Сделать электромотор из того, что под руками вовсе не сложно.
Идею такого мотора я подсмотрел на сайте www.crafters.ucoz.ru Как видно на фото вверху для мотора нам понадобится скотч, пара булавок, магнит, батарейка и кусок медной проволоки.
Вместо обычной батарейки лучше взять аккумулятор потому как заряда батарейки для такого электромотора хватит не надолго. Возьмите медную проволоку и намотайте 30-50 витков вокруг батарейки.
Концы проволоки закрепите на противоположных краях получившегося ротора, они будут являться осью. Их можно завязать узлом.
Оба конца проволоки очистите от лаковой изоляции наждачной бумагой или ножом.
Теперь возьмите батарейку, скотч и булавки, прикрепите булавки скотчем в контактам батарейки, в ушки булавок вставьте приготовленный медный ротор.
ВНИМАНИЕ! В этот момент контур нашего ротора замыкает контакты батарейки и держать эту конструкцию в "спокойном" положении долго не рекомендуется! Электролит батарейки может сильно нагреваться, поэтому не делайте ротор меньше 30 витков, чем больше тем лучше (больше сопротивление). Теперь под ротор на батарейку положите магнит, он сам "прилипнет" к батарейке. Ротор начнет быстро вращаться.
Ротор не должен касаться магнита и даже лучше будет если магнит будет на расстоянии 5-10 мм от ротора. Попробуйте магнит в разных положениях, повращайте его, попробуйте отнести его подальше от медного ротора, добейтесь максимальной скорости вращения.
Это простейший пример электромотора, его схему мы не раз проходили в школе на уроках физики, но почему-то нам ни разу не показывали этой простой и интересной конструкции:) Смотрим видео как работает этот самодельный моторчик.
[видео утеряно сервисом rutube]
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 метр провода с эмалевой изоляцией (диаметр 0,8-1 мм).
0,3 метра неизолированного провода (диаметр 0,8-1 мм).
1,5В батарея или аккумулятор.
Держатель с контактами для батареи.
Мы начнем с намотки катушки, той части электродвигателя, которая будет вращаться. Чтобы сделать катушку достаточной ровной и круглой, намотаем ее на подходящем цилиндрическом каркасе, например, на батарейке типоразмера АА.
Оставляя свободными по 5 см провода с каждого конца, намотаем 15-20 витков на цилиндрическом каркасе.
Не старайтесь особенно плотно и ровно наматывать катушку, небольшая степень свободы поможет катушке лучше сохранить свою форму.
Теперь аккуратно снимите катушку с каркаса, стараясь сохранить полученную форму.
Затем оберните несколько раз свободные концы провода вокруг витков для сохранения формы, наблюдая за тем, чтобы новые скрепляющие витки были точно напротив друг друга.
Катушка должна выглядеть так:
Сейчас настало время секрета, той особенности, которая заставит мотор работать. Это секрет, потому что это изысканный и неочевидный прием, и его очень сложно обнаружить, когда мотор работает. Даже люди, много знающие о работе двигателей, могут быть удивлены способностью мотора работать, пока не обнаружат эту тонкость.
Держа катушку вертикально, положите один из свободных концов катушки на край стола. Острым ножом удалите верхнюю половину изоляции, оставляя нижнюю половину в эмалевой изоляции.
Проделайте тоже самое со вторым концом катушки, наблюдая за тем, чтобы неизолированные концы провода были направлены вверх у двух свободных концов катушки.
В чем смысл этого приема? Катушка будет лежать на двух держателях, изготовленных из неизолированного провода. Эти держатели будут присоединены к разным концам батареи, так, чтобы электрический ток мог проходить от одного держателя через катушку к другому держателю. Но это будет происходить только тогда, когда неизолированные половины провода будут опущены вниз, касаясь держателей.
Теперь необходимо изготовить поддержку для катушки. Это просто витки провода, которые поддерживают катушку и позволяют ей вращаться. Они сделаны из неизолированного провода, так как кроме поддержки катушки они должны доставлять ей электрический ток.
Просто оберните каждый кусок неизолированного провода вокруг небольшого гвоздя - и получите нужную часть нашего двигателя.
Основанием нашего первого электродвигателя будет держатель батареи. Это будет подходящая база, потому что при установленной батарее она будет достаточно тяжелой для того, чтобы электродвигатель не дрожал.
Соберите пять частей вместе, как показано на снимке (вначале без магнита). Положите сверху аккумулятора магнит и аккуратно подтолкните катушку...
Если все сделано правильно, КАТУШКА НАЧНЕТ БЫСТРО ВРАЩАТЬСЯ! Надеемся, что у Вас, как и в нашем эксперименте, все заработает с первого раза.
Если все-таки мотор не заработал, тщательно проверьте все электрические соединения. Вращается ли катушка свободно? Достаточно ли близко расположен магнит (если недостаточно, установите дополнительные магниты или подрежьте проволочные держатели)?
Когда мотор заработает, единственное, на что нужно обратить внимание - чтобы не перегрелся аккумулятор, так как ток достаточно большой. Просто снимите катушку - и цепь будет разорвана.
Условиях.
Для этого потребуются следующие материалы и инструменты:
- медицинский шприц (в данной самоделке используется шприц объемом 20 мл);
- изолированная медная проволока диаметром 0,45мм и длиной около 5м;
- медная проволока диаметром 2,5 миллиметра;
- неодимовые плоские магниты 2 штуки;
- доска для изготовления деревянного основания;
- термоклеевой пистолет;
- тюбик супер клея;
- батарейка типа крона с напряжением 9 вольт.
Начнем с изготовления основы нашего двигателя - электромагнитного цилиндра. Сделаем его корпус из медицинского шприца объемом 20 мл. Такой шприц можно приобрести не только в аптеке, но и в сервисных центрах или магазинах, которые занимаются продажей и обслуживанием оргтехники. Работники таких центров с помощью шприцов производят заправку картриджей струйных принтеров и как правило в основном используются шприцы нужного объема, а именно 20 мл. Берем шприц и первым делом извлекаем поршень, он не понадобится. С помощью ножовки отрезаем часть шприца (меткой служит деление 15 мл).
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).
Ну вот, электродвигатель готов. Приступим к тестированию.
С помощью зажимов типа «крокодил» подключаем контакты двигателя к батарейку.
Чтобы понять, как сделать своими руками электродвигатель, нужно вспомнить, как он устроен и как работает.
{ ArticleToC: enabled=yes }
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.
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
Магнитное поле создает подаваемый в катушку (соленоид) электрический ток. Поле же с определенной силой действует на поднесенный к нему магнит. Но и магнит с такой же силой действует на провод, по которому идет ток. На явлении взаимодействия электрического тока и магнита основана работа электрических двигателей (электромоторов).
Любой электродвигатель состоит из двух основных частей. Неподвижная создает магнитное поле - это статор, представляющий собой постоянный магнит или обмотку возбуждения, вращающаяся часть - ротор.
Как действует электродвигатель? Между полюсами постоянного магнита (статора) находится ротор - один виток провода: по нему протекает электрический ток. Такой виток с током создает магнитное поле.
Взаимодействуя с постоянным магнитом (статором), северный полюс витка (ротора) притянется к южному полюсу магнита, а южный - к северному. Если теперь изменить направление тока в витке, то расположение полюсов у ротора также изменится на обратное. Возле северного полюса статора окажется северный полюс витка, возле южного - южный. Возникнут силы отталкивания, и виток повернется на пол-оборота. Новое изменение направления тока вызовет поворот еще на пол-оборота и т. д.
Изменяет направление тока в обмотке ротора особое устройство - коллектор. Простейший коллектор - это металлическое кольцо, разделенное на две половины. С каждой половинкой кольца соединен один из концов обмотки ротора. К полукольцам прижимаются щетки - металлические пластины, соединенные с источником тока. Щетки переходят с одной половины кольца на другую, и направление тока в обмотке ротора изменяется. Поэтому он вращается непрерывно. Так действует электродвигатель постоянного тока.
А теперь предлагаем самим изготовить электромотор для движущихся моделей (рис. 1). Начните со статора. По рисунку 2 вырежьте 18 пластин из отожженной жести (например, консервной банки) толщиной 0,5-1 мм. В пластинах просверлите 4 отверстия Ø 2,5 мм: они понадобятся для стягивающих болтов. Далее скрепите все пластины вместе, обработайте напильником торцы статора, уделив особое внимание его внутренней поверхности. Ее диаметр должен быть равен 41 мм.
Рис. 1. Самодельный электромотор
В пакете просверлите еще два отверстия Ø 2,5 мм для крепления передней и задней накладок. Затем разберите статор, очистите каждую пластину от заусениц, покроите слоем шеллака или клея БФ-2 и снова соберите.
Обмотку возбуждения (катушку на статоре) намотайте проводом в эмалевой изоляции Ø 0,4-0,5 мм ПЭЛ или ПЭВ 0,4-0,5. На каркасе, склеенном из прессшпана, уложите 150 витков.
Сердечник ротора сделайте наборным из 18 отдельных пластин-дисков Ø 40 мм. В центре каждой пластины просверлите отверстие Ø 4 мм. Затем из листового железа толщиной около 2 мм сделайте два круглых шаблона. Немного отступя от края, просверлите в них на равном расстоянии друг от друга пять отверстий Ø 8 мм. Расширьте их с помощью круглого напильника до размеров, указанных на рисунке 2 (поз. 7).
Рис. 2. Детали электродвигателя:
1 - щеткодержатель, 2 - пружина, 3 - щетка, 4 - передняя накладка, 5 -
промежуточная шайба, 6 - коллектор, 7 - ротор, 8 - вал, 9 - статор, 10 -
шарикоподшипник № 3, 11 - катушка возбуждения, 12 - винт, 13 - задняя накладка.
Соберите все пластины на металлическом стержне с резьбой, а по краям установите шаблоны. С помощью тисков пакет туго стяните, закрепите гайками и обработайте на токарном станке или плоским напильником, доведя диаметр ротора до 39 мм. Просверлите отверстия для обмотки круглым напильником, расширьте по шаблонам.
Разберите ротор, аккуратно зачистите каждую пластину от заусениц и промойте в ацетоне. Затем покройте каждую пластину шеллаком или клеем БФ-2. Окончательно ротор соберите так, чтобы порядок пластин в нем остался прежним. Пластины ротора наденьте на стальную ось, выточенную на токарном станке. Туго стяните их между шаблонами с помощью гаек и поместите на час в горячую духовку.
После этого намотайте обмотку проводом ПЭЛ или ПЭВ 0,4-0,5. Укладку начните со стороны более длинного конца оси, сделав вывод длиной 50 мм. Первые 50 витков намотайте через первый лаз в третий (рис. 3). Конец провода не обрывайте, сложите, слегка скрутив, в виде петли. Затем этим же проводом намотайте еще 50 витков, но уже между вторым и четвертым пазами. Снова сделайте петлю и снова продолжайте намотку в том же направлении, но на этот раз между третьим и пятым пазами. Затем - между четвертым и первым, пятым и вторым.
Рис. 3. Схема намотки роторных обмоток
Конец последней обмотки соедините с началом первой. В пазы, оставшиеся после намотки, вставьте картонные полоски для защиты изоляции от повреждений.
Теперь изготовьте коллектор. Он представляет собой круг из изоляционного материала, на котором, не соприкасаясь друг с другом, укреплены ПЯТЬ токопроводящих секторов. Они сделаны из медной шайбы, распиленной на пять частей. Секторы приклеены к кругу клеем БФ-2 так, чтобы просветы между ними составляли не более 1 мм.
Готовый коллектор просушите в течение 1-2 суток, а затем тщательно зачистите: при вращении ротора щетки должны скользить по поверхности пластин без заеданий.
Наденьте коллектор на ось ротора и закрепите в таком положении, чтобы середина каждого сектора находилась против середины паза ротора. Затем к пластинам коллектора припаяйте концы обмоток ротора.
Устройство щеток и щеткодержателей показано на рисунке 2.