ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ


ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Немного теории

Коллекторный электродвигатель состоит из двух электромагнитов: неподвижного — статора и вращающегося — якоря. По обмотке статора электрический ток протекает все время в одном направлении. Статор намагничивается,

одна его часть становится северным магнитным полюсом, а другая — южным.

На рис. 17 видно, что ток подводится к обмоткам якоря через металлические полоски-щетки, скользящие по укрепленному на валу барабанчику — коллектору. На коллекторе — две металлические обкладки. К каждой из них

70

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

присоединены начало одной обмотки якоря и конец другой (см. схему на рис. 21).

Электрический ток намагничивает якорь, и один конец якоря становится северным полюсом магнита, а другой -— южным. Северный магнитный полюс якоря притягивается к

Рис. 17. Общий вид простого электродвигателя (первого)

южному полюсу статора, а южный полюс якоря — к северному полюсу статора, и якорь поворачивается. Вместе с ним поворачивается и коллектор. Когда полюсы якоря и статора сблизятся, щетки перескочат с одних обкладок коллектора на другие, и ток в обмотках якоря изменит свое направление. От этого и якорь намагнитится иначе. Где был северный полюс электромагнита, станет южный, и наоборот. Теперь уже полюсы якоря будут отталкиваться от тех полюсов статора, к которым они подошли, и якорь повернется дальше. Но как только он пройдет полоборота, щетки и коллектор снова переключат ток, и вращение будет продолжаться непрерывно.

УСТРОЙСТВО ПРОСТЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Устройство простых электродвигателей пояснено примерами двух конструкций двигателей (см. рис. 17 и 24).

ПЕРВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Устройство первого двигателя ясно из рис. 17. Его статор имеет форму буквы «П» с катушкой на перекладине, якорь — двухполюсный.

Изготовление статора

Материал для статора — жесть от консервной банки. Чтобы двигатель лучше работал, жесть нужно сначала отжечь. Накалите ее в

печи докрасна и дайте остыть. Протрите сухой тряпкой или комком бумаги, чтобы очистить от окалины и грязи. Нарежьте 6—8 полосок шириной 25 мм. Длина первой полоски — 118 мм, второй — 119, третьей — 120, четвертой — 121, пятой-—122, шестой—123 мм. Сложите эти полоски в пакет. Толщина его должна быть 3 мм.

Деревянным молотком изогните пакет в виде буквы «П» с шириной спинки 30 мм. Наиболее короткая полоска должна оказаться с внутренней стороны пакета. Чтобы при дальнейшей обработке пакет не разъезжался, обожмите его спинку полоской жести.

Отогнутые концы выгните деревянным молотком на круглой болванке диаметром 38 мм. Края подравняйте напильником. Стяните пакет проволокой и пропаяйте с торцов. После этого снимите проволоку и обжимку.

Для крепления двигателя к основанию сделайте из жести две скобы, показанные на рис. 18. Припаяйте их к ножкам статора. Делать это нужно, оперев «подкову» статора обоими концами о дощечку, иначе ровно не припаяете. Снаружи к выгнутым частям статора припаяйте две скобы с отверстиями для крепления подшипниковых щитов и клеммной панели (см. рис. 23, справа). Для катушки статора заготовьте по рис. 19 две одинаковые щечки из изоляционного материала. Чтобы при на

ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

71

мотке щечки не раздавались в стороны, подложите под них полоску жести с отогнутыми концами. Спинку статора между щечками оберните слоем плотной бумаги.

Рис. 19. Катушка статора и ее части

Провод для обмотки нужен изолированный диаметром 0,3—0,4 мм (по меди). Изоляция провода годится любая. Можете смотать обмотку с неисправного трансформатора от радиоприемника или с каких-нибудь реле, которые продаются в магазинах «Юный техник».

Для обмотки статора нужно 15 м провода. Отрежьте кусок провода нужной длины. Отступя 6—7 см от начала, перевяжите его толстой ниткой и концы этой нитки туго обвяжите вокруг статора. Закрепив таким образом начало обмотки, укладывайте провод виток к витку. Выводной конец отогните, чтобы не мешал.

2ш/г,

Кончите один ряд обмотки, начинайте следующий, и так пока не намотаете весь отрезанный кусок проволоки. Конец обмотки закрепите ниткой так же, как и начало, оставив вывод длиной 5—6 см. Готовую катушку оклейте слоем плотной бумаги.

Изготовление якоря

Сердечник якоря сделайте из отожженной жести от консервной банки. Его устройство и форма отдельных частей показаны на рис. 20. Вырежьте из жести две заготовки пластин Л, восемь пластин Б, две В, четыре Г, две Д и одну вспомогательную пластину Ж. Заготовьте вал якоря — отрезок велосипедной спицы длиной 80—100 мм.

Концы пластин А отогните по пунктирным линиям и закруглите. (После этого покройте пластины А с одной стороны каким-нибудь быстросохнущим лаком (спиртовым, мебельным, цапон-лаком и т. п.) и просушите. Пластины Б тоже покройте лаком. Якорь, собранный из лакированных пластин, работает лучше и меньше нагревается.

Когда пластины Л и Б высохнут, приступайте к сборке. Сложите два пакета по четыре пластины Б и приложите к ним пластины Л отогнутыми концами в разные стороны. Получившийся пакет обожмите у краев пластинами В. Середина должна остаться открытой, сюда будете вставлять вал. Простучите пакет деревянным молотком.

На круглой болванке диаметром 34—35 мм выгните все пластины Г и Д и вспомогательную пластину Ж. Пластины Г и Д покройте лаком и просушите. Две пластины Г сложите вместе и наложите на середину пластины Д. Сверху наложите пластину Ж. Выступающие края пластины Д загните на пакет.

Весь набор отбейте деревянным молоткам на круглой болванке. После этого вытащите

Рис. 20. Якорь и его части. Контрольный станочек

72

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

плоскогубцами вспомогательную пластину Ж. На ее месте останутся щели, в которые войдут отогнутые концы пластин А. Пластину Ж используйте для сборки второго полюсного наконечника. Легкими ударами молотка осторожно забейте вал закругленным концом в центр тела якоря.

Наденьте полюсные наконечники и припаяйте якорь к валу так, чтобы концы его по обе стороны якоря были одинаковой длины.

Для регулировки изготовленного якоря сделайте специальный контрольный станочек, показанный на рис. 20. Укрепленный на валу якорь положите в выемки двух стоек станочка, а острие изогнутой проволоки (указателя) подведите к одному из полюсов якоря.

Поворачивая якорь под острием указателя, вы сразу увидите, какой конец получился длиннее, какой короче. Более длинный конец укоротите легкими ударами молотка; при этом якорь нужно держать в руке. Передвигая якорь на станочке вправо и влево, проверьте точность его изготовления по всей длине.

Оклейте якорь папиросной 'бумагой. Свободными оставьте только наружные стороны полюсных наконечников. Один конец оси, где будет коллектор, тоже оклейте полоской папиросной бумаги. Клеить лучше всего клеем БФ-2.

Проволока для обмотки якоря нужна такая же, как и для статора, только пойдет ее 20 м. Отрежьте кусок нужной длины, найдите его середину и поставьте на ней (Метку кусочком изоляционной ленты или ниткой. Обмотку начинайте от середины якоря, от оси. Аккуратно виток к витку намотайте один ряд от середины до края. Продолжая наматывать в том же направлении, уложите второй ряд от края к середине, третий — опять от середины к краю и так — пока не дойдете до половины отрезанного куска провода. Тогда, не обрывая провода, переведите его на другую половину якоря и продолжайте наматывать в том же направлении. Когда останется конец провода длиной 6—7 см, прекратите обмотку. Завяжите конец провода ниткой, чтобы обмотка не разошлась.

Изготовление коллектора

Для коллектора нарежьте несколько полосок писчей бумаги шириной по 20 мм. Плотно наматывайте полоску бумаги на вал, все время смазывая ее жидким столярным клеем. Когда кончится одна лента, вторую не накладывайте на конец первой, а приклейте в стык, иначе получится утолщение. Намотав цилинд

рик до диаметра 10 мм, оборвите полоску. Обвяжите цилиндрик ниткой, положите сохнуть. Когда высохнет, острым ножом отрежьте лишнее с обоих концов, чтобы длина цилиндрика получилась 10 мм.

Для обкладок коллектора достаньте медную или латунную фольгу. Годится и листовая медь или латунь толщиной до 0,5 мм. В крайнем случае возьмите жесть от консервной банки, только не отожженную.

Вырежьте две обкладки в форме совков. Длина их — по длине цилиндрика, «ручки» совков должны выступать. К ним будете потом припаивать провода. Обогните обкладки вокруг цилиндрика и края подрежьте, чтобы между ними оставались зазоры шириной 0,5— 1 мм.

и изготовление

Приклейте обкладки к цилиндрику клеем БФ-2. Для прочности обвяжите их по краям ниткой с клеем. «Ручки» обкладок должны быть обращены к якорю. Щели между обкладками должны находиться между полюсами якоря.

Очистите бумагу с конца вала за коллектором. Концы обмотки якоря очистите от изоляции и аккуратно припаяйте к обкладкам. Готовый якорь с коллектором отбалансируйте на том же самом контрольном станочке. Положите вал в вырезы стоек и посмотрите, какая половина перевешивает. Более легкую половину оклейте поверх обмотки бумагой, чтобы выравнять ее вес.

Изготовление подшипниковых щитов, клеммной панели, щеток и щеткодержателей

Подшипниковые щиты сделайте из листовой меди или латуни толщиной 0,8—1 мм по рис. 22. Длина заднего щита 80 мм, переднего — 90 мм.

ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

7

Отогнув лапки щитов, приложите их к скобам, припаянным к статору. Через отверстия в этих скобах сделайте метки на лапках щитов. По меткам просверлите отверстия под винты для крепления щитов к статору.

Клеммную панель изготовьте из какого-нибудь изоляционного материала. Изготовьте также два жестяных угольника для крепления панели (см. рис. 22). Подберите винты с гайками « шайбами и установите подшипниковые щиты и панель, как показано на рис. 17.

Под гнаЭо

Подшипниисбые

щиты, передний и

>--;--\----

о! : Ъ

'7 ;'-7Г 1 |о U

1

3 І--**—/У ■**{-**•--------ЧУ !

• IttftiHJrl nu.-'ZJ :■

Рис. 22. Подшипниковые щиты и клеммная панель. Щеткодержатель и щетки

Для подшипниковых втулок подберите два гнезда с гайками. На одном из них, установленном на переднем щите (с более длинными лапками), будет кроме того крепиться поворотный щеткодержатель со щетками.

Материалом для щеткодержателя может служить текстолит, гетинакс, плексиглас и т. п. толщиной 2—3 мм. Щетки сверните (на толстом гвозде) спиралями из медной проволоки диаметром 0,8—1 мм. Концы щеток слегка расплющите молотком и пошлифуйте мелкой шкуркой, чтобы улучшить контакт с коллектором. Петельки для зажима под винт удобнее всего сгибать круглогубцами.

Сняв подшипниковые щиты, оберните якорь бумажной лентой без клея в несколько оборотов и вдвиньте его внутрь статора. Со стороны коллектора наденьте на вал две металлические шайбочки и установите подшипниковый щит.

С другой стороны наверните на вал якоря спираль из нескольких витков толстой проволоки и установите подшипниковый щит. Спи

раль должна кончаться, не доходя 2—3 мм до гнезда в щите.

Подгибая лапки щитов и поворачивая гнезда, служащие подшипниковыми втулками, отцентрируйте двигатель так, чтобы вал проходил точно по оси каналов во втулках. Не жалейте труда на эту операцию: от тщательности центровки зависит легкость вращения двигателя, а значит и мощность, которую он сможет развить.

Подшипники сделайте из голой медной или латунной проволоки. Хорошо очистите ее мелкой шкуркой и туго наверните на вал виток к ситку, по 3 витка с каждой стороны. Излишек проволоки срежьте кусачками. Диаметр проволоки нужен такой, чтобы получившиеся подшипники не очень туго входили внутрь подшипниковых втулок. Прежде чем вдвинуть их туда, смажьте подшипники тавотом или простым вазелином. Борный вазелин для смазки не годится — содержащиеся в нем кислоты постепенно разъедают металл.

Вытяните бумажную ленту из зазора между якорем и статором. Если вы хорошо отрегулировали подшипниковые щиты и втулки, якорь должен вращаться легко и свободно.

Сборка и регулировка двигателя

Один из концов обмотки статора очистите от изоляции и подожмите под ближайшую клемму клеммной панели. Второй конец обмотки подожмите под один из контактов щеткодержателя. Свободный контакт щеткодержателя соедините с оставшейся клеммой клеммной панели. Чтобы не мешать поворачивать щеткодержатель, сверните спиралями идущие к нему провода, как показано на рис. 23.

8 |—— 20 —8 н-1

о] | О

H-J-p

Рис. 23. Схема электрического монтажа

Наша модель рассчитана на питание от переменного тока напряжением 10—12 в (через понижающий трансформатор) или от постоянного тока напряжением 6—8 в. Подключив ее к источнику питания, найдите такое положение щеткодержателя, при котором двигатель будет развивать наибольшие обороты.

74

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

ВТОРОЙ двигатель

Изготовление второго электродвигателя несколько сложнее, но работает он лучше. Его устройство ясно из ,рис. 24.

Рис. 24. Общий вид простого электродвигателя (второго)

Изготовление статора

Статор модели состоит из двух одинаковых планок с приклепанными к ним полюсными наконечниками. Эти планки наберите из отожженной листовой стали толщиной по 3 мм. Размеры всех пластин должны быть одинаковыми (25X80 мм). Наборы по контурам опилите и пропаяйте или оберните каждый набор листком жести (55X80 мм) и отбейте молотком. Отверстия для заклепок и стяжных болтов просверлите сначала в одной планке. Отверстия во второй планке сверлите по отверстиям в первой, зажав в тиски сложенные вместе планки.

Для полюсных наконечников заготовьте два одинаковых набора жестяных пластин шириной 25 мм и длиной 35—38 мм. Общая толщина наборов — по 3 мм. Изогните их деревянным молотком на круглой болванке диаметром 38 мм, опилите но контурам и пропаяйте. Отверстия под заклепки сверлите по отверстиям в планках. Заклепки не должны выступать со стороны полюсных наконечников, чтобы не цеплять за якорь двигателя. Возьмите сверло потолще, и с вогнутой стороны полюсных башмаков разверните отверстия на конус. Заклепки возьмите алюминиевые или медные. Можете и сами сделать их из проволоки.

Можно изготовить полюсные наконечники из куска водопроводной трубы диаметром

1,5 дюйма. Отрежьте от трубы кольцо шириной 26—27 мм и отожните. Ножовкой отрежьте от кольца два сегмента по 105°. Торцы сегментов опилите напильником. Дальнейшая об

работка этих наконечников такая же, как и наборных.

Заложив заклепки со стороны планки, обоприте их головками на какой-нибудь ровный металлический предмет (обрубок .рельса, на

ковальню и т. п.). Выступающие концы с внутренней стороны полюсного наконечника срежьте кусачками, оставив только по

1,5—2 мм. Легким молотком расклепайте их так, чтобы заполнились углубления в наконечнике. Если с внутренней стороны его останутся выступы, снимите их круглым напильником. Таким же образом приклепайте и второй наконечник. Четыре скобы для крепления подшипниковых щитов изготовьте из жести и припаяйте к планкам, как показано на рис. 25.

Для изготовления каркасов катушек нужны две катушки от фотопленки к аппарату «Любитель» и жесть от консервной банки.

С катушек аккуратно стяните металлические щечки. Из жести вырежьте ленту шириной 40 мм и длиной 250 мм. Плоскогубцами

ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

75

аккуратно обожмите конец ленты вокруг болта, на который будет надеваться катушка.

Положите ленту с болтом на стол. Головка болта должна выступать за край стола, чтобы лента лежала всей плоскостью. Придавив болт сверху Драчевым напильником и придерживая ленту, наверните ее на болт и затем покатайте с нажимом, как катают белье. Лента свернется на болте в аккуратную тугую гильзу. Как это делать, показано на рис. 26.

Рис. 26. Катушка статора, ее изготовление и на мотка

Толщина гильзы должна быть такой, чтобы щечка от (пленочной катушки надевалась туго. Лишний конец ленты отрежьте. Сняв гильзу с болта, подравняйте торцы напильником и насадите щечки, оклеив их с внутренней стороны бумагой. Вторую катушку заготовьте таким же образом.

Оклейте слоем бумаги гильзы катушек и намотайте на каждую ото 8 м изолированного провода диаметром 0,3—0,4 мм. Выводные концы длиной по 5—6 см закрепите толстой читкой, туго обвязав ее вокруг гильзы в начале и в конце обмотки. Готовые катушки оклейте плотной бумагой.

Изготовление якоря

Якорь у этой модели будет трехполюсный. Его конструкция и изготовление — почти такие же, как у двухполюсного якоря предыдущей модели. Все части показаны на рис. 27. В собранный якорь вставьте вал из отрезка

велосипедной или вязальной спицы длиной 80—100 мм. Проверьте центровку якоря на контрольном станочке (см. рис. 20) и припаяйте якорь к валу.

Зшт. 12шт.

Зшт ішт.

Рис. 27. Якорь и его части

Части якоря, которые будут соприкасаться с обмоткой, оклейте папиросной бумагой.

Изготовление коллектора

Коллектор для этого двигателя изготовляется точно так же, как и для предыдущего, только с тремя пластинами вместо двух. Наденьте его на вал и закрепите в таком положении, чтобы щели между обкладками пришлись между полюсами якоря.

Схема обмоток показана на рис. 28. На каждый полюс якоря намотайте по 6 м провода диаметром 0,3—0,4 мм. Начала и концы всех обмоток припаяйте к пластинам коллектора по схеме.

Обмотанный якорь с коллектором отбалансируйте на контрольном станочке. Обмотки более легких полюсов обклеивайте бумагой, пока якорь не уравновесится.

Соберите статор, а якорь оберните тремя витками ленты из плотной бумаги. Вставив

76

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

якорь между башмаками статора, отрегулируйте высоту статора, подкладывая на болты поверх катушек стальные шайбы. При правильной регулировке якорь должен вытягиваться с небольшим усилием.

Рис. 28. Коллектор и схема обмотки

Изготовление ПОДШИПНИКОВЫХ ЩИТОВ,' клеммной панели, щеток и щеткодержателей

Подшипниковые щиты у этой модели будут иметь по четыре лапки. Материал для их изготовления — неотожжеНная жесть от консервной банки. При изготовлении щитов из более толстого материала кромки можно не отгибать. Отверстия в лапках размечайте по отверстиям в скобах для их крепления.

Конструкция клеммной панели и ее крепление такие же, как у предыдущей модели, только размеры здесь будут другие (рис. 29). Щеткодержатель точно такой, как у предыдущей модели.

Сборка и регулировка двигателя

Сборка двигателя, центровка якоря и устройство подшипников также ничем не будут отличаться от описанных раньше.

Добившись легкого и свободного вращения якоря, приступайте к электрическому монтажу. Сначала соберите схему, показанную на 'рис. 30, слева. Здесь включена пока только одна катушка статора. Включите источник питания (трансформатор на 10—12 в или батарею на 6—8 в). Если монтаж якоря выполнен правильно, двигатель сразу завертится. Установите щеткодержатель в положении, обеспечивающем наиболее быстрое вращение, как это делалось в первой модели. Закрепите щеткодержатель, затянув гайку в гнезде

Теперь включайте вторую катушку статора. Конец обмотки первой катушки отсоедините от клеммной панели и соедините с одним ■ из концов второй катушки. Второй конец этой ка-

Рис. 29. Подшипниковые щиты и клеммная панель

Рис. 30. Схема электрического монтажа. Слева — включена одна катушка статора, справа — включены обе катушки

тушки подключите на место снятого конца к клеммнику. Если при включении тока якорь модели сразу быстро завертится, подключение

произведено правильно. В противном случае поменяйте присоединение концов второй катушки.



Своими руками, 1957



фильм Блондинка за углом смотреть онлайн фильм Маленькая Вера смотреть онлайн фильм Любовь и голуби смотреть онлайн