Создание самодельного электрического двигателя для лодки. Как собрать простейший электродвигатель в домашних условиях Самодельный лодочный электромотор за пару часов

Всегда интересно наблюдать за изменяющимися явлениями, особенно если сам участвуешь в создании этих явлений. Сейчас мы соберем простейший (но реально работающий) электродвигатель, состоящий из источника питания, магнита и небольшой катушки провода, которую мы сами и сделаем.

Существует секрет, который заставит этот набор предметов стать электродвигателем; секрет, который одновременно умен и изумительно прост. Вот что нам нужно:

1,5В батарея или аккумулятор.

Держатель с контактами для батареи.

Магнит.

1 метр провода с эмалевой изоляцией (диаметр 0,8-1 мм).

0,3 метра неизолированного провода (диаметр 0,8-1 мм).

Мы начнем с намотки катушки, той части электродвигателя, которая будет вращаться. Чтобы сделать катушку достаточной ровной и круглой, намотаем ее на подходящем цилиндрическом каркасе, например, на батарейке типоразмера АА.

Оставляя свободными по 5 см провода с каждого конца, намотаем 15-20 витков на цилиндрическом каркасе.

Не старайтесь особенно плотно и ровно наматывать катушку, небольшая степень свободы поможет катушке лучше сохранить свою форму.

Теперь аккуратно снимите катушку с каркаса, стараясь сохранить полученную форму.

Затем оберните несколько раз свободные концы провода вокруг витков для сохранения формы, наблюдая за тем, чтобы новые скрепляющие витки были точно напротив друг друга.

Катушка должна выглядеть так:


Сейчас настало время секрета, той особенности, которая заставит мотор работать. Это секрет, потому что это изысканный и неочевидный прием, и его очень сложно обнаружить, когда мотор работает. Даже люди, много знающие о работе двигателей, могут быть удивлены способностью мотора работать, пока не обнаружат эту тонкость.

Держа катушку вертикально, положите один из свободных концов катушки на край стола. Острым ножом удалите верхнюю половину изоляции, оставляя нижнюю половину в эмалевой изоляции.

Проделайте тоже самое со вторым концом катушки, наблюдая за тем, чтобы неизолированные концы провода были направлены вверх у двух свободных концов катушки.

В чем смысл этого приема? Катушка будет лежать на двух держателях, изготовленных из неизолированного провода. Эти держатели будут присоединены к разным концам батареи, так, чтобы электрический ток мог проходить от одного держателя через катушку к другому держателю. Но это будет происходить только тогда, когда неизолированные половины провода будут опущены вниз, касаясь держателей.

Теперь необходимо изготовить поддержку для катушки. Это просто витки провода, которые поддерживают катушку и позволяют ей вращаться. Они сделаны из неизолированного провода, так как кроме поддержки катушки они должны доставлять ей электрический ток.

Просто оберните каждый кусок неизолированного провода вокруг небольшого гвоздя – и получите нужную часть нашего двигателя.

Основанием нашего первого электродвигателя будет держатель батареи. Это будет подходящая база, потому что при установленной батарее она будет достаточно тяжелой для того, чтобы электродвигатель не дрожал.

Соберите пять частей вместе, как показано на снимке (вначале без магнита). Положите сверху аккумулятора магнит и аккуратно подтолкните катушку…


Если все сделано правильно, КАТУШКА НАЧНЕТ БЫСТРО ВРАЩАТЬСЯ! Надеемся, что у Вас, как и в нашем эксперименте, все заработает с первого раза.

Если все-таки мотор не заработал, тщательно проверьте все электрические соединения. Вращается ли катушка свободно? Достаточно ли близко расположен магнит (если недостаточно, установите дополнительные магниты или подрежьте проволочные держатели)?

Когда мотор заработает, единственное, на что нужно обратить внимание – чтобы не перегрелся аккумулятор, так как ток достаточно большой. Просто снимите катушку – и цепь будет разорвана.
Давайте выясним, как именно работает наш простейший электродвигатель. Когда по проводу любой катушки течет электрический ток, катушка становится электромагнитом. Электромагнит действует как обычный магнит. Он имеет северный и южный полюс и может притягивать и отталкивать другие магниты.

Наша катушка становится электромагнитом тогда, когда неизолированная половина выступающего провода катушки касается неизолированного держателя. В этот момент по катушке начинает течь ток, у катушки возникает северный полюс, который притягивается к южному полюсу постоянного магнита, и южный полюс, который отталкивается от южного полюса постоянного магнита.

Мы снимали изоляцию с верхней части провода, когда катушка стояла вертикально, поэтому полюса электромагнита будут направлены вправо и влево. А это значит, что полюса придут в движение, чтобы расположиться в одной плоскости с полюсами лежащего магнита, направленными вверх и вниз. Поэтому катушка повернется к магниту. Но при этом изолированная часть провода катушки коснется держателя, ток прервется, и катушка больше не будет электромагнитом. Она провернется по инерции дальше, вновь коснется неизолированной частью держателя и процесс повториться вновь и вновь, пока в батареях не кончится ток.

Каким образом можно заставить электромотор вращаться быстрее?

Один из способов – добавить сверху еще один магнит.

Поднесите магнит во время вращения катушки, и случится одно из двух: или мотор остановится, или начнет вращаться быстрей. Выбор одного из двух вариантов будет зависеть от того, какой полюс нового магнита будет направлен к катушке. Только не забудьте придержать нижний магнит, а то магниты прыгнут друг к другу и разрушат хрупкую конструкцию!

Другой способ – посадить на оси катушки маленькие стеклянные бусинки, что уменьшит трение катушки о держатели, а также лучше сбалансирует электродвигатель.

Существует еще много способов усовершенствования этой простой конструкции, но основная цель нами достигнута – Вы собрали и полностью поняли, как работает простейший электродвигатель.

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).

Лишнее убираем в сторону, а с этой заготовкой продолжим работать.

Далее понадобится тонкая медная изолированная проволока. В данной самоделке использовалась проволока длиной 5 метров с сечением 0,45мм.

Её необходимо плотно намотать в одном направлении в несколько слоев на получившийся из шприца цилиндр.

Концы проволоки скручиваем друг с другом таким образом. Обмотку фиксируем суперклеем.

Затем понадобится толстая медная проволока из которой изготовим коленчатый вал и шатун.

Сперва удалим изоляцию.

Далее с помощью пассатижей придаем проволоке форму коленчатого вала.

Из оставшейся части проволоки используя плоскогубцы изготовим следующую деталь - шатун. Для его изготовления необходимо изогнуть проволоку с обеих концов как показано ниже.

Затем соединяем обе детали (шатун и коленчатый вал) вместе. Для фиксации шатуна на коленвале используются два кусочка изоляции от медной проволоки из которой изготавливались эти детали. Сперва необходимо надеть один кусочек изоляции, затем шатун и после этого еще один кусочек изоляции.

Дальше понадобятся два неодимовых магнита такого диаметра чтобы они легко могли перемещаться внутри цилиндра.

А так же понадобится деталь похожей формы (ее можно сделать например из дерева), которую горячим клеем крепим на магниты.

После чего получившуюся деталь закрепляем следующим образом:

Затем понадобится деревянное основание и две деревянные опорные стойки. Эти детали конструкции можно изготовить из любого материала, главное условие: он не должен проводить электрический ток. Но я считаю, что данную конструкцию проще всего изготовить именно из куска древесины (в данном случае доски), так как дерево очень доступный материал и довольно прост в обработке.

На основании намечаем будущее расположение цилиндра и опорных стоек. Затем термоклеем фиксируем цилиндр на деревянной заготовке основания.

Далее вставляем коленчатый вал в опорные стойки. Затем горячим клеем фиксируем стойки на основании согласно разметке.

После чего используя небольшие кусочки изоляции ограничиваем перемещение вала в опорных стойках.

На одну из сторон коленвала устанавливаем моховик. Он обеспечит более плавную работу двигателя.

Затем понадобятся два контакта из медной проволоки, которые необходимо закрепить на основании с помощью самореза с широкой шайбой.

После чего подключаем обмотку цилиндра к контактам. Перед подключением концы обмотки обязательно нужно очистить от изоляции (лака).

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

Привет, товарищи, друзья и недоброжелатели! Небольшой кит для построения (досборки) коллекторного электромотора. Так как это предназначено для детей (неустановленного возраста), мотать проволоку не придется, все будет весьма лайтово, но для ребенка интересно. Под катом - сборка, эксплуатация и замеры.

Сразу дисклеймер - этот конструктор был прислан мне на обзор Banggood по пункту 18. Т.е. я за него и за пересылку не заплатил не копейки. Вы же заплатите реальные деньги, прошу это учитывать в формировании собственного мнения о товаре.

Итак, второй конструктор дождался участи быть собранным. Как и он просто пришел в пакете.
Упаковка - достаточно плотная коробочка, почти не пострадала. Вес его конечно гораздо выше.

Коробочка обильно снабжена изображениями собранного изделия, на одной из грани крупные иероглифы - решили с дочерью считать что там написано поздравление с Новым Годом

Нужно заметить, что тут предполагается куда меньше рукоделия чем в предыдущем конструкторе. Но, собственно, и инструкция тут куцая, и абсолютно китайская по диалекту,




а изображения на коробке так вообще откровенно дезинформируют!


(посмотрите как на принте на коробке установлены магниты. Ничего не смущает? Ох уж эти «штатные фотографы» производителя. Кроме того, установка изображена коллектором вверх. Как покажет дальнейшее, в данном устройстве «вверх и низ имеют значение».

Отметим, что на сайте BangGood изображения (фотографии) корректны - магниты установлены разнополюсно, коллектор с щетками внизу.

Внутри нашей коробчонки расположено:






Два магнита в форме параллелипипеда. Достаточно тяжелые, но не сверхмощные для такого-то размера.


Каркас, выполненный из пластика. Уже закреплены «щетки» и там же болтовые зажимы для проводов


Ротор с коллектором на оси.


Два проводка с обжатыми концами под болты.


Жестяной ключик, под зажим провода


Ну и вышеупомянутая невнятная инструкция.

Ну слава богу, мы в общих чертах знаем что сие такое), поэтому после небольшой лекции переходим к сборке и закреплению урока.

Я не претендую на лавры лучшего учителя года, поэтому ограничился рассказом о том, что такое магнитное поле, из-за чего оно возникает (природные магниты и магнитное поле вокруг проводника с током) и как магнитные поля за счет притяжения и отталкивания могут двигать и/или вращать предметы.
Больше всего восхищения вызвал пассаж про «агрессивные магниты», которые толкают ротор через магнитные поля. Упрощение конечно большое, но зато каждый день просит рассказать снова про них

Сборка не вызывает особых проблем, но весьма смущает что на коробке собранное устройство изображено с магнитами установленными симметрично (т.е. N к N) - что противоречит инструкции, изображению на сайте, а главное физическому смыслу. Это печально.Так как ребенок, предоставленный самому себе естественно пытается собрать так как изображено на коробке, не дожидаясь тезисов про полюса магнитов.

Также, на коробке и в инструкции установка изображена вверх коллектором, а на сайте картинки наоборот.
В общем неразбериха.
В итоге самостоятельная сборка дала такой результат:

Пытаемся затянуть пластиковыми зажимами вилки проводков и сталкиваемся с тем, что черный зажим наотрез отказывается закручиваться до состояния прижатия. Не упорствуем, при помощи комплектного ключа зажимаем провод между каркасом и прижимной гайкой.

Теперь немного переделываем установку, параллельно объясняя, что было сделано не так)))

Устанавливаем магниты, следуя инструкции. Устанавливаем ротор с коллектором, ось аккуратно входит острыми концами в выточки на верхнем и нижнем зажимно болтике. Заводим коллектор между «щетками» так, чтобы они внатяг прижимались к коллекторы выштамповками.

Итак, все собрано, подтянуто, ось вращается.

Берем аккумулятор Eneloop (2000мАн, напряжение на момент подключения 1,31Вольт) и…
ничего не происходит. Покручиваем ротор в разные стороны. Ноль реакции.

Ну чтож, пойдем по экстенсивному пути - берем литий-ионный аккумулятор с напряжением 4,15Вольт. Аккумулятор «походивший», поэтому не ожидаем что он отдаст большой ток, что могло бы вызвать спец.эффекты.
Зажимаю контакты пальцами на аккумуляторе (да, согласен, это формирует неправильно восприятие техники безопасности у ребенка, будем исправлять) и чувствую - ток идет… и немалый, судя по тому как быстро нагреваются контакты под пальцами.
Крутнули ротор и «все же она вертится» ©.

С снопиками искр из под «щеток», наш моторчик набирает обороты, наглядно демонстрируя, как ток с аккумулятора генерирует магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем стационарных магнитов.
Количество оборотов весьма приличное. Снимаем с замедлением 1/4х в надежде потом посчитать обороты.

Ребенок в восторге и много раз просит повторить «на бис», то сам прокручивая мотор, то прижимая контактики.

Еще раз пытаемся запустить от аккумулятора АА

Собственно уже тут можно заметить, что цель конструктора достигнута - немного теории, немного практики руками и большое удовольствие для закрепления материала. Теперь она каждый день просит у меня «поиграть в моторчик с агрессивными магнитами».

Изымаем собранное изделие у ребенка, когда он наигрался и проводим замеры и улучшения.

К сожалению, пока не удалось добиться автозапуска моторчика, только с ручного толчка. Вероятно, будь здесь трехполюсной якорь, такой проблемы бы не было. А это на самом деле насущно, потому что нежный детский пальчик может пострадать при ручном запуске.

Ток, протекающий на незапущенном моторчике, достаточно большой, больше ампера (1.21А) от литий-иона, это значит что больше 3 ватт уходит в прямом смысле в воздух.
После запуска ток немного падает и стабилизируется в районе 0,8-0,82А

Замена аккумулятора на свежий защищенный Panasonic 3400мАн приводит лишь к тому что каждый второй раз защита аккумулятора отрубает питание. Ток же сильно не возрастает. (1.1А). Но обороты возрастают (меньше падение напряжения под нагрузкой чем у старого Ли-Иона)

Замедленная съемка. Верхнее крепление затянуто несильно, видно биение.

Число оборотов не превышает 40 оборотов в секунду.

Берем смазку для подшипников и смазываем конусные пары трения оси ротора. Немножко переподтягиваем. Вращение становится более ровным и стабильным (уходят биения) и вроде даже возрастают обороты.

Но в любом случае обороты не выше 40 оборотов в секунду при токе 0,95А

Хорошо, берем теперь аккумулятор АА.
Пара неудачных попыток и двигатель запускается и на нем. Но работает слабо, неуверенно и затихает.

Ток при незапущенном двигателе составляет 0,46А

А что если мы перевернем нашу конструкцию, чтобы коллектор был внизу - и о чудо, работа от АА куда как увереннее. Возможно дело в меньшем трении в этой конусной паре при работе опорником…

Замеряем ток, опять же в состоянии «не запущен» и в состоянии «запущен». Опять снимаем замедленное видео с целью приблизительно определить количество оборотов.

Здесь уже можно более менее точно сказать что на элементе АА количество оборотов в районе 10-12 оборотов в секунду.

Тем не менее на аккумуляторе наш мотор все норовит остановится, хотя кушает 0,6А

Также замеряем сопротивление обмотки. Приблизительно 2.5Ом

Ротор удалось запустить от руки на манер юлы, т.е. он достаточно сбалансирован относительно оси.
Вот на этой фото можно заценить качество намотки

Так как наши «щетки» - просто металлические выштамповки, коллектор они царапают дай боже

Взвешивания

Вес ротора составляет 24 грамма

Каркас весит 47 грамм

Для полноты картины взвешиваем магниты (36 и 37 грамм)


и замеряем сколько в статике они, приблизительно, могут удержать металла (по весу). Это в принципе неважно, но пусть будет. (210гр+)

Сопротивление предложенных проводков составило у минусового 0,2Ом и 0,2Ом у плюсового.

Я вообще заметил, что на муське особый оргастический восторг комментаторов вызывает измерение всего что только можно измерить, даже если это не принципиально для товара, или его стоимость никак не оправдывает такую детализацию.
Я было подумал наведаться в лабораторию альма-матер и исследовать магнитные поля, генерируемые магнитами и моторчиком в сборе, провести исследование материалов из которых сделан каркас (нет ли там вредных примесей в пластике), уточнить, не бескислородную ли медь пустили на намотки. Кроме того, меня заинтересовала величина светового потока генерируемого искрами от щеток, елозящих по коллектору (естественно в боксе). Были еще интересные идеи замера звукового давления. Один из моих друзей серьезно утверждал, что я должен исследовать, как проглатывание магнита скажется на пищеварительном тракте («ты обязан»- кричал он, «вдруг кто-то из твоих читателей купит такое, но недосмотрит и ребенок проглотит магнит!»), но по здравому размышлению я отказался от такой проверки на себе. Поэтому, не обессудьте, что нет анализа кардиограммы моего сердца в момент запуска двигателя когда я пальцем прижимаю контакты (а какие там должны быть колебания… от восторга...).

Подводя итоги хочу заметить следующее:
1) Инструкция бессмысленна и неполноценна. Нет ни подробной информации, ни предупреждений о применимых источниках питания. Более того, картинки на коробке (неправильные) напрямую контрастируют с картинками в инструкции.
2) Комплект не совсем полон, нет источника питания. Если у людей нет фонарикофилии (запасов литий-иона/полимера), то скорее всего возникнут проблемы при запуске от элемента питания АА, или запуск будет не зрелищным (затухающим). А кто-то от особого ума может решить подключить на вход раздербаненный провод USB от сетевого источника питания или вообще подключить 220вольт. Предупреждающих же надписей ни на коробке ни в инструкции на понятном английском языке нет
3) Косяк с минусовым зажимом.
4) Скопидомство на третьем полюсе на якоре. Лучше бы на бакс дороже, но с нормальным автозапуском, а не риском получить по пальцу или зажать палец между ротором и магнитом
5) Вообще необъяснимое скопидомство на щетках. Поверхность коллектора очень быстро износится от такой эксплуатации, щетки стоят копейки. Придется искать что-то подходящее, иначе игрушка тоже быстро станет одноразовой.

Теперь о плюсах, и помним, что я это получил бесплатно, а вы заплатите что-то в районе 500 рублей (!)

1) Игрушка-конструктор достаточно габаритная и наглядная. Возможно часть цены ушла в большие магниты и медь на якоре)))
2) При наличии аккумулятора 4.2 вольта запустить ее можно легко, равно как и собрать. Фейла не будет (если конечно установите магниты по инструкции, а не как на коробке нарисовано).
3) Вокруг нее можно выстроить целую лекцию, как по глубине для дошкольников, так и школьников среднего возраста (с которыми уже углубляться в детали относительно намоток, количества полюсов у якоря, уменьшения трения в конусных парах и т.д.)
4) у ребенка 4 лет она вызвала интерес, радость, и желание повторять и повторять опыты.

Замечу, что вы можете сами соорудить что-то подобное, раздербанив какой-нибудь не нужный небольшой электромотор. Так что эта трата не является незаменимой подсобными средствами.
Однако, если BangGood будет делать скидки на эту модель, или у вас там образуются какие-нибудь пойнты или что у них там - можно упростить себе жизнь, заказав и собрав эту модель, так как она все же наглядна.

Надеюсь, что по факту обзора вы сможете сформировать собственное мнение, нужен ли вам такой обучающий конструктор за такие деньги.

Всем спасибо.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +16 Добавить в избранное Обзор понравился +37 +61

Для элементарного электромагнитного мотора нужны батарейка АА, две канцелярские скрепки, эмалированный провод диаметром 0,5 мм, клей или скотч, пластилин для крепления конструкции к столу, небольшой магнит, который должен быть не слишком большим и не слишком маленьким. Размер магнита должен быть примерно с диаметр катушки. Приобретают их в этом магазине.

Как сделать простой мотор.

Согните скрепки. Сделайте элементарную катушку в 6-7 витков из изолированного эмалью провода. Концы проволоки зафиксируйте на катушке узелком и зачистите один конец от изоляции на всю его длину, а второй также по всей длине но только с одной стороны.
Укрепите скрепки на батарейке клеем или другим материалом. Положите сверху батарейки магнит. Установите всю сборку на столе и закрепите. Установите катушку так, чтобы концы ее касались скрепки зачищенными сторонами. Когда по проводу побежит ток, возникает электромагнитное поле и катушка станет электромагнитом. Магнит следует положить так, чтобы полюса магнита и катушки были одинаковыми, тогда постоянный магнит и катушка-электромагнит будут отталкиваться друг от друга. Эта сила поворачивает катушку в самом начале поворота из-за того, что один конец зачищен по длине только с одного бока, он на мгновение теряется контакт и магнитное поле исчезает. По инерции катушка поворачивается, вновь восстанавливается контакт и цикл разворачивается снова. Как видите, сделать простейший моторчик своими руками совсем просто! более подробно описано, как сделать простой мотор, о котором шла речь выше.

Вся сборка магнитного двигателя на видео

Упрощенная модель мотора из батарейки и проволоки

Существует много типов электродвигателей, и их можно классифицировать по разным критериям. Один из них – это тип электроэнергии, поставляемой им. Мы можем различать двигатели постоянного и переменного тока.

Одним из первых двигателей постоянного тока постоянного тока был диск Faraday, который, как и многие двигатели, был реверсивной машиной. После поставки механической энергии он произвел электричество (однополярный генератор).

Сегодня мы собираемся построить простейшую, но рабочую модель двигателя постоянного тока.

Материалы

Материалы, необходимые для изготовления игрушки, можно найти в каждом доме. Нам нужно:

Небольшое количество проволоки в эмали с диаметром 0,3-0,6 мм
R6 – батарея 1,5 В
Магнит может быть небольшим
Вспомогательные материалы: олово, канифоль, фрагмент проволоки и часть универсальной печатной платы для «роскошной» версии
Конечно, нам также нужен паяльник с сопротивлением или сопротивлением трансформатора.

Мы работаем

Эмалированные провода должны быть намотаны на батарею, создавая небольшой круг, который будет служить обмоткой двигателя. Затем, с концами провода, оберните обмотку так, чтобы она не развивалась.

Чтобы крыльчатка была готова, вы все равно должны удалить изолирующую эмаль на концах провода, которая будет служить осью. Кроме того, один из них также будет примитивным коммутатором. Поэтому, если, с одной стороны, мы удаляем всю эмаль, с другой стороны, мы должны делать это только с одной стороны, сверху или снизу:

Самый простой способ сделать это – поместить выпрямленный конец провода на плоский воздух, например, на столешницу, а затем очистить эмаль сверху с помощью бритвенного лезвия. Напоминаю, что другой конец должен быть изолирован по периметру!

Наконец, выпрямите ось так, чтобы рабочее колесо было как можно более сбалансированным.

Затем сделайте два небольших обруча (подшипники), в которых ротор будет вращаться. Диаметр обода должен быть около 3 мм (лучше всего использовать гвоздь для намотки).

Куски проволоки с подшипниками необходимо припаять к батарее. Затем мы склеим из него небольшой магнит, чтобы один из его полюсов был направлен вверх. Все это должно выглядеть примерно так:

Если теперь включить ротор, он должен вращаться с высокой скоростью вокруг своей оси. Иногда требуется небольшой предварительный пуск, осторожно вращая ротор, пока он не «защелкнется». Эту модель электродвигателя, выполненную во время этого действия, можно увидеть на видео:

Мы также можем сделать более прочную версию этой физической игрушки. Я использовал большой магнит из старого динамика, который я прикреплял к универсальной печатной плате с фрагментами проводов. Также к нему припаяны более жесткие кронштейны. Плоская батарея 4,5 В находится под пластиной, а также под ней находятся кабели, которые обеспечивают напряжение на кронштейнах. Видимый с правой стороны перемычки функционирует как переключатель. Дизайн выглядит следующим образом:

Работа этой модели также изображается на видео.

Как и почему это работает?

Вся шутка основана на использовании электродинамической силы. Эта сила действует на каждый проводник, через который течет электрический ток, помещенный в магнитное поле. Его действие описано в правиле левой руки.

Когда ток проходит через катушку, электродинамическая сила действует на нее, потому что она находится в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом. Эта сила заставляет катушку вращаться до тех пор, пока ток не будет прерван. Это связано с тем, что одна из осей, через которые подается ток, изолирована только на половине периметра. Хотя сила больше не работает, катушка выполняет вторую половину вращения из-за своей инерции. Это продолжается до тех пор, пока ось не превратится в свою изолированную сторону. Схема будет закрыта, и цикл повторится.

Представленный электродвигатель – простая, но эффективная физическая игрушка. Отсутствие каких-либо разумных практических приложений делает игру очень приятной.

Получайте удовольствие и информативное развлечение!