Jednoduchý domácí elektromotor

Průmyslové elektromotory jsou složitá technická zařízení, která přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii. Široké použití v domácích a průmyslových zařízeních zajistilo designové a technologické myšlení mnoha lidí. Elektromotor sestavený samouky z odpadových materiálů pravděpodobně nenajde stejnou distribuci jako průmyslové vzory. Jako učební pomůcka, která názorně demonstruje princip fungování elektromotoru, se ale docela hodí.

Princip činnosti elektromotoru

Praktická výroba vyžaduje teoretické znalosti. Fyzikální zákony říkají, že pokud je vodič s elektrickým proudem ve formě rámu umístěn v magnetickém poli, pak na něj bude působit síla způsobující otáčení rámu. Pokud přidáte další snímek pod úhlem nebo změníte směr proudu, rotace bude plynulá. U elektromotoru funkci vytváření magnetického pole plní stator a rotační rám je nahrazen rotorem nebo kotvou.

Ukázky elektromotorů vyrobených řemeslnými samouky

Elektromotory vlastní výroby se vyznačují různými dostupnými materiály používanými jako polotovary pro rotor a stator. Uvádíme některé možnosti pro takové domácí produkty.

Elektromotor vyrobený z plechovky Pepsi-Cola

Pro takový domácí produkt budete potřebovat následující komponenty a nástroje:

• prázdnou hliníkovou plechovku od sody, která bude sloužit jako základna pro rotor;
• cívka ze šicího stroje;
• izolovaný měděný drát o průměru asi 0.35 mm, přibližně 10 metrů dlouhý;
• dřevěná deska o tloušťce 10–15 mm, v rozměrech v souladu s velikostí plechovky Pepsi-Cola;
• 4 (čtyři) kulaté permanentní magnety ve formě tenkých desek, které vytvoří magnetické pole místo statoru;
• Kovová pletací jehla;
• dva malé dřevěné bloky o rozměrech 15x15x60 mm;
• krátký blok ve tvaru krychle o velikosti strany 15 mm;
• měděný drát o tloušťce 1.0 mm pro vytváření kontaktů;
• pro upevnění cívky budete potřebovat samořezný šroub 3.5×30 mm a pro zajištění kontaktů budete potřebovat samořezné šrouby 2×15 mm (3 ks) a k nim 3 široké podložky;
• napájení 12V;
• tuba superlepidla;
• třmeny a rysky pro značení;
• značka pro označení bodů;
• ruční elektrická vrtačka;
• multimetr pro kontrolu přítomnosti kontaktu;
• sada šroubováků, odizolovací nůž, kleště, boční řezačky a případně další nářadí pro instalaci elektroinstalace.

Pořadí práce

Doporučujeme provádět práci v následujícím pořadí.

• Opatrně ručně naviňte měděný drát na cívku. Nezapomeňte opravit konce.
• Uprostřed dřevěného prkna fixujeme vinutou cívku, která se již změnila v elektromagnet, pomocí dlouhého samořezného šroubu.
• Pomocí značky označte umístění permanentních magnetů, jako na obrázku:
• Magnety nalepíme na určená místa, přičemž dodržujeme jejich polaritu.
• Pomocí vrtačky vyvrtejte do středu plechovky otvory pro osu (pletací jehlu).
• Do těchto otvorů nainstalujeme paprsek.
• V dřevěných blocích 15x15x60 mm vyvrtejte z jednoho z okrajů otvor pro pletací jehlu.
• Pomocí lepidla připevníme konstrukci rotoru dřevěnými špalíky (stojany) na dřevěné prkno.
• Dodatečně instalujeme blok ve formě krychle na paprsek (osa rotoru) a jeho okraj by se měl shodovat s osou instalace magnetů.
• Ovládací kontakty vyrábíme z měděného drátu tloušťky 1.0 mm, jehož jeden konec je připevněn k dřevěné podložce. Vzdálenost mezi kontakty je zvolena tak, že při otáčení by je kostka měla při dotyku okraje uzavřít.
• Elektromagnetické kontakty jsou odizolovány a připojeny k sekci silných měděných drátěných kontaktů připevněných k dřevěné základně.

Po připojení 12V napájení může motor běžet.

Elektromotor vyrobený z vinného korku a paprsků

Tato možnost je podobná předchozí, pouze pro výrobu rotoru je použit improvizovaný materiál ve formě korku na víno a místo čtyř malých magnetů dva větší s dalšími dřevěnými podpěrami.

Proces výroby rotoru z vinného korku je následující.

• Konce korku od vína jsou zastřiženy na rovné povrchy.
• Uprostřed konců korku vyvrtejte otvor pro pletací jehlici. Elektrická páska je navinuta na pletací jehlu z jednoho okraje.
• Dva měděné dráty o tloušťce 1.0 mm jsou vloženy do konce zástrčky a upevněny lepidlem.
• Zástrčka je navinutá tenkým měděným drátem v jednom směru, jak je znázorněno na obrázku:
• Spoje tlustých a tenkých měděných drátů jsou vyčištěny a upevněny (je lepší pájet).

Dále se proces montáže prakticky neliší od předchozí verze a získáte kutilský elektromotor s rotorem vyrobeným z vinného korku.

Jsou zobrazeny pouze ty nejznámější z mnoha podobných domácích produktů.

Související videa

Činnost jednoho z nejběžnějších strojů současnosti – elektromotoru – je založena na působení elektromagnetu.

Elektromotory najdete na každém kroku. Nejvýkonnější z nich pohánějí vlaky, obráběcí stroje a auta.

Malé motory se používají v gramofonech, vysavačích a ventilátorech. I zastřihovače používané ke stříhání vlasů v kadeřnických salonech jsou poháněny malým elektromotorem.

Kniha popisuje jednoduché elektromotory, které si každý mladý technik dokáže vyrobit vlastníma rukama.

Musíte začít s nejjednodušším motorem a poté přejít k výrobě výkonnějších.

Po vyrobení dílů a sestavení elektromotoru jej použijte ve své budoucí práci. Nejjednodušší z nich lze tedy nainstalovat na originální plovoucí model nebo na malou loď.

Složitější motor, s třípólovou armaturou, bude pohánět automatický vypínač žárovek na školních nástěnných novinách a také bude umět otáčet světelnou hřídelí s žárovkami v modelu elektrárny na řece. Stejný motor nainstalujete na model elektrické lokomotivy. A nejvýkonnější z našich podomácku vyrobených motorů je schopen pohánět velké plovoucí modely lodí a zajistit chod modelů větrných turbín, pokud jsou lopatky ventilátoru namontovány na jeho ose.

Začněme vyrábět nejjednodušší elektromotor. Obrázek 1 ukazuje jeho celkový vzhled.

Jeho hlavními částmi, stejně jako u většiny elektromotorů, jsou stator – stacionární část – a kotva, rotační
namontované na ose společně s malým sběrným bubnem. Osa kotvy je namontována na dvou sloupcích a proud je do komutátoru přiváděn přes dva kartáče. Všechny tyto části jsou přítomny ve skutečných motorech, pouze tam jsou větší a složitější.

K výrobě nejjednoduššího elektromotoru potřebujete: malý permanentní magnet ve tvaru oblouku, několik tenkých železných hřebíků nebo 1 metr měkkého (žíhaného) železného drátu. Hřebíky nebo drát by měly být silné jako tuha tužky. K práci budete potřebovat 6-8 metrů tenkého izolovaného měděného drátu o průřezu 0,3 – 0,4 milimetrů, jednu pletací jehlici, malý list silné lepenky a kousky tenkého plechu mědi. Kromě toho musíte mít staré plastové kreslící pravítko, kus izolační pásky, malé borovicové desky, lepidlo (nejlépe BF-2), tucet malých hřebíků do bot a několik malých šroubů.

Nejprve byste měli vystřihnout vzor pro kotevní jádro z lepenky nebo silného papíru. Chcete-li to provést, umístěte magnet ve tvaru oblouku na list papíru a přesně uprostřed nakreslete čáru AA (obr. 2). Poté pomocí kompasu z bodu O musíte nakreslit kruh s průměrem o něco menším, než je vzdálenost mezi konci magnetu. Uvnitř tohoto kruhu nakreslete postavu, která je na obrázku 2 vystínovaná, a vystřihněte ji nůžkami.

Poté je postava umístěna na malý list silné lepenky a obkreslováním tužkou je označeno 8-XNUMX takových čísel. Zároveň nezapomeňte pokaždé propíchnout střed, kde je značka kompasu jehla zůstává na vzoru. Když jsou všechny označené figurky vyříznuty, nasaďte je na malou jehlu nebo tenký hřebík.

Nyní jej položte na jednu stranu

Ke každé figurce kousky hřebíků nebo železného drátu podle obrázku 3. Přilepte je na karton podle obrázku, nejlépe lepidlem BF-2. Poté, co uděláte totéž se všemi připravenými figurkami, kromě jedné, je všechny slepte, zakryjte jednu druhou a postavte figurku bez hřebíků nahoru. Spojte je ve středech hřebíkem, znovu je vyrovnejte a pevně je svažte nití a nechte lepidlo dobře zaschnout. Po několika hodinách hřebík odstraňte a nahraďte jej kouskem pletací jehlice o délce 4 centimetry.

Získáte takzvané jádro kotvy motoru, znázorněné na obrázku 4.

Nyní jádro omotejte izolovaným drátem o průřezu 0,3 – 0,4 milimetru. Veďte vinutí jedním směrem přesně 4 metry na každou polovinu jádra. Nejprve naviňte 4 metry na horní polovinu a poté přejděte ke spodní části a zbývající 4 metry naviňte stejným směrem (obr. 5). Konce vinutí musí být alespoň 8 – 10 centimetrů. Třetinu jejich délky je třeba důkladně zbavit izolace.

Dále je třeba vyrobit kolektor. Jak je patrné z obrázku 6, jedná se o malý buben svinutý z papíru nebo izolační pásky a umístěný na ose kotvy před vinutím. Na bubnu jsou na obou stranách umístěny dva půlkroužky z tenké mědi nebo mosazi (obr. 6). Půlkroužky seřízněte tak, aby se jejich podélné okraje velmi blížily k sobě, ale nikde se navzájem nedotýkaly.

Konce vinutí kotvy připevněte, nebo ještě lépe připájejte ke zbývajícím jazýčkům polokroužků (obr. 6). Aby se půlkroužky neposunuly z místa, přilepte je k bubnu lepidlem BF-2 a zajistěte dvěma kroužky z tenké pryžové trubičky. Kotva a kolektor jsou připraveny.

Ze starého rýsovacího pravítka (je lepší vzít plastové pravítko) podle vzorových výkresů (obr. 7) vyřízněte skládačkou dva sloupky. Vyvrtejte nebo vypalte otvory pro nápravu tenkou jehlou v takové výšce, aby se v nich náprava kotvy mohla snadno otáčet, aniž by se dotýkala desky, na které je celý motor namontován. Aby motor lépe fungoval, vložte do axiálních otvorů stojanů dvě malé měděné trubky.
hlavně, které poslouží jako dobrá ložiska pro osu kotvy. Čas od času je namažte. strojní olej.

Z tenké mědi vyřežte dva kartáče (obr. 8). Instalují se po stranách kolektoru a snadno se posouvají po jeho půlkroužcích. Umístěte magnet na jádro kotvy a ke kartáčům připojte dva dráty vycházející z baterie baterky. Kotva se začne rychle otáčet. Aby magnet pevně stál, připravte pro něj podpěry z pocínovaných plátů. Jejich struktura je zřejmá z obrázku 9.

Je nepohodlné zapínat elektromotor připojením vodičů baterie k jeho kartáčům. Je lepší nainstalovat dva kontaktní šrouby a připojit je ke kartáčům kabeláží skrytou pod deskou motoru.

Pokud jste motor sestavili správně, stačí prsty otočit osu kotvy a začne se otáčet. Pokud motor neběží, měli byste mírně pohnout bubnem komutátoru na ose, prohlédnout si všechna připojení vodičů a hlavně pečlivě zkontrolovat, zda jsou konce vinutí kotvy v dobrém kontaktu s měděnými pláty komutátoru.

Je také důležité, aby byly kartáče pevně přitlačeny ke komutátoru, ale nezdržovaly jeho otáčení. To je možné pouze tehdy, když jsou kartáče vyrobeny z tenkého a elastického měděného plechu.

Zkontrolujte také, zda jste si nezaměnili směr vinutí na obou polovinách kotvy.

Často motor nefunguje, protože magnet statoru stojí na základnách kartáčů a uzavírá obvod celého elektrického vedení. V tomto případě by měl být stator odsunut od kartáčů.

Elektromotory, které mají stator s permanentním magnetem, fungují pouze na proud jedné nebo dvou baterií. Nemohou být připojeny k redukčnímu transformátoru.

Obrázky 11, 12 a 13 ukazují, jak uspořádat stejný motor tak, aby mohl být provozován z transformátoru nastaveného na 4 – 6 voltů. K tomu je nutné vyměnit permanentní magnet statoru za elektromagnetický stator. To už známe, protože jsme nastavili malý elektromagnet na zvonek. Rozměry plechových pásků pro stator motoru jsou na obrázku 10, montáž

viz obrázek 11. Celkem musíte shromáždit 15-18 desek a mezi ně položit proužky tenkého papíru potažené lepidlem nebo lakem. Vinutí jádra je vyrobeno z izolovaného drátu o průřezu 0,3 – 0,4 mm. Položte 4-5 řad.

Hotový elektromagnet s vinutím je dobře vidět na obrázku 12. Sestavený elektromagnetický stator je instalován ve stejných dorazech a na stejné desce, kde byl umístěn permanentní magnet. Proud z transformátoru (obr. 13) je přiváděn na začátek vinutí statoru a na jeden z kartáčů motoru. Druhý kartáč je připojen drátem ke konci vinutí statoru.

Konstrukce statoru z jednotlivých plechových pásů je podrobně popsána v popisu výroby elektromotoru s třípólovou kotvou.

Popsali jsme nejjednodušší domácí elektromotor. Navzdory skutečnosti, že jeho výroba nevyžaduje velkou zručnost, lze tento motor úspěšně použít v malých modelech.
Čtenářům doporučujeme, aby nebyli naštvaní, pokud první elektromotor nevyjde krásně a pracuje přerušovaně. Nechte to jako vzpomínku na své první pokusy a nyní udělejte nový: sami budete překvapeni, jak dobře vše dopadne. Druhý motor bude mít úspěch.

Po dobrém nastavení svého plavidla proveďte několik jednoduchých experimentů:

a) Vyzkoušejte působení druhého permanentního magnetu umístěním vedle prvního, který sloužil jako stator motoru. Zjistěte, jak umístit póly dvou magnetů a sledujte, jak moc se zvyšuje výkon motoru.

b) Přemýšlejte o tom, jak můžete uspořádat motor, pokud umístíte magnet statoru vodorovně a umístíte do něj kotvu. V této poloze bude váš elektromotor zabírat mnohem méně místa (stane se kompaktnější) a bude snazší jej nainstalovat na plovoucí modely.

Vyzkoušejte si také, jak motor funguje nikoli z jedné baterie, ale ze dvou vzájemně propojených.