2 лютого 2012 в 16:02

Як зробити електродвигун за 15 хвилин

• DIY або Зроби сам

Завжди цікаво спостерігати за явищами, що змінюються, особливо якщо сам береш участь у створенні цих явищ. Зараз ми зберемо найпростіший (але реально працюючий) електродвигун, що складається з джерела живлення, магніту та невеликої котушки дроту, яку ми самі і зробимо.

Існує секрет, що змусить цей набір предметів стати електродвигуном; секрет, який одночасно розумний і надзвичайно простий. Ось що нам потрібно:

1,5В батарея чи акумулятор.

Утримувач із контактами для батареї.

Магніт.

1 метр дроту з емалевою ізоляцією (діаметр 0,8-1 мм).

0,3 метри неізольованого дроту (діаметр 0,8-1 мм).

Ми почнемо з намотування котушки, тієї частини електродвигуна, яка буде обертатися. Щоб зробити котушку достатньою рівною та круглою, намотаємо її на відповідному циліндричному каркасі, наприклад, на батарейці типорозміру АА.

Залишаючи вільними по 5 см дроти з кожного кінця, намотаємо 15-20 витків на циліндричному каркасі.

Не намагайтеся особливо щільно і рівно намотувати котушку, невеликий рівень свободи допоможе котушці краще зберегти свою форму.

Тепер обережно зніміть котушку з каркаса, намагаючись зберегти отриману форму.

Потім оберніть кілька разів вільні кінці дроту навколо витків для збереження форми, спостерігаючи за тим, щоб нові скріплювальні витки були навпроти один одного.

Котушка має виглядати так:


Зараз настав час секрету, тієї особливості, яка змусить двигун працювати. Це секрет, тому що це вишуканий та неочевидний прийом, і його дуже складно виявити, коли двигун працює. Навіть люди, які багато знають про роботу двигунів, можуть бути здивовані здатністю двигуна працювати, поки не виявлять цю тонкість.

Тримаючи котушку вертикально, покладіть один із вільних кінців котушки на край столу. Гострим ножемвидаліть верхню половину ізоляції, залишаючи нижню половину емалевої ізоляції.

Виконайте те саме з другим кінцем котушки, спостерігаючи за тим, щоб неізольовані кінці проводу були спрямовані вгору у двох вільних кінців котушки.

У чому сенс цього прийому? Котушка лежатиме на двох тримачах, виготовлених із неізольованого дроту. Ці утримувачі будуть приєднані до різних кінців батареї, так, щоб електричний струм міг проходити від одного утримувача через котушку до іншого утримувача. Але це відбуватиметься лише тоді, коли неізольовані половини дроту будуть опущені вниз, торкаючись власників.

Тепер необхідно зробити підтримку для котушки. Це просто витки дроту, які підтримують котушку та дозволяють їй обертатися. Вони виготовлені з неізольованого дроту, оскільки крім підтримки котушки вони повинні доставляти їй електричний струм.

Просто оберніть кожен шматок неізольованого дроту навколо невеликого цвяха – і отримайте потрібну частину двигуна.

Підставою нашого першого електродвигуна буде утримувач батареї. Це буде підходяща база, тому що при встановленої батареївона буде досить важкою для того, щоб електродвигун не тремтів.

Зберіть п'ять частин разом, як показано на знімку (спочатку без магніту). Покладіть зверху акумулятора магніт і акуратно підштовхніть котушку.


Якщо все зроблено правильно, КАТУШКА ПОЧНЕ ШВИДКО ОБЕРТАТИСЯ! Сподіваємося, що у Вас, як і в нашому експерименті, все почне працювати з першого разу.

Якщо мотор не запрацював, ретельно перевірте всі електричні з'єднання. Чи обертається котушка вільно? Чи достатньо близько розташований магніт (якщо недостатньо, встановіть додаткові магніти або підріжте дротяні тримачі)?

Коли двигун запрацює, єдине, на що потрібно звернути увагу - щоб не перегрівся акумулятор, оскільки струм досить великий. Просто зніміть котушку – і ланцюг буде розірвано.
Давайте з'ясуємо, як саме працює наш найпростіший електродвигун. Коли по дроту будь-якої котушки тече електричний струм, котушка стає електромагнітом. Електромагніт діє як стандартний магніт. Він має північний та південний полюс і може притягувати та відштовхувати інші магніти.

Наша котушка стає електромагнітом тоді, коли неізольована половина котушки, що виступає, стосується неізольованого тримача. У цей момент по котушці починає текти струм, у котушки виникає північний полюс, який притягується до південного полюса постійного магніту, і південний полюс, який відштовхується від південного полюса постійного магніту.

Ми знімали ізоляцію з верхньої частини дроту, коли котушка стояла вертикально, тому полюси електромагніту будуть спрямовані вправо та вліво. А це означає, що полюси почнуть рухатися, щоб розташуватися в одній площині з полюсами магніту, що лежить, спрямованими вгору і вниз. Тому котушка повернеться до магніту. Але при цьому ізольована частина дроту котушки торкнеться тримача, струм перерветься, і котушка більше не буде електромагнітом. Вона провернеться по інерції далі, знову торкнеться неізольованої частиною тримача і процес повториться знову і знову, поки батареї не скінчиться струм.

Як можна змусити електромотор обертатися швидше?

Один із способів – додати зверху ще один магніт.

Піднесіть магніт під час обертання котушки, і станеться одне з двох: або двигун зупиниться, або почне обертатися швидше. Вибір одного з двох варіантів залежатиме від того, який полюс нового магніту буде спрямований до котушки. Тільки не забудьте притримати нижній магніт, бо магніти стрибнуть один до одного і зруйнують тендітну конструкцію!

Інший спосіб - посадити на осі котушки маленькі скляні намистинки, що зменшить тертя котушки об утримувачі, а також краще збалансує електродвигун.

Існує ще багато способів удосконалення цієї простої конструкції, але основна мета нами досягнута – Ви зібрали та повністю зрозуміли, як працює найпростіший електродвигун.

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 ізоляції наждачним паперомчи 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]

Магнітне поле створює електричний струм, що подається в котушку (соленоїд). Поле ж із певною силою діє на піднесений до нього магніт. Але і магніт з такою ж силою діє на провід, яким йде струм. На явищі взаємодії електричного струмута магніту заснована робота електричних двигунів (електромоторів).

Будь-який електродвигун складається із двох основних частин. Нерухома створює магнітне поле - це статор, що являє собою постійний магніт або обмотку збудження, частина, що обертається - ротор.

Як діє електродвигун? Між полюсами постійного магніту знаходиться ротор - один виток дроту: по ньому протікає електричний струм. Такий виток із струмом створює магнітне поле.

Взаємодіючи з постійним магнітом(Статором), північний полюс витка (ротора) притягнеться до південного полюса магніту, а південний - до північного. Якщо тепер змінити напрямок струму у витку, то розташування полюсів у ротора також зміниться на зворотне. Біля північного полюса статора опиниться північний полюс витка, біля південного – південний. Виникнуть сили відштовхування, і виток повернеться на півоберта. Нова зміна напрямку струму викличе поворот ще на півоберта і т.д.

Змінює напрямок струму в обмотці ротора спеціальний пристрій - колектор. Найпростіший колектор – це металеве кільце, розділене на дві половини. З кожною половинкою кільця з'єднаний один із кінців обмотки ротора. До півкільців притискаються щітки – металеві пластини, з'єднані з джерелом струму. Щітки переходять з однієї половини кільця в іншу, і напрямок струму в обмотці ротора змінюється. Тому він обертається безперервно. Так діє електродвигун постійного струму.

А тепер пропонуємо самим виготовити електромотор для моделей, що рухаються (рис. 1). Почніть зі статора. На малюнку 2 виріжте 18 пластин з відпаленої жерсті (наприклад, консервної банки) завтовшки 0,5-1 мм. У пластинах просвердліть 4 отвори Ø 2,5 мм: вони знадобляться для болтів, що стягують. Далі скріпіть всі пластини разом, обробіть напилком торці статора, приділивши особливу увагу його внутрішньої поверхні. Її діаметр повинен дорівнювати 41 мм.

Мал. 1. Саморобний електромотор

У пакеті просвердліть ще два отвори Ø 2,5 мм для кріплення передньої та задньої накладок. Потім розберіть статор, очистіть кожну пластину від задирок, покрийте шаром шелаку або клею БФ-2 і знову зберіть.

Обмотку збудження (котушку на статорі) намотайте дротом в емалевій ізоляції Ø 0,4-0,5 мм ПЕЛ або ПЕВ 0,4-0,5. На каркасі, склеєному з прессшпана, укладіть 150 витків.

Серце ротора зробіть набірним з 18 окремих пластин-дисків Ø 40 мм. У центрі кожної пластини просвердліть отвір Ø 4 мм. Потім з листового заліза товщиною близько 2 мм зробіть два круглі шаблони. Трохи відступивши від краю, просвердліть у них на рівній відстані один від одного п'ять отворів Ø 8 мм. Розширіть їх за допомогою круглого напилка до розмірів, вказаних на малюнку 2 (поз. 7).

Мал. 2. Деталі електродвигуна: 1 – щіткотримач, 2 – пружина, 3 – щітка, 4 – передня накладка, 5 – проміжна шайба, 6 – колектор, 7 – ротор, 8 – вал, 9 – статор, 10 – шарикопідшипник № 3, 11 - котушка збудження, 12 – гвинт, 13 – задня накладка.

Зберіть усі пластини на металевому стрижні з різьбленням, а по краях встановіть шаблони. За допомогою лещат пакет туго стягніть, закріпіть гайками і обробіть на токарному верстатіабо плоским напилком, довівши діаметр ротора до 39 мм. Просвердліть отвори для обмотки круглим напилком, розширте за шаблонами.

Розберіть ротор, акуратно зачистіть кожну пластину від задирок і промийте в ацетоні. Потім покрийте кожну пластину шелаком чи клеєм БФ-2. Остаточно ротор зберіть так, щоб порядок пластин у ньому залишився тим самим. Пластини ротора надягніть на сталеву вісь, виточену на токарному верстаті. Туго стягніть їх між шаблонами за допомогою гайок і помістіть на годину гарячу духовку.

Після цього намотайте обмотку дротом ПЕЛ або ПЕВ 0,4-0,5. Укладання почніть з боку довшого кінця осі, зробивши висновок довжиною 50 мм. Перші 50 витків намотайте через перший лаз до третього (рис. 3). Кінець дроту не обривайте, складіть, трохи скрутивши, у вигляді петлі. Потім цим проводом намотайте ще 50 витків, але вже між другим і четвертим пазами. Знову зробіть петлю і знову продовжуйте намотування в тому ж напрямку, але цього разу між третім та п'ятим пазами. Потім між четвертим і першим, п'ятим і другим.

Мал. 3. Схема намотування роторних обмоток

Кінець останньої обмотки з'єднайте з початком першої. У пази, що залишилися після намотування, вставте картонні смужки для захисту ізоляції від пошкоджень.

Тепер виготовте колектор. Він є коло з ізоляційного матеріалу, на якому, не стикаючись один з одним, укріплені П'ять струмопровідних секторів. Вони виготовлені з мідної шайби, розпиляної на п'ять частин. Сектори приклеєні до кола клеєм БФ-2 так, щоб просвіти між ними становили не більше 1 мм.

Готовий колектор просушіть протягом 1-2 діб, а потім ретельно зачистіть: при обертанні ротора щітки повинні ковзати по поверхні пластин без заїдання.

Надягніть колектор на вісь ротора і закріпіть у такому положенні, щоб середина кожного сектора знаходилася проти середини паза ротора. Потім до пластин колектора припаяйте кінці обмоток ротора.

Влаштування щіток і щіткотримачів показано на малюнку 2.

Для розуміння процесу виготовлення асинхронного електродвигуна своїми руками слід знати його будову та принцип роботи. При дотриманні покрокової інструкції самостійно виготовити конструкцію з мінімальними витратамина матеріали, тому що при складанні використовуються підручні засоби.

Підготовка матеріалів

До початку збирання необхідно впевнитись у наявності необхідних матеріалів:

• ізоляційна стрічка;
• термо- та суперклей;
• батарейка;
• кілька болтиків;
• велосипедна спиця;
• тяганина з мідного матеріалу;
• пластинка із металу;
• гайка та шайба;
• фанери.

Необхідно підготувати кілька інструментів, у тому числі плоскогубці, пінцет, ножик, ножиці.

Виготовлення

Спочатку проводиться рівномірна намотування зволікання. Її акуратно накручують на котушку. Щоб полегшити процес, можна скористатися основою, взявши, наприклад, акумулятор. Щільність намотування не повинна бути великою, але й легка також не потрібна.

Отриману котушку необхідно зняти з основи. Роблять це обережно, щоб намотування не було пошкоджено. Це необхідно для виготовлення регулятора обертів двигуна своїми руками. Слід на наступному етапі провести видалення ізоляції на кінцях дроту.

На наступному етапі виготовляють частотник для електродвигуна своїми руками. Робиться конструкція легко. У 5 пластинах електродрилем просвердлюється отвір, потім слід надіти їх на велосипедну спицю, яка береться як осі. Пластини притискаються, при цьому їх фіксація проводиться за допомогою ізоленти, надлишок обрізається за допомогою канцелярського ножа.

Коли через котушку проходить електричний струм, то частотником створюється біля себе магнітне поле, що зникає після відключення електроструму. Скориставшись цією властивістю, слід проводити притягування та відпускання деталей із металу, при цьому проводять включення та відключення електроструму.

Виготовлення струмового запобіжного пристосування

Взявши платівку невеликих розмірів, Проводять її кріплення на осі, для надійності притиснувши конструкцію за допомогою плоскогубців. Далі проводять виготовлення обмотки якоря електродвигуна своїми руками. Для цього необхідно взяти нелакований мідний дріт.

Проводять підключення одного кінця до пластинки з металу, встановивши її поверхні вісь. Електрострум проходитиме через всю конструкцію, що складається з пластини, металевого переривника та осі. При контакті з переривником відбувається замикання та розмикання ланцюга, що дає можливість підключення електромагніту та його подальшого відключення.

Виготовляємо рамку

Рамка необхідна, оскільки електродвигун цей пристрій руками дозволяє не тримати. Виготовляється конструкція рамки із фанери.

Виготовлення індуктора

У фанерній конструкції роблять 2 отвори, згодом тут електродвигунна котушка закріплюється за допомогою болтів. Подібні опори виконують такі функції:

• якірна опора;
• здійснення функції електричного дроту.

Після з'єднання пластин слід конструкцію притиснути болтами. Щоб якір був закріплений у вертикальному положенні, робиться рама із металевої скоби. У її конструкції свердлять 3 отвори: один з них рівний за розміром осі, а два – діаметра шурупів.

Процес виготовлення щіток

На гайку необхідно покласти папір, зверху слід пробити отвір болтом. Після надягання паперу на болт у верхній частині його ставиться шайба. Усього слід зробити чотири такі деталі. Накручування гайок проводять на верхню щічку, знизу слід підкласти шайбочку та зафіксувати конструкцію за допомогою термоклею. Конструкція каркасу готова.

Далі необхідне перемотування дроту для електродвигунів своїми руками. Кінець дроту намотують на каркас, скручуючи при цьому кінці дроту, щоб котушка була красива та презентабельна. Далі слід розкрутити гайки, видалити болт. Початок та кінець дроту очищають від лаку, а потім встановлюють конструкцію на болт.

Зробивши так само другу котушку, необхідно з'єднати конструкцію і перевірити, як працює електродвигун. Капелюшок болта підключають до плюса. Слід здійснити плавний пуск електродвигуна, зібраного своїми руками.

Уважно варто поставитися до контактів. До пуску слід перевірити їхню ретельність підключення. Конструкцію потрібно приклеїти на суперклей. У разі збільшення струму відбувається зростання електрорухової потужності.

Якщо котушки з'єднані паралельно, відбувається зменшення сумарного опору і зростання електричного струму. Якщо конструкція з'єднується послідовно. то сумарний опір збільшується, а електричний струм сильно зменшується.

Проходячи через конструкцію котушки, спостерігається збільшення електричного струму, що призводить до збільшення розмірів магнітного поля. При цьому електричний магнітсильно притягує до себе електроруховий якір.

Якщо конструкція зібрана правильно, то робота електродвигуна відбувається швидко та ефективно. Щоб зібрати модель електродвигуна, не потрібні якісь спеціальні навички та знання.

Можна на просторах інтернету знайти покрокову інструкціюз фото на кожному етапі. Скориставшись цим, будь-яка людина швидко може зібрати електродвигун із підручних матеріалів.

Фото електродвигунів своїми руками

Щоб зрозуміти, як зробити своїми руками електродвигун, треба згадати, як він влаштований та як працює.

(ArticleToC: enabled=yes)

Якщо слідувати інструкції крок за кроком, не так складно зробити електродвигун самому. Двигун послужить для ваших проектів.

Витрати виготовлення електродвигуна будуть мінімальними, оскільки зробити своїми руками електродвигун можна з підручних коштів.

Насамперед, запастися потрібно необхідними матеріалами:

• болтами;
• спицею велосипедною;
• гайками;
• ізолентою;
• дротом мідним;
• металевою пластиною;
• супер-і термоклеєм;
• фанерою;
• шайбами.

Не обійтися і без таких інструментів:

• електродрилі;
• ножа канцелярського;
• плоскогубців;
• верстата шліфувального;
• молотка;
• ножиць;
• паяльника;
• пінцету;
• шила.

Процес виготовлення

Починати роботу з виготовлення електродвигуна своїми руками потрібно з виготовлення п'яти пластин, в яких потім потрібно просвердлити отвір по центру за допомогою електродриля і надіти на вісь - велосипедну спицю.

Щільно притиснувши пластини одна до одної, слід їх кінці зафіксувати ізолентою, обрізавши надлишки канцелярським ножем. Якщо осі виявилися нерівними, їх треба ув'язнити.

При проходженні через котушку електроструму остання створює магнітне поле навколо себе, яке не відрізняється від поля звичайного магніту, але зникає, коли струм відключають. Властивість це можна використовувати, щоб металеві предмети притягувати і відпускати, включаючи і вимикаючи струм.

Як експеримент можна зробити ланцюг, що складається з кнопки та електромагніту, який включати і відключати допоможе ця кнопка.

Ланцюг живиться від блока живлення комп'ютера 12В. Якщо вісь із пластинами встановити поруч із електромагнітом і включити струм, то вони будуть притягуватися та однією зі сторін повертатися до електромагніту.

Якщо струм спочатку включити, а вимкнути його в момент, коли пластини максимально близько підійшли до електромагніту, то вони пролетять його за інерцією, зробивши оборот.

Якщо момент постійно вгадувати, і включати струм, вони будуть обертатися. Для того щоб зробити це в потрібний момент, необхідний переривник струму.

Виготовлення переривника струму

Знову знадобиться невелика пластина, яку закріпити потрібно на осі, притиснувши плоскогубцями, щоб кріплення було надійним. Як це має виглядати, зрозуміти допоможе відео:

Відео: Як зробити електродвигун

Один із контактів підключають до металевої пластини, а зверху на неї встановлюють вісь. Оскільки вісь, пластина і переривник металеві, то ними йтиме струм. Торкаючись контактом переривника, ланцюг можна замикати та розмикати, що дозволить електромагніт підключати у потрібний момент та відключати.

Конструкція, що вийшла, зроблена своїми руками, називається в електродвигунах постійного струму якорем, а нерухомий електромагніт, що взаємодіє з якорем, - індуктором.

Якір у двигунах змінного струмуназивається ротором, а індуктор – статором. Назви часом плутають, але це неправильно.

Виготовлення рамки

Її потрібно зробити, щоб конструкцію електродвигуна не тримати руками. Матеріал для виготовлення основи – фанера.

Індуктор своїми руками

У фанері зробимо два отвори під болт М6 завдовжки 25 мм, на яких розмістимо пізніше котушки електродвигуна. На болти накрутимо гайки і виріжемо три деталі для з'єднання болтів (опори).

У опор дві функції:на них спиратиметься вісь якоря електродвигуна, зробленого своїми руками, друга — вони служитимуть магнітопроводом, який з'єднає болти. Під них слід зробити отвори (на око, оскільки особливої ​​точності це не вимагає). Пластини з'єднують разом і ставлять знизу, притискаючи болтами. Надівши на болти котушки отримуємо якийсь підковоподібний магніт.

Для закріплення у вертикальному положенні якоря електродвигуна потрібно зробити рамку з листового металу(скоба). У ній свердлимо три отвори: один діаметр осі і два з боків під шурупи (для кріплення).

Виготовлення котушок

Щоб зробити їх, знадобиться смужка з картону та тонкого паперу (див. розміри на кресленні). Вийнявши болт із основи, намотуємо на нього товсту смужку в 4-5 шарів, зафіксувавши 2 шарами ізоленти. Тримається смужка досить щільно. Акуратно знімаємо її, щоб намотати дріт.

Після того, як дріт намотаний, дістанемо пінцетом папір зсередини, обрізаємо зайві шари, щоб на болт котушка одягалася легко. Відрізаємо у котушки зайве з урахуванням того, що зверху та знизу ще будуть щічки, необхідні для того, щоб при експлуатації електродвигуна не сповзав дріт. Так само робимо своїми руками другу котушку і переходить до виготовлення щічок.

Як зробити своїми руками щічки?

Товстий папір кладемо на гайку, а болтом зверху пробиваємо отвір. Зробити це просто. Надівши потім папір на болт, зверху ставимо шайбу і вирізаємо, попередньо обвівши її олівцем. Виходить вона формою аналогічної шайбі.

Усього потрібно таких деталей зробити 4 шт., щоб встановити на болт зверху та знизу. На верхню щічку накручуємо гайку, підклавши металеву шайбу і фіксуємо обидві щічки термоклеєм. Каркас, зроблений своїми руками, готовий.

Тепер залишилося намотати на нього дріт (500 витків) лакований діаметром 0,2 мм. Початок і кінець дроту скручуємо, щоб не розмотувати. Розкрутивши гайку, видалимо болт - залишається красива маленька котушка.

Кінці дроту звільняємо від лаку, використовуючи канцелярський ніж, лудимо, встановлюємо на болт. Те саме зробити потрібно з другою котушкою.

Щоб на осі пластини та переривник струму не прокручувалися, їх рекомендується приклеїти суперклеєм.

Тепер послідовно з'єднаємо котушки, щоб перевірити роботу електродвигуна. Плюс підключаємо на початок обмотки (з боку капелюшка болта). За допомогою ковзного контакту знаходимо положення, в якому електродвигун працює максимально ефективно.

Контакти такі називають електродвигунами щітками. Щоб останні не тримати руками, потрібні щіткотримачі, які приклеюються на суперклей, змастивши олією місця тертя осі.

З'єднавши котушки паралельно, збільшимо струм (оскільки котушки мають опір), отже, зросте потужність електродвигуна. Тобто уявити котушки можна як опору.

А за них паралельному з'єднанніїх, сумарний опір зменшується, отже, зростає струм. При послідовному з'єднанні, все відбувається з точністю до навпаки.

А якщо збільшується струм через котушку, то і магнітне поле більше, а якір електродвигуна сильніше притягується до електромагніту.

Відео: Електродвигун за кілька хвилин