Найпростіший електродвигун своїми руками. Електродвигун своїми руками: інструкція зі збирання саморобного механізму

Розглянемо окремі аспекти конструювання. Не будемо обіцяти виготовлення вічного двигуна, на кшталт творіння, приписуваного Тесле, але розповідь передбачається цікавим. Не турбуватимемо читачів скріпками і батарейками, пропонуємо поговорити, як пристосувати вже готовий мотор під власні цілі. Відомо, що маса конструкцій, всі використовуються, але сучасна літературабазові основи залишає за кормою. Автори проштудували підручник минулого століття, вивчаючи, як зробити електродвигун власноруч. Тепер пропонуємо поринути у знання, що становлять базис фахівця.

Чому в побуті часто застосовуються колекторні двигуни.

Якщо брати фазу на 220В, принцип роботи електродвигуна на колекторі дозволяє виготовити пристрої в 2-3 рази менш потужні, ніж при використанні асинхронної конструкції. Це важливо при виготовленні приладів: ручні блендери, міксери, м'ясорубки. Крім іншого, асинхронний двигун складно розігнати вище 3000 оборотів за хвилину, для колекторних зазначене обмеження відсутнє. Що робить пристрої єдино придатними для реалізації конструкцій центрифужних соковитискачів, не кажучи вже про пилососи, де швидкість часто не нижча.

Відпадає питання, як зробити регулятор обертів електродвигуна. Завдання давно вирішене шляхом відсічення частини циклу синусоїди напруги живлення. Це можливо, адже колекторному двигуну немає різниці, харчуватися змінним або постійним струмом. У першому випадку падають показники, але з явищем миряться через очевидні вигоди. Працює електродвигун колекторного типу та в пральної машини, і в посудомийній. Хоча швидкості дуже відрізняються.

Легко зробити реверс. Для цього змінюється полярність напруги на одній обмотці (якщо торкнутися обидві, напрямок обертання залишиться колишнім). Інше завдання - як зробити двигун з такою кількістю складових частин. Зробити самостійно колектор навряд чи вдасться, але намотати знову і підібрати статор цілком реально. Зауважимо, що від числа секцій ротора залежить швидкість обертання (аналогічно амплітуді напруги живлення). А на статорі лише пара полюсів.

Нарешті, при використанні зазначеної конструкції вдається створити універсальний пристрій. Працює двигун легко і від змінного, і від постійного струму. Просто на обмотці роблять відвід, при включенні від випрямленої напруги задіють повністю витки, а при синусоїдальному виключно частину. Це дає змогу зберегти номінальні параметри. Зробити примітивний електродвигун колекторного типу не має простого завдання, зате вдасться цілком пристосувати параметри під власні потреби.

Особливості роботи колекторних двигунів

У колекторному двигуні не надто полюсів на статорі. Якщо говорити точніше, лише два – північний та південний. Магнітне поле на противагу асинхронним двигунамтут не обертається. Натомість змінюється положення полюсів на роторі. Подібний стан справ забезпечується тим, що щітки поступово рухаються секціями мідного барабана. Особливим намотуванням котушок забезпечується належний розподіл. Полюси ніби ковзають по колу ротора, штовхаючи його у потрібному напрямку.

Для забезпечення режиму реверсу достатньо змінити полярність живлення будь-якої обмотки. Ротор у разі називається якорем, а статор – збудником. Включати ці ланцюги можна паралельно одне одному чи послідовно. І тоді почнуть значно змінюватись характеристики приладу. Це описується механічними характеристиками, погляньте на малюнок, що додається, щоб представити затверджуване. Тут умовно показані графіки для двох випадків:

При паралельному живленні збудника (статора) і якоря (ротора) колекторного двигуна його постійним струмом механічна характеристикамайже горизонтальна. Це означає, що з зміні навантаження на вал зберігається номінальна частота обертання вала. Це застосовується на обробних верстатах, де зміна оборотів не найкраще позначається на якості. В результаті деталь обертається при торканні її різцем швидко, як при старті. Якщо перешкоджаючий момент надто зростає, відбувається зрив руху. Двигун зупиняється. Резюме: якщо хочете двигун від пилососа застосувати для створення металообробного (токарного) верстата, пропонується обмотки з'єднати паралельно, адже побутової технікидомінує інший тип включення. Причому ситуація зрозуміла. При паралельному живленні обмоток змінним струмом утворюється дуже великий індуктивний опір. Зазначену методику слід застосовувати з обережністю.
При послідовному живленні ротора і статора у колекторного двигуна з'являється чарівна властивість - великий момент, що крутить, на старті. Така якість активно використовується для стругування трамваїв, тролейбусів та, ймовірно, електропоїздів. Головне, що зі збільшенням навантаження обороти не зриваються. Якщо в такому режимі запустити колекторний двигун на холостому ходу, швидкість обертання валу зростатиме безмірно. Якщо потужність мала - десятки Вт - турбуватися не варто: сила тертя підшипників і щіток, зростання струмів індукції та явище перемагнічування сердечника разом загальмують зростання на конкретному значенні. В разі промислових агрегатівабо згаданого пилососа, коли його двигун витягли з корпусу, підвищення швидкості йде лавиноподібно. Відцентрова сила виявляється настільки велика, що навантаження здатні розірвати якір. Обережніше під час запуску колекторних двигунів з послідовним збудженням.

Колекторні двигуни з паралельним включенням обмоток статора та ротора відмінно піддаються регулюванню. За рахунок застосування реостату в ланцюг збудника вдається істотно підняти обороти. А якщо такий приєднати у гілку якоря, обертання, навпаки, сповільниться. Це масово використовується у техніці задля досягнення потрібних характеристик.

Конструкція колекторного двигуна та зв'язок її із втратами

При конструюванні колекторних двигунів беруться до уваги відомості щодо втрат. Виділяються три види:

Зазвичай живлення колекторного двигуна змінним струмом використовується послідовне включення обмоток. Інакше виходить занадто великий індуктивний опір.

До сказаного додамо, що з живленні колекторного двигуна змінним струмом входить у роль індуктивне опір обмоток. Тому при однаковій напрузі, що діє, частота оборотів знизиться. Полюси статора та корпус уберігаються від магнітних втрат. У необхідності цього легко переконатися на простому досвіді: живіть малопотужний колекторний двигун від батареї. Його корпус залишиться холодним. Але якщо тепер подати змінний струм із колишнім чинним значенням(За показаннями тестера), картина зміниться. Тепер корпус колекторного двигуна почне грітись.

Тому навіть кожух намагаються зібрати з листів електротехнічної сталі, клепаючи або склеюючи за допомогою БФ-2 та аналогів. Нарешті, доповнимо сказане твердженням: листи набираються по поперечному зрізу. Часто статор збирається за ескізом, показаним на малюнку. У цьому випадку котушка намотується окремо за шаблоном, потім ізолюється і надягається назад, спрощуючи складання. Що стосується методик, простіше нарізати сталь на плазмовому верстаті і не думати про ціну заходу.

Простіше знайти (на звалищі, в гаражі) вже готову формудля збирання. Потім уже намотати під неї котушки з мідного дротуз лаковою ізоляцією. Свідомо діаметр підбирається більше. Спочатку готову котушку натягують на перший виступ осердя, потім на другий. Притискають дріт так, що по торцях залишається невеликий повітряний зазор. Вважається, що подібне не критично. Щоб трималося, у двох крайніх пластин гострі кути зрізаються, серденька, що залишилася, відгинається назовні, віджимаючи торці котушки. Це допоможе зібрати двигун за заводськими мірками.

Часто (особливо в блендерах) знаходиться розімкнутий сердечник статора. Це не спотворює форму магнітного поля. Якщо полюс єдиний, особливої потужності очікувати не доводиться. Форма сердечника нагадує букву П, між ніжками літери в магнітному полі крутиться ротор. Під пристрій зроблені колоподібні прорізи в потрібних місцях. Подібний статор неважко зібрати самостійно зі старого трансформатора. Це простіше, ніж зробити електродвигун із нуля.

Серце в місці намотування ізолюється сталевою гільзою, з боків – діелектричними фланцями, вирізаними з будь-якого відповідного пластику.

Свого часу, коли ще жив цар Хаммурами, він стверджував, що час, проведений на риболовлі, в облік загального часу життя не входить. Про це стверджують і багато громадян, які люблять проводити частину свого вільного часу на рибалці.

Як правило, більшість рибалок володіють човном. Багато човнів, особливо сучасних, укомплектовані бензиновими двигунами. Та й човен без мотора, особливо якщо доводиться рибалити на водних просторах великого озера стає тягарем, який вимагає величезних витрат, сил та енергії для пересування. І тут обов'язково потрібен мотор: бензиновий чи електричний – не має значення.

І всеж, особливу увагуслід приділити електричному мотору, тому що:

електричні не вимагають для своєї роботи ні олії, ні бензину, а отже, немає вихлопних газів, що не завдає шкоди природі;
електромотори менші за розмірами, мають меншу вагу і не займають багато місця. Особливо це актуально, якщо рибалити доводиться далеко, і кожен кілограм зайвої ваги завжди відчувається;
вони набагато вигідніші за бензинових побратимів в економічному плані;
сучасні конструкції зібрані на сучасних деталях, розроблених по сучасним технологіям, тому при мінімальній вазі мають максимальну потужність.

Але ці твердження мають місце у тому випадку, якщо власник човна вже має електромотор та відчув подібні переваги повною мірою. А що робити, якщо його немає? Значить, його потрібно зробити самому.

Багато заповзятливих власників човнів використовують дриль або шуруповерт, які працюють на акумуляторах, оскільки принцип роботи промислового зразка електромотора заснований на такому ж принципі. Основна схема компонування подібного агрегату практично однакова для всіх моделей і виглядає так:

акумулятор є джерелом живлення;
електромотор виконує роль човнового двигуна;
гребний гвинт із редуктором є робочим інструментом, що забезпечує пересування човна по воді;
блок управління – складається з ручки повороту напрямку руху та зміни швидкості обертання електромотора.

Практично всі елементи можна виявити в електродрилі або шуруповерті. При цьому слід враховувати той факт, що промислові пристроїмають герметичне виконання, що дозволяє основним вузлам перебувати у воді.

Якщо використовувати електродрилі, то бажано, щоб вона розташовувалась подалі від води. Це єдина проблема досить серйозна, яка потребує технічного рішення. Найменше влучення води на блок управління здатне вивести його з ладу, що призведе до зупинки човна.

Переваги подібної моделі

Якщо брати електродриль, слід завжди пам'ятати, що основну його цінність складають двигун і блок регулювання обертів (кнопка). Вибір дриля або шуруповерта, пов'язаний з деякими перевагами, в порівнянні з покупкою промислового мотора човна:

за ціною, це придбання коштуватиме набагато дешевше, ніж купівля заводського зразка;
відповідно до законодавства, необхідно дотримуватись вимог, пов'язаних із потужністю двигунів, що використовуються на різних водоймах;
електродриль працює від акумулятора або інших джерел живлення з відповідними параметрами;
електродриль легко піддається ремонту завдяки наявності на ринку достатньої кількості запасних частин.

Вибираючи дриль, слід брати до уваги той фактор, що він, в основному, призначений для роботи в циклічному режимі. Якщо дриль буде встановлено на човні, потрібно розраховувати більше на безперервний цикл роботи. Це означає, що потрібен запас потужності, інакше дриль перегріватиметься.

У таких випадках слід зупиняти свій вибір на потужності від 150 W і більше. Запас потужності дозволить працювати з гребним гвинтом діаметром 130-150 мм. Крім цього, слід враховувати, що Загальна вагачовни будуть відповідати 300 кг, не більше. Можна вважати, що це гранична вага.

Слід відразу ж звернути увагу на той факт, що дрилі та шуруповерти випускаються на різну робочу напругу, таку як 12 V, 14,5 V, 16 V, 18 V та 24 вольти. На таку напругу випускаються і акумулятори. І все ж, ємності стандартних акумуляторів, які обслуговують роботу електродриля або шуруповерта в класичних умовахроботи не вистачає, щоб забезпечити необхідний рух човна на воді. У зв'язку з цим, краще звернути увагу на автомобільний акумулятор, який має набагато більшу ємність. А оскільки автомобільний акумулятор видає під навантаженням 12 V, то і дриль слід вибирати з робочою напругою 12 V.

Природно, що можна зробити батарею акумуляторів з набору акумуляторів для електроінструменту на будь-яку напругу, але це може обійтися набагато дорожче.

Необхідні інструменти та матеріали

Для такого пристосування знадобляться такі деталі:

електродриль для двигуна;
струбцини для кріплення двигуна (дрилі). Підійдуть як готові заводські, і кустарного виготовлення;
редуктор від болгарки підходить, якщо двигун буде встановлений на транці човна;
трубки круглі діаметром 20 мм та трубки, профільовані 20х20 мм. З них буде зроблена штанга та кріплення для мотора (дрилі);
круглий прут із металу, з якого буде зроблено вал мотора, а також листовий металдля гребного гвинта.

Для роботи можуть знадобитися такі інструменти:

ножиці по металу;
зварювальний апарат, хоча можна обійтися без нього;
електродриль та набір свердел;
болгарка з відрізними та шліфувальними колами;
якщо в конструкції передбачено дерево, то цвяхи або шурупи (а також дерево).

Наявність підйомного механізму кардинально полегшує роботу та обслуговування всієї системи, тим більше, що трапляються випадки, коли необхідно терміново підняти гребний гвинт. Як правило, подібний механізм керує положенням електродвигуна у всіх площинах (вертикальній та горизонтальній).

Як варіант, можна запропонувати наступну конструкцію такого механізму: на транці човна кріпиться мотор за допомогою струбцин, які жорстко фіксуються до пластини. Струбцини забезпечені кільцями, крізь які просунута трубка, а до привареної по центру трубки осі просочується вал двигуна. Виходить дуже просте шарнірне з'єднання, яке може забезпечити нормальне керування двигуном.

Наскільки відомо, дриль призначений для свердління отворів і має високі кінцеві обороти, що не прийнятно для забезпечення роботи гребного гвинта, який працює на повільніших оборотах. Тому, щоб зменшити оберти, що передаються на гвинт, потрібне встановлення редуктора. Іноді їх потрібно дві штуки, залежно від конструкційних рішень. Верхній редуктор повинен знижувати обороти дриля з 1500 до 200-300 оборотів, що забезпечить нормальний перебіг човна.

Нижній редуктор служить для горизонтальної установкигребного гвинта. При використанні редуктора від болгарки його просто затискають у патроні дриля.

Виготовлення пропелера гребного гвинта починають із розмітки його на відрізку сталевого листа. Як було зазначено вище, його діаметр може бути трохи більше 130-150 мм. Можна взяти квадрат металу, розмірами 200х200 мм та товщиною 2,5-3,0 мм. Краще якщо це буде нержавіюча сталь, хоча вона набагато складніше в обробці. У крайньому випадку, можна використовувати крильчатку від повітряного витяжного вентилятораабо системи охолодження автомобіля. При цьому слід враховувати, що профіль крильчатки призначений для роботи з повітряною масою. У зв'язку з цим доведеться зайнятися її виготовленням самостійно.

По центру квадрата свердлиться отвір під гвинт. По діагоналях робляться прорізи так, щоб по центру залишився лист цілим до 25-30 мм. Після цього приступають до формування форми лопатей. Як правило, вони мають округлий зовнішній вигляд. При цьому слід стежити, щоб лопаті мали однаковий розмір, інакше будуть вібрації. Після цього лопаті злегка розгортають певний кут. При цьому потрібно враховувати напрямок обертання лопаті.

Оскільки виготовлення відбувається в домашніх умовах і щоб, як кажуть, не обламатися на воді, слід провести випробування. Для цього підійде будь-яка ємність із водою, в яку поміститься гребний гвинт. Природно, що більше ємність, краще. У крайньому випадку, якщо є можливість, то рекомендується виїхати на природу, до річки або ставка і випробувати його в дії, не встановлюючи на човен.

При роботі двигуна повинен спостерігатися і відчуватися спрямований струмінь води. Крім цього, не повинне відчуватись серйозних вібрацій. У разі, якщо гребний гвинт працює не в повну потужність, можна його доопрацювати, збільшивши кут нахилу лопатей.

Система керування двигуном допрацьовується залежно від побажань власника човна. Головне, щоб керувати було зручно. Кнопку регулювання обертів двигуна краще винести на зручне місце.

До розрахунків слід включити такі складові:

масу човна у повному спорядженні;
споживаючу потужність електродвигуна;
силу струму та робочу напругу.

У процесі збирання слід взяти електровимірювальний прилад і переконатися у відповідності потужності двигуна та потужності навантаження. Потужність двигуна має перекривати потужність навантаження. Бажано, щоб потужність двигуна перекривала потужність навантаження щонайменше на 20 %.

При відповідності потужності двигуна потужності споживаної електродрилем: якщо споживана потужність, обчислена за формулою Р=12V x Iпот, відповідає заявленої потужності двигуна (електрродрелі), то можна сказати, що все зроблено правильно і електродриль можна використовувати як двигун для човна. При цьому не слід забувати про 20% запасу потужності. Він знадобиться обов'язково на випадок позаштатних ситуацій.

У процесі налагодження, краще провести експеримент із крильчаткою, щоб підібрати правильну конфігурацію лопатей. Як правило, їхня форма істотно впливає на економіку роботи двигуна.

Використання двигуна склоомивача

Частина власників, які вирішили самостійно виготовити електромотор для човна, використовують різні двигуни на 12V, які використовуються на борту автомобіля.

Подібні двигуни чудово підходять для подібних функцій, хоча б тому, що вони розраховані для роботи від автомобільного акумулятора. Незважаючи на це, вони потребують деякого доопрацювання.

Власники човнів постійно експериментують та знаходять дивовижні рішення. Примушує їх це робити надто велика вартість промислових зразків. В результаті народилася ідея установки на човен мотора від газонокосарки. Це двигуни потужністю близько 6 к.с., які розраховані на тривалу роботупід навантаженням у різних умовах. Подібний двигун можна пристосувати до човна, якщо використовувати різні запасні частини, призначені для ремонту ще радянських моторів човнів.

Мотор від бензопили «Урал -2»

Деякі умільці запросто пристосували двигуни від радянських бензопил, як двигуни для човнів. Свого часу випущено величезну кількість бензопил, про якість яких треба говорити окремо. Незважаючи на це, встановлені на човни, деякі двигуни служать до цього дня. Головне, правильно все розрахувати.

Застосування електродвигуна

Це дуже цікаве питання. Про використання звичайних електродвигунів змінного струмурозмови точаться давно. Подібні двигуни не мають щіткового механізму, тому дуже прості в роботі та експлуатації.

Але тут є деякі чинники, з якими доводиться рахуватися. Перший фактор - це наявність змінної напруги на 220 V. Як варіант, є можливість установки інвертора, який зможе перетворити постійну напругу 12 V змінна напруга 220 V.

Друга складова – це безпека, адже напруга 220 V є дуже небезпечною для людини, тим більше на воді. Це потребує застосування спеціальних заходів. Але якщо навколо вода, то важко навіть уявити собі, у чому саме мають полягати ці заходи.

Існує практично готовий варіант - це застосування двигуна від тримера або мотокоси. Тут практично все готове, залишається лише визначитися з довжиною пристрою та встановити гребний гвинт. Тут не потрібний верхній редуктор і не потрібно доопрацьовувати систему керування та систему живлення двигуна.

Основне завдання полягає в тому, щоб такий пристрій належним чином закріпити на човні. Особливо воно актуальне за наявності надувного човна.

Висновок

Виготовлення подібних конструкційдоступно лише тим власникам човнів, які перебувають у постійному творчому пошуку. З іншого боку, більшість човнів перебувають у рибалок, які постійно експериментують. Тому, здійснити свої задуми їм не складе величезної праці.

Звичайно, що самостійним виготовленням різних конструкційзаймаються творчі люди чи люди, яким не дозволяє сімейний бюджетпридбати і човен, і двигун до нього. Тому частина рибалок досі ходять на веслах і не шкодують про це. Вони задоволені лише тим, що у них є човен, оскільки існує ще одна категорія рибалок, які не мають такого човна. Вони із задоволенням ловлять рибу з берега і заздрять тим рибалкам, які мають човен, хоч і без мотора.

Юний Технік

Колекторний мікродвигун, сконструйований Ю. Єрьоміним, був на ті часи (1935) видатним винаходом: адже важив він всього 0,371 г! Працював від постійного струму напругою 4,5 В, а зроблений був здебільшого з тонкої жерсті та дроту від радіонавушників.

На малюнках ми наводимо розміри, вказані Ю. Єрьоміним. Свій перший мініатюрний двигун ви можете зробити в два-три рази більшим, а вже потім, придбавши навички, можете братися і за менший двигун.

Найбільш трудомістка деталь двигуна – якір (рис. 1А). Вісь якоря зроблена з нікелінового дроту діаметром 0,3 мм (можна взяти швейну голку або шпильку). Половинки якоря зігніть із тонкої жерсті. Всередині кожної деталі зробіть жолобок. Для цього пропиляйте в дерев'яній планці неглибоку канавку, покладіть на неї смужку жерсті шириною 3 см, зверху дріт діаметром 0,3-0,5 мм і вдарте молотком (мал. 1 Б), потім складіть заготовки, впаяйте в них вісь (попередньо пролудив її) і відігніть полюсні наконечники. Барабан колектора можна акуратно намотати з ниток, а щоб вони не розпалися, добре промажте їх клеєм. Зовнішній діаметрбарабана має бути не більше 2 мм. Ламелі колектора вигніть на круглому стрижні відповідного діаметра з мідної фольги. Внутрішні частини якоря, де має бути обмотка, покрийте двічі-тричі нітролаком, щоб не було замикання на корпусі. У пази якоря покладіть 480 витків емальованого дроту діаметром 0,05 мм. Щоб спаяти такий тонкий провід, вам доведеться намотати на паяльник мідний, загострений на кінці дріт діаметром 1 мм (рис. 2).

Корпус статора зігніть теж із тонкої жерсті. Його розміри наведені на малюнку 3. Намотайте на нього 280 витків емальованого дроту діаметром 0,05 мм. З якорем статор з'єднується послідовно. Як бачите, конструкція власників одразу набагато спростилася (рис. 4).

Якщо колектор, який робив Ю. Єрьомін, вам здасться трудомістким, зробіть інший, простіший, наприклад, як на малюнку 5.

З ниток з клеєм зробіть два барабани і з'єднайте їх з обмоткою якоря, попередньо зачистивши дрібний провід наждачним папером. На кожен барабан нанесіть нітрофарбою смужку. Смужки ці повинні бути трохи менше півкола барабана. Розташовуються вони з протилежних сторін. Незафарбовані ділянки дроту виконуватимуть самі функції, як і ламелі. Щітки розташуйте по обидва боки осі.

У 30-ті роки мікроелектродвигун Ю. Єрьоміна не набув широкого поширення. Легко пояснити чому: тоді мало було мікромеханізмів, та й з мініатюрними джерелами струму було туго. У наш час мікроелектродвигуни використовуються в багатьох галузях промисловості, наприклад, у годинниковій. Є їм і мініатюрні джерела струму.

І моделісти сьогодні все частіше і частіше використовують крихітні електродвигуни.

Якщо ви захочете оживити мініатюрну модель-копію автомобіля, купленого в магазині іграшок, згадайте про двигун Ю. Єрьоміна.

ЮТ, № 3, 1984
А. Ільїн. Малюнки М. Сімакова

Сьогодні електротранспорт подається маркетологами як носій найпрогресивніших технологій в автомобілебудуванні. І багато хто впевнений, що електромобіль може бути або дорогим, як Nissan Leaf або Mitsubishi i-MiEV, або дуже дорогим - як Tesla. Однак члени дружньої спільноти електромобілістів-саморобів знають, що це не так! У найпростішому рукотворному варіанті «машина на батарейках» значно дешевша за свої промислові аналоги і не вимагає інноваційних технологійта матеріалів. Тому чимало елементарних електромобілів їздить поряд з нами дорогами під масою звичайних бензинових моделей – просто ми про це не знаємо!

"Електромобіль версії 1.0" - машина базового рівня, зробити яку може за півроку в гаражі практично будь-який рукастий чоловік, який вміє ремонтувати автомобіль і володіє початковими знаннямиу електротехніці. Мета цієї статті, звичайно ж, не вручити читачеві чітку інструкцію із застосування, а дати, як сьогодні модно говорити, «дорожню карту» розуміння того, що електромобіль – це просто! Розповів «Колесам» про це один з найавторитетніших російських електромобілістів-саморобів Ігор Корхов, адміністратор найбільшого тематичного форуму electrotransport.ru, який успішно будував закінчені конструкції власних електромобілів, а зараз їздить на модернізованій Lada Ellada.

Статті / Практика

Бій комарам у машині: як зробити фумігатор для автомобіля

Якийсь час тому я подався на рибалку на торф'яні озера Сергієво-Посадського району Підмосков'я. Маршрут був звичним, план теж - заїзд увечері в суботу, ночівля в машині, а о третій ранку вихід на воду на човні.

10360 0 0 29.08.2016

Кузов

З чого складається електромобіль початкового рівня, який нескладно збудувати на гаражному «стапелі»? Кузов від машини-донора з кермовим керуванням, підвіскою, трансмісією та гальмами, електродвигун постійного струму, агрегатований зі штатною ручною КПП, пакет батарей з контролером, педаль акселератора, від якої контролер отримує сигнал і ряд допоміжних вузлів, які можна навіть привносити в конструкцію не одночасно, а потім – після перших пробних виїздів, на які з таким нетерпінням чекає душа гаражного інженера…

Як кузовний донор, як правило, беруть передньопривідну машину, щоб не втрачати енергію на тертя в хрестовинах кардану і гіпоїдної передачі заднього моста. Намагаються знайти легшу машинку, в ідеалі до 600-700 кілограмів, хоча це не завжди вдається - більшість авто надмірно важкі з точки зору будівництва електромобіля. Свого часу дуже популярна серед гаражних електромобільників була Таврія - кузов легкий і відмінна "катучість" - на рівній дорозі можна було буквально штовхати пальцем! Але Таврії майже все, на жаль, згнили вже ... Популярні Golf-и першого-другого покоління, Daihatsu Mira і тому подібні невеликі машинки. "Катучість" намагаються збільшувати за рахунок особливих шин - так званих "зелених": вузьких і допускають тиск 2,7 і більше атмосфер для усунення втрат на деформацію гуми.

Двигун

Я бачив, як на машині зі знятим двигуном до первинного валу ручної КПП підключали потужний шуруповерт, виводили в салон керування його кнопкою включення та фактично отримували за півгодини електромобіль! Так, курйозний, так, що їде не швидше за п'ять кілометрів на годину, але, по суті, непогано демонструє простоту і працездатність конструкції «варіанту 1.0»! Все це, зрозуміло, з галузі «механіки жартують», але принцип загалом зберігається.
Ігор Корхов

Найпоширенішими двигунами для саморобок початкового рівня були і, як і раніше, є тягові мотори ДС-3.6 від болгарських складських вилкових електронавантажувачів типу «Балканкар EB-687». Це двигуни послідовного збудження, що живляться постійним струмом з напругою 80 вольт, потужністю 3,6 кіловат. Виглядає такий мотор, як циліндричне барило, важить 66 кілограмів. Це далеко не найкращий за характеристиками маси та економічності мотор, але він легкодоступний і популярний у конструкторів-початківців електромобілів. Придбати такий «движок» можна в міру свого везіння – комусь він перепаде за спасибі, хтось знайде за 5–10 тисяч рублів. В принципі, така вартість виправдана - мотор не швидкісний, але має чудовий момент, що крутить, витягує на будь-яку гірку навіть на третій передачі, простий в монтажі, невибагливий.

Трансмісія

Статті / Практика

Саморобний кондиціонер у машині: наш експеримент

Пляшка з льодом як засіб від перегріву? Напевно, колись кондиціонер в автомобілі стане досконалою нормою, незалежно від вартості та комплектації. Однак, як і раніше, мільйони машин, що «бігають» по наших...

82592 6 5 25.07.2016

У "Варіанті 1.0" не зустрінеш мотор-колес та інших прогресивних електромобільних "нанотехнологій". Робиться, як простіше, а найпростіше зростити електродвигун з вже існуючою на автомобілі-донорі трансмісією - ручний КПП з головною передачею та диференціалом, через ШРУС переднього приводу з маточиною і передніми колесами.
- Власне, кошик та диск зчеплення, його привід (гідравлічний або тросовий), та й сама ліва педаль видаляються – це зайва вагаі вони нам більше не потрібні. - Розповідає Ігор Юрійович, - Перемикати швидкості ми, щоправда, все ж таки будемо - але рідко і без роз'єднання валів мотора і КПП - просто встромляючи передачі рукояткою коробки. Включається потрібна передача без зчеплення спокійно як перед початком руху, так і на ходу: кидаєш газ, підводиш рукоятку КПП, синхронізатори спрацьовують - і їдемо далі.

Третю передачу використовуємо для їзди містом, четверту – заміською трасою, другу – буераками. Перша взагалі ніколи не використовується, момент на колесах такий, що їх просто прокручує при легкому торканні акселератора!

Щоб встановити електромотор під капот, потрібні дві основні "хендмейд"-деталі: перехідна плита та перехідна втулка, за допомогою яких електродвигун з'єднується з "рідною" ручною коробкою передач автомобіля. Плита з'єднує електромотор та КПП, а втулка – вал двигуна та первинний вал КПП.

Плита легко робиться своїми руками з товстолистової сталі або алюмінію – достатньо наявності слюсарних навичок середнього рівня, болгарки та дриля.

Перехідну втулку, що з'єднує вали електромотора та КПП, також зробити нескладно за допомогою дядька Васі-токаря та зварювання – з одного боку втулка повинна поєднуватись з валом електродвигуна, а з іншого до неї приварюється шліцева частина, вирізана з диска зчеплення тієї коробки, з якої ми з'єднуємо електромотор.

Батарея

Батарея для електроавто – тільки літій-залізо-фосфат, інших варіантів немає! Про стартерні свинцеві батареї, що здаються привабливими для початку, "на спробувати", забудьте відразу і назавжди - вони категорично непридатні, просто гроші на вітер. Декілька зарядок-розрядок – і акумулятори відправляться до пункту прийому кольорового металу! Тягові свинцеві батареї теж довго не живуть, оскільки при їх масі ємність завжди буде недостатньою, а це означає надмірно великий струм споживання в розрахунку на одну батарею. За таких струмів не тримається і тяговий свинець. Тож винятково «ліфери», хоч це й недешево.

Свого часу через свинець багато хто проходив – і я в тому числі. Нині такі помилки повторювати жодного сенсу немає. Стартерні батареї у мене почали помирати через пару місяців, ледве встиг розпродати за півціни, доки не втратили ємність. Потім у свій час використовував герметичні батареї від живлення телекомунікаційних систем (джерела безперебійного живлення стільникових вишок) – вистачало на сезон, починало зростати внутрішній опір…Тому, щойно з'явився широкодоступний літій-ферум, усі перейшли на нього. Найкраща питома щільністьенергії, вміння віддавати та приймати великі струми, довговічність, морозостійкість. Але ціни поки що високі, і батарея є найдорожчим вузлом електромобіля – це потрібно враховувати саморобу.
Ігор Корхов

Спрощений розрахунок параметрів та вартості батареї виглядає так: припустимо, що нам треба набрати 100-вольтову батарею – на таку напругу розраховано чимало моторів. Напруга однієї "ліфер-банки" - 3,3 вольта: значить, нам потрібно з'єднати послідовно 30 банок. Але другий важливий параметрбатареї – ємність. Оскільки банки однакові, ємність однієї = ємність всієї батареї. "Банка" хорошої якостікоштує приблизно 1,5 долара за 1 ампер-годину, а 30-ампергодинна батарея початкового рівня забезпечить машині вагою до тонни 25–30 кілометрів запасу ходу.

Вважаємо:

30 ампер-годин х $1,5 = $45 за одну банку
$45 х 30 банок = $1350 $ за всю батарею

Загалом, батарея небюджетна, і це лише ємність, придатна для перших експериментів - по-хорошому, її потрібно збільшувати хоча б вдвічі.

Заряджають акумулятори електромобіля найчастіше напівсаморобними зарядними пристроями, зробленими на основі дешевих списаних блоків живлення, що насичують резервні акумулятори на базових станціях стільникового зв'язку– там вони працюють разом із 48-вольтовими свинцевими батареями. Таких блоків потрібно дві штуки – їх з'єднують послідовно, внутрішнє регулювання дозволяє підняти напругу кожного до 64 вольт і зарядити батареї для більшості поширених електромоторів, які використовуються EV-саморобниками.

Статті / Практика

Мікронасос для заміни олії з чистими руками: випробовуємо у справі

Голь на вигадки… На сайті популярного китайського Інтернет-магазинув описі 12-вольтового водяного насоса для облаштування фонтанчиків в акваріумах та дачних декоративних міні-басейнах нам випадково попався на очі.

68501 7 0 14.07.2016

До речі, штатний 12-вольтовий акумулятор, як правило, залишається на своєму місці - від нього зручно живити різні штатні ж споживачі - звуковий сигнал, склоочисники, склопідйомники, «музику», світло і т. п. Пізніше, як один з перших апгрейдів, його можна замінити на DC/DC конвертер ват на триста, що робить 12 вольт зі 100.

Інші вузли

Власне, крім мотора, трансмісії та батареї в найпростішому електромобілі є ще ряд вузлів - як необхідних, так і за бажанням. Категорично необхідним є, звичайно, контролер управління двигуном. У найпростішому варіанті він може бути виготовлений самостійно на відносно недорогих і поширених деталях, а датчиком педалі газу послужить датчик кута повороту дросельної заслінки від інжекторного ВАЗа. Можна купити контролер у вітчизняних саморобників, виписати фабричний з Китаю або замовити з eBay брендовий блок від Curtis - обійдеться модуль в 250-300 $.

Додаткових вузлів, які не є обов'язковими для пробної (або навіть взагалі!) поїздки – чимало. Наприклад, грубка, з якої викидається рідинний радіатор і встановлюється замість нього електричний ТЕН. Або, скажімо, вакуумний насос для підсилювача гальм. Оскільки двигун внутрішнього згорянняна машині відсутня, зникає і розрідження впускного колектора, необхідне роботи вакуумного підсилювача гальм. Тому багато саморобів ставлять електричні допоміжні насоси ВУТ, запозичені від машин типу Volvo XC90, Ford Kuga і т.п.

Втім, все залежить від проекту – на легкому електромобілі навіть апгрейд гальм роблять далеко не все, оскільки роль «вакуумника» частково виконує рекуперативне гальмування двигуном, та й чимало машин із заводу не мали вакуумного підсилювача в принципі, цілком непогано гальмуючи. Без нього, наприклад, вироблялися не тільки відомий ВАЗ-«копійка», а й Таврія, Ока в деякі роки і так далі.

Ціни та гроші

Машина-донор, електромотор, контролер - все це гнучко варіюється і тут можна "кроїти" в міру хитрості та бажань. Можна купити автомобіль-донор тисяч за 100–150 у пристойному стані по кузову, можна тисяч за 50 – але з необхідністю бляшанки, зварювання, малярки… Можна купити електродвигун від старого болгарського навантажувача, а можна старий або новий американський мотор, спроектований спеціально для електромобілів . Можна придбати промисловий контролер управління тягою двигуна, а можна спаяти і самому, якщо є навички. Те саме стосується і всього іншого, крім батареї. Тут особливо «скроїти» нічого не вдасться: ціни на нові літій-ферум банки скрізь приблизно однакові, питання в ємності. Хороша 80-100-вольтова батарея на приблизно сто кілометрів пробігу коштуватиме сьогоднішні гроші в 4-5 тисяч доларів. Можна, звичайно, почати з малоємного акумулятора з перспективою нарощування (адже навіть коротка перша поїздка надихає і дає розуміння, що трудишся не дарма!), але треба розуміти, що маленьку ємність потрібно якнайшвидше збільшувати, оскільки її недолік веде до підвищення струму віддачі від кожної окремої банки аж до небезпечних ударних величин, що вкорочують їм життя... Поки роздумуватимеш з покупкою другої половини, помре перша...

Статті / Практика

Готуємо автомобіль до туристичного виїзду: три важливі аксесуари

Три фактори, без яких не обходиться комфортний виїзд на пару-трійку днів на природу, на риболовлю/полювання або на якийсь фестиваль чи зліт - це водопостачання, світло та пічка. Багатьом здається, що це питання легко...

24224 0 0 08.08.2016

Тож чи вигідно будувати електромобіль? Навіть досвідчений саморобник і фактично гуру гаражної EV-будови Ігор Корхов вважає, що на першому місці тут все ж таки хобі, а «обдурити систему» можна лише досить умовно – це буде межувати з самообманом… Справа в тому, що кінцевий результат не можна оцінювати чисто за вартості пройденого кілометра, як багатьом здається - доводиться брати до уваги і комфорт, і функціональність, і безпеку машини, і відчуття від того, чим володієш. Ось, припустимо, нова бензинова Лада Гранта - коштує вона від 360 тис. рублів, що приблизно дорівнює 5500 $. Найбюджетніший електромобіль на базі якого-небудь VW Golf ранніх поколінь обійдеться в стільки ж по комплектуючих - плюс час, просиджений на тематичних форумах, і вкладена власна праця. В результаті на одній чаші ваг – нехай і вітчизняний, але пахне новизною і безпроблемний автомобіль на гарантії, а на іншій – літній і зовні пошарпаний «електросамопал» у стадії нескінченної доробки, без можливості дозаправки паливом у дорозі, спочатку (а то й назавжди) без кондиціонера, підсилювача гальм тощо.

Ну або, скажімо, наступна планка – Hyundai Solaris. Новим він коштує від 600 000 рублів, що становить близько 9200 $. Подібну суму доведеться витратити, якщо будувати електромобіль на базі більш-менш свіжого кузова іномарки, який пристойно виглядає зовні і має не вбитий салон, купивши до цього кузова хороший американський електромотор, надійний фірмовий контролер Curtis і набравши ємну батарею. Однак на виході – загалом майже те саме, що й у першому випадку… У Соляріса в козирях максимальна швидкість і динаміка, можливість поповнювати запас палива повсюдно, а не тільки в особистому гаражі, де є розетка, всі переваги нової та надійної машиниз масою функціональних зручностей, гарантії та інше. Саморобка ж, хай і більш пристойна всередині та зовні, залишається саморобкою – машиною з суттєвими обмеженнями по дальності пробігу та можливості заправки, вічним конструктором, тренажером для рук та розуму…

Висновки

З точки зору застосування рук і розуму для людини, що любить автомобілі та технології, будівництво електромашини, безумовно, виправдана! Хобі це, звичайно, затратне, але все пізнається в порівнянні - причому, порівняно не з олігархічними крайнощами на кшталт колекціонування яєчок Фаберже, а з цілком поширеними та масовими технічними прикладними захопленнями. Скажімо, любителю риболовлі середньонький надувний човен з підвісним двигуном відомої маркисил десь у десять виллється як мінімум у дві третини найпростішого електромобіля.

Хороший квадрокоптер із камерою коштує не менше. На цьому тлі будівництво електромобіля анітрохи не виділяється – нормальна така чоловіча забава.

Не менша привабливість будівництва електромобіля «Версії 1.0» у тому, що результат досягнутий для багатьох, а не тільки для обраних – не треба бути «інженером 80-го рівня», щоб зчленувати електродвигун з КПП, прокласти силову та керуючу проводку та розмістити у багажнику батареї. У найпростішому варіанті конструкції та з численними порадами чуйного електромобільного ком'юніті в інтернеті робота буде приємною і майже напевно успішною.

Однак, поки не подешевшали ефективні батареїі не поширилися недорогі комплекти тягових моторів та контролерів, як це сталося з китами для електровелосипедів, електромобіль гаражної споруди щодо вартості експлуатації навряд чи буде серйозним конкурентом бюджетним бензиновим авто та тим більше газифікованим машинам… У разі прагнення до економії вкластися в установку пропанового газового обладнання – простіше та вигідніше…

Фото люб'язно надав американський саморобник Брюс, який ретельно документував усі етапи будівництва в домашніх умовах свого електромобіля на базі пікапа-хетчбека Suzuki Mighty Boy 1985 року.

Зацікавились темою будівництва електромобіля?

Зробити електромотор із того, що під руками зовсім не складно.

Як видно на фото вгорі для мотора нам знадобиться скотч, пара шпильок, магніт, батарейка і шматок мідного дроту.

Замість звичайної батареї краще взяти акумулятор, оскільки заряду батарейки для такого електромотора вистачить не надовго. Візьміть мідний дріт і намотайте 30-50 витків навколо батареї.

Кінці дроту закріпіть на протилежних краях ротора, що вийшов, вони будуть віссю. Їх можна зав'язати вузлом.

Обидва кінці дроту очистіть від лакової ізоляціїнаждачним папером чи ножем.

Тепер візьміть батарейку, скотч та шпильки, прикріпіть шпильки скотчем у контактах батарейки, в вушка шпильок вставте приготовлений мідний ротор.

УВАГА! У цей момент контур нашого ротора замикає контакти батарейки та тримати цю конструкцію у "спокійному" положенні довго не рекомендується! Електроліт батареї може сильно нагріватися, тому не робіть ротор менше 30 витків, чим більше краще (більший опір). Тепер під ротор на батарею покладіть магніт, він сам "прилипне" до батареї. Ротор почне швидко обертатися.

Ротор не повинен торкатися магніту і навіть краще буде, якщо магніт буде на відстані 5-10 мм від ротора. Спробуйте магніт у різних положеннях, повертайте його, спробуйте віднести його подалі від мідного ротора, досягти максимальної швидкості обертання.

Це найпростіший прикладелектромотора, його схему ми не раз проходили у школі на уроках фізики, але чомусь нам жодного разу не показували цієї простої та цікавої конструкції:) Дивимося відео як працює цей саморобний моторчик.

[відео втрачено сервісом rutube]