Промышленные электродвигатели — это сложные технические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Широкое применение в бытовом и промышленном оборудовании обеспечивалось конструкторской и технологической мыслью многих людей. Электродвигатель, собранный мастерами — самоучками из подручных материалов вряд ли найдет такое же распространение как промышленные образцы. Однако в качестве учебного пособия, наглядно демонстрирующего принцип работы электродвигателя, вполне подойдет.
Процесс переделывания в генератор
Алгоритм последовательности действий следующий:
- Ротор изымается после снятия крышки;
- Остаются прежние статорные обмотки, не осуществляется перемотка;
- Для того чтобы он стал сборным в отличие от своего изначального цельного состояния, его надо стачивать до заранее оговоренного размера;
- На ротор запрессовывается стакан из стали толщиной пять миллиметров;
- Одной из наиболее сложных операций считается разметка, которая проводится для того, чтобы приклеить магнитные элементы на ротор согласно шаблону. Размерность индивидуально подбирается под каждый двигательный агрегат;
- Магнитные элементы из неодима клеят суперклеем и укрепляются дополнительно нитяной капроновой сеткой;
- Все обматывается при помощи скотча и проводится опалубка для герметизации, а затем заливка эпоксидкой;
- Стекая вниз, смола застывает, после чего скотч необходимо снять;
- Ротор загоняется в генераторную часть со всеми предосторожностями, чтобы ротор «встал», а не «влетел» в статор благодаря силе магнитов;
- Конструкция собирается и закрывается крышкой;
- Проводится проверка работоспособности при помощи дрели.
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!
Нюансы процесса перемотки
Асинхронная работа двигателя позволяет выдерживать постоянной частоту, с которой вращается роторная часть, даже при разной нагрузке. Если говорить о принципе перемотки электродвигателей, то он общий в части технологии выполнения. А вот отдельные нюансы могут при этом различаться.
Вышедшее из строя устройство лучше всего отвезти в мастерскую, но в отдельных случаях предпочтительнее, оказывается, перемотать двигатель в условиях дома. Только с условием, что определенные навыки в этом деле все-таки имеются, несмотря на относительную легкость процесса.
Для движков есть два типа для обмотки:
- Роторной части;
- Статорной.
С учетом различий в размерах устройств и их конструкции можно воспользоваться обобщенной инструкцией по перемотке с наглядными фотографиями и описательной частью.
Изготовление индуктора
В фанерной конструкции проделывают 2 отверстия, впоследствии здесь электродвигательная катушка закрепляется с помощью болтов. Подобные опоры выполняют следующие функции:
- якорная опора;
- осуществление функции электрического провода.
После соединения пластин следует конструкцию прижать болтами. Чтобы якорь был закреплён в вертикальном положении, делается рама из металлической скобы. В её конструкции сверлят 3 отверстия: одно из них равно по размеру оси, а два – диаметра шурупов.
Основные положения инструкции
После обнаружения поломки, двигатель необходимо изначально вынуть из прибора.
Далее работы ведутся в следующей последовательности:
- Определяются проводные параметры, и общее число витков катушки в процессе осматривания двигательной части;
- Очищается наиболее уцелевший участок обмоточного фрагмента;
- Нагар убирается при помощи растворителя или обжигом;
- Выступающая верхняя часть укладки срезается соответствующим инструментом, в зависимости от площади сечения провода. Затем она раскладывается на отдельные проводки, чтобы суметь узнать число витков;
- Все обнаруженные неровности на поверхности железа, куда была намотана обмотка, необходимо полностью зачистить, чтобы придать поверхности гладкость. В противном случае новый пробой не заставит себя ждать;
- Сечение нового провода должно быть идентичным старому или максимально приближено к нему;
- Из картона изготавливается шаблон, соответствующий размеру железа, по которому проводится намотка. При проведении обмотки пользуются специальным станком.
Подготовка материалов
До начала сборки необходимо удостовериться в наличии необходимых материалов:
- изолента;
- термо- и суперклей;
- батарейка;
- несколько болтиков;
- велосипедная спица;
- проволочка из медного материала;
- пластинка из металла;
- гайка и шайба;
- фанера.
Необходимо подготовить несколько инструментов, в том числе плоскогубцы, пинцет, ножик, ножницы.
Зачем нужен плавный пуск
Плавный пуск электродвигателя дает возможность по снижению ощутимых недостатков электромашин.
Кроме того:
- Снижаются ремонтные затраты, так как любой пусковой ток всегда перегревает обмотку, тем самым снижая общий ресурс эксплуатационного срока для машины;
- Рывки практически отсутствуют, что хорошо сказывается на уменьшении износа шестеренок в передаточных механизмах, а также возможности гидроудара в сети при подаче жидкости;
- В большой степени снижается потребление электрической энергии, так как проводимый прямой запуск, требует немалое количество электрической энергии. Надо знать, что возможность просадок напряжения в случаях с ограничением мощности в сети, могут негативно сказаться на каждое из подключенных устройств;
- Общий расход на коммутационное оборудование существенно снижается. Технические электрические устройства для привода с асинхронным принципом действия выбираются с достаточным запасом по мощности. Наличие плавного спуска делает возможным проведение подключения более бюджетных аппаратов по защите и коммутации.
Наличие разгона после проведения плавного старта способствует в существенном расширении прикладной сферы деятельности электрических двигателей асинхронного типа.
Самые распространённые идеи
Как видно на фото детской машинок, сделанных своими руками, материалом для них могут служить любые подручные средства: бумага, картон, фанера, дерево, металл и т. п. Каких-либо ограничений нет. Главное, чтобы материал был безопасен с точки зрения экологии.
Из чего смастерить игрушечный автомобиль? Это зависит от того, кто будет этим заниматься. Если ребёнок, то его родителям следует внимательно просмотреть модели из серии «Машинки для детского сада своими руками», чтобы предложить подходящий вариант.
Если созданием транспортного средства для чада планирует заняться папа, то здесь предпочтительно остановиться на более сложных конструкциях, например, сделать авто для детской площадки.
Двигатель из батарейки
Затем этот же газ быстро преобразуется в горючую жидкость, уменьшаясь в объёме до первоначального состояния. В результате этого создаётся пониженное давление, втягивающее поршень назад, а коленчатый вал снова делает половину оборота.
Мнение эксперта
Стребиж Виктор Павлович, эксперт по освещению и электрике
Любые вопросы задавайте мне, я помогу!
Далее следует взять шестерёнки и моторчик и собрать механизм вращения коленчатого вала таким образом, чтобы моторчик мог проворачивать коленчатый вал с поршнем и шатуном. Если же вам что-то непонятно, пишите мне!
Проведение якорной обмотки
Для обмотки якоря электродвигателя требуется провод из меди с большим сечением. Применяется вариант с проводом не изолированным с прямоугольным сечением и изолированным, где сечение круглое.
В первом случае провод предназначен для мощностных стартеров с возможностью токовой проводимости от шестисот и более Ампер.
- Провод с изоляцией используют при обмотке стартеров с низкой мощностью.
- Обмотка одновитковая, состоящая из определенного числа проводников.
- В сердечнике они проложены петлями. Одна петля – один виток. Бандаж с обеих сторон выходов за пределы сердечника фиксирует части обмотки.
Что можно сделать из старой стиральной машины
Самоделки из двигателя стиральной машинки чаще всего заменяют те инструменты, покупка которых в хозяйстве нецелесообразна из-за их дороговизны. Чаще всего это незаменимые для любого мастера приборы: наждак, точильный станок, бетономешалка, генератор, токарный станок. Иногда из моторов от стиралок собирают ощипыватель для кур или измельчитель кормов.
Как сделать шлифовальный станок или точило из двигателя стиральной машины
Если вы не знаете, где использовать мотор от стиральной машины-автомат, — сделайте шлифовальную машину. Это одна из самых простых «переделок» двигателя стиралки. Самая большая проблема в сборке шлифмашины – обеспечить хорошее, устойчивое крепления точильного камня на вал двигателя, чаще всего используют специальный фланец.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Электронный сигнализатор Газонокосилку, которая в наше время стоит не дешёво, можно получить, изъяв моторчик из шуруповёрта, и методом, похожим на предыдущий прикрепить к корпусу с колесиками. Спрашивайте, я на связи!
Фото самодельного электродвигателя
Схема сборки
Электродвигателя конечно не стало, но вместе с ним не стало и робости перед неизведанным, ибо и неизведанного теперь не было. На фото проводники образуют обмотки и заканчиваются выводами. Соединения обмоток отличаются, но электрическая сущность больших изменений не претерпевает. Относительно толстые провода обмоток статора навели на мысль, что с этого движка можно получить неплохой ток, будь он использован в качестве генератора, да ещё если и несколько вольт напряжения выдаст, то возможно «счастье»!
Остановился вот на такой схеме снятия с электродвигателя, впрочем, теперь уже генератора, вырабатываемого им электрического тока. Данная схема была собрана и опробована со следующими номиналами электронных компонентов: С1 – 100 мкФ х 16 В, все шесть диодов 1N5817.
Было бы интересно опробовать и такую схему, но пока «руки не дошли». Как более совершенный вариант — поставить на выход стабилизатор.
Для дальнейших действий был взят ещё один электродвигатель и приведён в должное состояние для подключения и крепления. Шестерёнки (зубчатая пара) с передаточным отношением 1:5 от китайского фонарика – «жучка».
Всё было смонтировано на подходящее основание. Важным в этой операции является правильно «взять» межцентровое расстояние зубчатых колёс и установить их оси вращения в единой пространственной плоскости.
Схема собрана, вновь обращённый генератор к тесту готов.
При интенсивном, но без мазохизма, вращении большого зубчатого колеса пальцами рук напряжение легко достигает отметки в 1,7 вольта (без нагрузки).
При подключении нагрузки, лампочки на 2,5 В и 150 мА, сила тока достигает 120 мА. Лампочка вспыхивает в пол накала.
Сколько фаз
В частный дом может подаваться однофазное напряжение (220 В) или трехфазное (380 В). По нормам энергопотребления для частного дома на однофазную сеть максимальный расход на дом может составлять 10-15 кВт, на трехфазную — 15 кВт.
Трехфазный ввод нужен только тогда, когда требуется подключить мощное оборудование, работающее от сети 380 В
Так в чем разница? В том, что в трехфазную сеть можно напрямую включать мощные электроприборы — электроплиты или котлы отопления, духовки и тому подобное оборудование. Однако требования по вводу и разводка сети 380 В намного жестче: напряжение выше, больше шансов получить тяжелую травму. Потому, если дом у вас не больше 100 квадратов, и вы не думаете его отапливать электричеством, вам лучше проводить 220 В.
Реактивная модификация
Сделать вентильный реактивный электродвигатель своими руками можно только на базе щеточного коллектора. В первую очередь потребуется подобрать ротор с обмоткой. Далее под него устанавливается вал. В некоторых случаях его используют с объемной насадкой. Для уменьшения силы трения понадобится небольшое кольцо на роликовых подшипниках.
Далее на вентильный реактивный электродвигатель устанавливается бендикс. В данном случае диск фиксируется на шпонке. Клеммная коробка обязана располагаться в задней части двигателя. Вал при этом должен находиться в центральной части корпуса. Вентиляционные отверстия чаще всего делают над ротором.
Меры предосторожности
Не занимайтесь утилизацией самостоятельно. Не сжигайте и не закапывайте батарейки независимо от их количества. По последним данным один старый аккумулятор наносит вред территории, на которой могут обитать еж, 2 дерева и тысяча червей.
Не храните батарейки в металлических коробках. Содержимое вызывает коррозию металла и просачивается в почву и в подземные воды.
Отказ от утилизации наносит непоправимый ущерб окружающей среде и здоровью населения. Переработка старых батареек — мероприятие, организованное исключительно в целях сохранения экологии.
Как определить, заряжена ли батарейка
Многие компании наносят на оболочку своего продукта шкалу, которая отображает количество заряда. Когда светится красный, это означает, что аккумулятор лучше заменить.
Многие компании наносят на оболочку своего продукта шкалу заряда.
Если индикатора нет, то можно определить количество заряда следующим образом: поднимите батарейку в 3-4 см от стола (или другой ровной поверхности) и аккуратно отпустите. Разряженный элемент питания отскочит и упадет, а заряженный — ровно приземлится.
Правила утилизации
На многих упаковках указано, что батарейки выбрасывать нельзя — только утилизировать. Внутри аккумулятора содержится достаточно вредных соединений, чтобы нанести непоправимый ущерб почве, воде и воздуху. Для нашего здоровья содержимое источников питания тоже токсично, поэтому нужно соблюдать правила их утилизации.
В некоторых районах страны сложно найти специальные пункты приема отработанных источников энергии.
В таком случае действуйте следующим образом:
- Договоритесь с друзьями и родственниками, что вы или кто-то другой будет ответственным за сбор и утилизацию разряженных элементов питания.
- Найдите точки приема в ближайшем населенном пункте. В каждом большом городе располагается как минимум один пункт сбора батареек. Чаще всего они располагаются рядом с магазинами техники или мебели.
- Если вы живете в населенном пункте вдалеке от мегаполиса, можно договориться с локальным МЧС или представителями заводов, которые занимаются переработкой аккумуляторов.
Ни в коем случае не оставляйте старые батарейки в свободном доступе. До момента утилизации храните их в пластиковых коробках. Не забывайте: токсины просачиваются в воздух, которым дышите вы и ваши близкие.
