčasná výroba ističov
Opäť budete potrebovať malú doštičku, ktorú musíte pripevniť k osi a pritlačiť ju kliešťami, aby bolo upevnenie bezpečné. Toto video vám pomôže pochopiť, ako by to malo vyzerať:
Video: Ako vyrobiť elektromotor
Jeden z kontaktov je spojený s kovovou doskou a na jeho vrchu je nainštalovaná os. Keďže oska, doska a prerušovač sú kovové, prúd cez ne preteká. Dotykom kontaktu ističa je možné obvod uzavrieť a otvoriť, čo umožní pripojenie a odpojenie elektromagnetu v správnom čase.
Výsledná rotačná štruktúra vyrobená ručne sa v jednosmerných elektromotoroch nazýva kotva a stacionárny elektromagnet interagujúci s kotvou sa nazýva induktor.
Kotva v striedavých motoroch sa nazýva rotor a induktor sa nazýva stator. Názvy sú niekedy zmätené, ale to je nesprávne.
Výroba rámu
Musí sa to urobiť tak, aby ste nedržali konštrukciu elektromotora rukami. Materiál na výrobu základne je preglejka.
DIY induktor
Do preglejky urobíme dva otvory pre svorník M6 dlhý 25 mm, na ktorý neskôr umiestnime cievky elektromotora. Naskrutkujte matice na skrutky a vyrežte tri časti na pripojenie skrutiek (podpier).
Podpora má dve funkcie: os kotvy elektromotora, ktorú ste vyrobili, bude spočívať na nich, druhá - budú slúžiť ako magnetický obvod, ktorý spojí skrutky. Musíte pre ne urobiť otvory (podľa oka, pretože to nevyžaduje veľkú presnosť). Dosky sú navzájom spojené a umiestnené zospodu, lisované skrutkami. Umiestnením na skrutky cievky získame akýsi podkovovitý magnet.
Na upevnenie kotvy elektromotora vo zvislej polohe je potrebné vyrobiť rám z plechu (držiak). Vyvŕtame do nej tri otvory: jeden pozdĺž priemeru osi a dva po stranách na skrutky (na upevnenie).
Vytváranie cievok
Na ich výrobu budete potrebovať pás kartónu a tenký papier (pozri rozmery na nákrese). Po odstránení skrutky zo základne okolo nej zabalíme hrubý pás so 4 až 5 vrstvami a zaistíme ho 2 vrstvami elektrickej pásky. Pásik drží celkom pevne. Opatrne ho vyberte, aby ste navili drôt.
Po navinutí drôtu vyberieme papier zvnútra pinzetou, odstrihneme prebytočné vrstvy, aby cievka ľahko zapadla na skrutku. Z cievky sme odrezali prebytok, berúc do úvahy skutočnosť, že v hornej a dolnej časti budú stále líca, ktoré sú potrebné, aby sa drôt počas prevádzky elektromotora nekĺzol. Rovnakým spôsobom urobíme druhú cievku vlastnými rukami a pristúpime k výrobe líc.
Ako si vyrobiť líca vlastnými rukami?
Na maticu položíme hrubý papier a pomocou skrutky na vrchu urobíme dieru. Je to jednoduché. Potom položte papier na skrutku, navrch položte podložku a po obkreslení ceruzkou ju vystrihnite. Ukazuje sa, že má podobný tvar ako podložka.
Celkovo musíte vyrobiť 4 takéto časti, ktoré sa namontujú na skrutku zhora a zdola. Maticu naskrutkujeme na hornú lícnicu, umiestnime kovovú podložku a obe lícnice zafixujeme horúcim lepidlom. Rám, ktorý si vyrobíte sami, je pripravený.
Teraz už zostáva len okolo neho namotať lakovaný drôt (500 otáčok) s priemerom 0,2 mm. Začiatok a koniec drôtu skrútime, aby sa nerozmotával. Po odskrutkovaní matice, odstránení skrutky zostane krásna malá cievka.
Pomocou noža odstránime lak z koncov drôtu, pocínujeme a nainštalujeme na skrutku. To isté musíte urobiť s druhou cievkou.
Aby sa platničky a prúdový prerušovač netočili na osi, odporúča sa ich prilepiť superlepidlom.
Teraz zapojme cievky do série, aby sme skontrolovali činnosť elektromotora. Plus pripojíme na začiatok vinutia (zo strany hlavy skrutky). Pomocou posuvného kontaktu nájdeme polohu, v ktorej elektromotor pracuje najefektívnejšie.
V elektromotoroch sa takéto kontakty nazývajú kefy. Aby ste ich nedržali rukami, potrebujete držiaky kefy, ktoré sú prilepené superglue, namazávajúce trecie body nápravy olejom.
Paralelným zapojením cievok zvýšime prúd (keďže cievky majú odpor), preto sa zvýši výkon elektromotora. To znamená, že cievky si môžete predstaviť ako odpory.
A keď sú zapojené paralelne, celkový odpor klesá, čo znamená, že prúd sa zvyšuje. Pri sériovom zapojení sa všetko deje presne naopak.
A keďže sa prúd cez cievku zvyšuje, magnetické pole je väčšie a kotva elektromotora je silnejšie priťahovaná k elektromagnetu.
Video: Elektromotor za pár minút
Magnetické pole vytvára elektrický prúd privádzaný do cievky (solenoidu). Pole pôsobí určitou silou na privedený magnet. Ale magnet pôsobí rovnakou silou aj na drôt, ktorým preteká prúd. Činnosť elektromotorov (elektromotorov) je založená na fenoméne interakcie medzi elektrickým prúdom a magnetom.
Akýkoľvek elektromotor pozostáva z dvoch hlavných častí. Stacionárna časť vytvára magnetické pole - to je stator, ktorý je permanentným magnetom alebo vinutím poľa, rotačná časť je rotor.
Ako funguje elektromotor? Medzi pólmi permanentného magnetu (statora) je rotor - jedna otáčka drôtu: preteká ním elektrický prúd. Takáto cievka s prúdom vytvára magnetické pole.
Pri interakcii s permanentným magnetom (statorom) bude severný pól cievky (rotor) priťahovaný k južnému pólu magnetu a južný pól k severu. Ak teraz zmeníte smer prúdu v cievke, zmení sa aj opačné usporiadanie pólov na rotore. Severný pól cievky bude blízko severného pólu statora a južný pól bude blízko južného pólu. Vzniknú odpudivé sily a cievka sa otočí o pol otáčky. Nová zmena smeru prúdu spôsobí ďalšie polovičné otočenie atď.
Špeciálne zariadenie, kolektor, mení smer prúdu vo vinutí rotora. Najjednoduchším zberačom je kovový krúžok rozdelený na dve polovice. Jeden z koncov vinutia rotora je pripojený ku každej polovici krúžku. Na polkrúžky sú pritlačené kefy - kovové platne pripojené k zdroju prúdu. Kefy sa pohybujú z jednej polovice krúžku do druhej a mení sa smer prúdu vo vinutí rotora. Preto sa neustále otáča. Takto funguje jednosmerný motor.
A teraz navrhujeme vyrobiť elektromotor na pohyb modelov sami (obr. 1). Začnite statorom. Podľa obrázku 2 vyrežte 18 plátov z žíhaného plechu (napríklad plechovka) s hrúbkou 0,5-1 mm. Do dosiek vyvŕtajte 4 otvory Ø 2,5 mm: budú potrebné pre uťahovacie skrutky. Potom pripevnite všetky dosky k sebe, opilujte konce statora, pričom venujte zvláštnu pozornosť jeho vnútornému povrchu. Jeho priemer by mal byť 41 mm.
Ryža. 1. Domáci elektromotor
Vyvŕtajte do vrecka ďalšie dva otvory Ø 2,5 mm na pripevnenie prednej a zadnej podložky. Potom stator rozoberte, každú platňu očistite od otrepov, zakryte vrstvou šelaku alebo lepidla BF-2 a znova zložte.
Budiace vinutie (cievka na statore) naviňte smaltovaným izolovaným drôtom Ø 0,4-0,5 mm PEL alebo PEV 0,4-0,5. Na rám zlepený z lisovaného dreva položte 150 otáčok.
Vyrobte jadro rotora ako sadu 18 samostatných dosiek-kotúčov Ø 40 mm. V strede každej dosky vyvŕtajte otvor Ø 4 mm. Potom z plechu vyrobte dve okrúhle šablóny hrubé asi 2 mm. Ustúpte trochu od okraja a vyvŕtajte do nich päť Ø 8 mm otvorov v rovnakej vzdialenosti od seba. Rozbaľte ich pomocou okrúhleho pilníka na rozmery uvedené na obrázku 2 (položka 7).
Ryža. 2. Časti elektromotora: 1 - držiak kefy, 2 - pružina, 3 - kefa, 4 - predný kryt, 5 - medzipodložka, 6 - komutátor, 7 - rotor, 8 - hriadeľ, 9 - stator, 10 - guľôčkové ložisko č. 3, 11 - budiaca cievka, 12 - skrutka, 13 - zadný kryt.
Namontujte všetky platne na kovovú tyč so závitom a pozdĺž okrajov nainštalujte šablóny. Pomocou zveráka obal pevne stiahnite, zaistite maticami a spracujte na sústruhu alebo plochým pilníkom, pričom priemer rotora dosiahnete na 39 mm. Okrúhlym pilníkom vyvŕtame otvory na navíjanie, rozšírime podľa šablón.
Demontujte rotor, opatrne očistite každú platňu od otrepov a opláchnite v acetóne. Potom natrite každú platňu šelakom alebo lepidlom BF-2. Nakoniec zostavte rotor tak, aby poradie dosiek v ňom zostalo rovnaké. Umiestnite dosky rotora na oceľovú osku otočenú na sústruhu. Pomocou matíc ich pevne stiahnite medzi šablóny a vložte ich na hodinu do horúcej rúry.
Potom vinutie naviňte pomocou drôtu PEL alebo PEV 0,4-0,5. Začnite klásť zo strany dlhšieho konca osky, pričom vytvorte vedenie dlhé 50 mm. Prvých 50 závitov previňte cez prvý otvor do tretieho (obr. 3). Nelámte koniec drôtu, zložte ho a mierne ho otočte vo forme slučky. Potom naviňte ďalších 50 závitov rovnakým drôtom, ale medzi druhou a štvrtou drážkou. Opäť urobte slučku a pokračujte v navíjaní opäť rovnakým smerom, ale tentoraz medzi treťou a piatou drážkou. Potom - medzi štvrtým a prvým, piatym a druhým.
Ryža. 3. Schéma vinutia rotorových vinutí
Pripojte koniec posledného vinutia k začiatku prvého. Vložte lepenkové pásy do drážok, ktoré zostali po navinutí, aby ste chránili izoláciu pred poškodením.
Teraz urobte rozdeľovač. Je to kruh z izolačného materiálu, na ktorom je pripevnených PÄŤ vodivých sektorov bez toho, aby sa navzájom dotýkali. Sú vyrobené z medenej podložky, rozrezanej na päť častí. Sektory sú na kruh prilepené lepidlom BF-2 tak, aby medzery medzi nimi neboli väčšie ako 1 mm.
Vysušte hotový kolektor 1-2 dni a potom ho dôkladne vyčistite: keď sa rotor otáča, kefy by sa mali posúvať po povrchu dosiek bez zaseknutia.
Umiestnite komutátor na os rotora a zaistite ho v takej polohe, aby stred každého sektora bol oproti stredu drážky rotora. Potom prispájkujte konce vinutí rotora ku kolektorovým platniam.
Štruktúra kief a držiakov kefiek je znázornená na obrázku 2.