Лапы электродвигателя своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 06.09.2024

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.

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.

Самыми распространенными электродвигателями в мире, безусловно, являются асинхронные двигатели. С целью унификации, как российские, так и зарубежные стандарты регламентируют характеристики этих популярных электродвигателей. Нормативные документы определяют и конструктивные исполнения асинхронных электродвигателей по способу монтажа, иными словами – способы крепления. Не всегда на шильдике электродвигателя указывается обозначение монтажного исполнения, так как многие современные асинхронные электродвигатели собираются из унифицированных конструктивных элементов по принципу конструктора LEGO. Производитель элементов электродвигателя просто не может знать, в какой конструктивной схеме у конечного заказчика будет использован корпус со статором, на котором обычно устанавливается шильд. Поэтому, при закупке асинхронных электродвигателей у пользователей часто возникает проблема определения конструктивного исполнения.

Как определить способ крепления асинхронного электродвигателя по его внешнему виду?

Существует различные нормативные документы, определяющие конструктивное исполнение двигателей. В этих стандартах можно видеть примерно такие таблицы:

Но основных, можно сказать базовых, конструктивных исполнений всего три – IMB3 (лапы), IMB5 (большой фланец), IMB14 (малый фланец), а также две их комбинации IMB35 (лапы и большой фланец), IMB34 (лапы и малый фланец).

Конструктивное исполнение IMB3 (электродвигатели на лапах)

Лапами называют кронштейны, установленные с одной стороны электродвигателя, образующие плоскую опорную поверхность и имеющие крепежные отверстия для фиксации электродвигателя. Лапы могут быть как литыми, то есть быть частью корпуса, так и съемными. Съемные лапы повышают универсальность двигателя, так как могут быть установлены с любой стороны, таким образом клеммная коробка может находиться не только сверху, но и с боку.

Асинхронные электродвигатели на лапах используются в тех механизмах, где нагрузка контактирует с двигателем только через вал с использованием муфт или ременной передачи.

Конструктивное исполнение IMB5 (электродвигатели с большим фланцем)

Фланец электродвигателя – это плоская круглая опорная поверхность электродвигатели со стороны вала, на которой по радиусу расположены крепежные отверстия. Большой фланец имеет диаметр Р больше диаметра (ширины) корпуса электродвигателя АС. На фланце по радиусу расположены сквозные крепежные отверстия S без резьбы. Также, на фланце имеется круглый центрирующий выступ для правильной ориентации двигателя в конечном устройстве.

Большой фланец позволяет закреплять монтируемый электродвигатель со стороны корпуса – в этом основное назначение такого вида крепления. Благодаря наличию центрирующего выступа, крепление с помощью большого фланца используется в тех механизмах, где требуется повышенная точность взаимного ориентирования двигатели и нагрузки.

Конструктивное исполнение IMB14 (электродвигатели с малым фланцем)

Малый фланец электродвигателя – это тоже плоская круглая опорная поверхность электродвигатели со стороны вала, на которой по радиусу расположены крепежные отверстия. У малого фланца, в отличии от большого, диаметр Р меньше, либо равен диаметру (ширине) корпуса электродвигателя АС. На малом фланце по радиусу расположены резьбовые крепежные отверстия S, и аналогично большому, на малом фланце есть круглый центрирующий выступ.

Малый фланец позволяет закреплять монтируемый электродвигатель со стороны конечного устройства, в которое устанавливается двигатель. Центрирующий выступ обеспечивает повышенную точность взаимного положения двигатели и нагрузки.

Комбинированное исполнение IMB34 (электродвигатели на лапах и с малым фланцем) и IMB35 (электродвигатели на лапах и с большим фланцем)

Очевидно, что комбинированное исполнение – это конструктивное исполнение, включающие в себя фланец и лапы.

Комбинированные исполнения часто используются в небольших насосах и промышленных вентиляторах. Для комбинированных исполнений характерно крепление корпуса нагрузки к двигателю посредством фланца, а двигатель, в свою очередь, крепиться к опорной поверхности с помощью лап. То есть, корпус двигателя становиться несущей конструкцией всего агрегата. Также, комбинированные крепления используются там, где требуется повышенная жесткость и прочность конструкции, так как лапы и фланец обеспечивают двойное крепление.

Пространственное положение электродвигателей

Другие конструктивные исполнения электродвигателей отличаются от IMB3, IMB5, IMB14, IMB35 и IMB34 только пространственным положением двигателя. Например, IMV6 – это электродвигатель на лапах, но опорная поверхность и ось вала двигателя располагается вертикально. В IMB6 опорная поверхность вертикальная, а ось расположена горизонтально. Небольшие электродвигатели можно устанавливать в любом пространственном положении.

Электродвигатели же большой мощности произвольно ориентировать в пространстве нельзя. Например, если предназначенный для горизонтальной установки двигатель большой мощности монтировать с вертикальной ориентацией вала, то из-за значительного веса ротора и осевой нагрузки могут быть повреждены подшипники. Поэтому, для двигателя вертикальной ориентации могут потребоваться усиленные подшипники. Также, у мощных электродвигателей не используют конструктивное исполнение с малым фланцем, так как резьба во фланце может не выдержать большой вес двигателя. При заказе мощных электродвигателей необходимо оговаривать пространственную ориентацию двигателя и конструктивную схему исполнения.

Для понимания процесса изготовления асинхронного электродвигателя своими руками следует знать его устройство и принцип работы. При следовании пошаговой инструкции самостоятельно изготовить конструкцию с минимальными затратами на материалы, так как при сборке используются подручные средства.

Краткое содержимое статьи:

Подготовка 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.

Изготовление

Сначала проводится равномерная намотка проволочки. Её аккуратно накручивают на катушку. Чтобы облегчить процесс, можно воспользоваться основой, взяв, к примеру, аккумуляторную батарейку. Плотность намотки не должна быть большой, но и лёгкая тоже не нужна.

Полученную катушку необходимо снять с основы. Делают это осторожно, чтобы намотка не была повреждена. Это необходимо для изготовления регулятора оборотов для двигателя своими руками. Следует на следующем этапе провести удаление изоляции на концах провода.

На следующем этапе изготавливают частотник для электродвигателя своими руками. Делается конструкция просто. В 5 пластинах электродрелью просверливается отверстие, потом следует их надеть на велосипедную спицу, которая берётся в качестве оси. Пластины прижимаются, при этом их фиксация проводится с помощью изоленты, излишек обрезается с помощью ножа канцелярского.

Когда через катушку проходит электрический ток, частотником создаётся возле себя магнитное поле, исчезающее после отключения электротока. Воспользовавшись этим свойством, следует проводить притягивание и отпускание деталей из металла, при этом проводят включение и отключение электротока.

Изготовление токового прерывательного приспособления

Взяв пластинку небольших размеров, проводят её крепление на оси, для надёжности прижав конструкцию с помощью плоскогубцев. Далее проводят изготовление обмотки якоря электродвигателя своими руками. Для этого необходимо взять нелакированную медную проволоку.

Проводят подключение одного её конца к пластинке из металла, установив на её поверхности ось. Электроток будет проходить через всю конструкцию, состоящую из пластины, металлического прерывателя и оси. При контакте с прерывателем происходит замыкание и размыкание цепи, что даёт возможность подключения электромагнита и его последующего отключения.

Изготовляем рамку

Рамка необходима, так как электродвигатель это приспособление руками позволяет не держать. Изготавливается конструкция рамки из фанеры.

Изготовление индуктора

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.

Процесс изготовления щёчек

На гайку необходимо положить бумагу, сверху следует пробить отверстие болтом. После надевания бумаги на болт в верхней части его ставится шайба. Всего следует проделать четыре такие детали. Накручивание гаек проводят на верхнюю щёчку, снизу следует подложить шайбочку и зафиксировать конструкцию с помощью термоклея. Конструкция каркаса готова.

Далее необходима перемотка проволоки для электродвигателей своими руками. Конец проволоки наматывают на каркас, скручивая при этом концы проволоки, чтобы катушка была красива и презентабельна. Далее следует раскрутить гайки удалить болт. Начало и конец проволоки очищают от лака, а затем устанавливают конструкцию на болт.

Сделав подобным образом вторую катушку, необходимо соединить конструкцию и проверить, как работает электродвигатель. Шляпку болта подключают к плюсу. Следует провести плавный пуск электродвигателя, собранного своими руками.

Внимательно стоит отнестись к контактам. До пуска следует проверить их тщательность подключения. Конструкцию необходимо приклеить на суперклей. При увеличении тока происходит возрастание электродвигательной мощности.

Если катушки соединены параллельно, то происходит уменьшение суммарного сопротивления и возрастания электрического тока. Если соединяется конструкция последовательно. то суммарное сопротивление увеличивается, а электрический ток сильно уменьшается.

Проходя через конструкцию катушки, наблюдается увеличение электрического тока, что приводит к увеличению размеров магнитного поля. При этом электрический магнит сильно притягивает к себе электродвигательный якорь.

Если конструкция собрана правильно, то работа электродвигателя происходит быстро и эффективно. Чтобы собрать модель электродвигателя, не нужны какие-то специальные навыки и знания.

Можно на просторах интернета найти пошаговую инструкцию с фото на каждом из этапов. Воспользовавшись этим, любой человек быстро может собрать электродвигатель из подручных материалов.

Фото электродвигателей своими руками

Читайте здесь! Асинхронный двигатель: конструктивные элементы, принцип работы и технические особенности. Инструкция для мастеров!