Как собрать электродвигатель в домашних условиях. Электродвигатель - своими руками. Схема, описание. Самодельный кондиционер в машине: наш эксперимент

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.

И сегодня расскажем о том, как сделать двигатель из батарейки, медной проволоки и магнита. Такой мини электродвигатель может использоваться, как подделка на столе у домашнего электрика. Собрать ее довольно просто, поэтому если Вам интересен данный вид занятий, далее мы предоставим подробную инструкцию с фото и видео примерами, чтобы сборка простейшего моторчика была понятной и доступной каждому!

Шаг 1 – Подготавливаем материалы

Чтобы сделать самый простой магнитный двигатель своими руками, Вам понадобятся следующие подручные материалы:

Подготовив все нужные материалы можно переходить к сборке вечного электродвигателя. Сделать маленький электрический моторчик в домашних условиях не сложно, в чем Вы сейчас и убедитесь!

Шаг 2 – Собираем самоделку

Итак, чтобы инструкция была для Вас понятной, лучше рассмотрим ее поэтапно с картинками, которые помогут визуально понять принцип работы мини электродвигателя.

Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что Вы можете по-своему изобрести конструкцию самодельного маленького двигателя. Для примера ниже мы Вам предоставим несколько видео уроков, которые, возможно, помогут Вам сделать свою версию двигателя из батарейки, медной проволоки и магнита.

Что делать, если самоделка не работает?

Если вдруг Вы собрали вечный электродвигатель своими руками, но он не вращается, не спешите расстраиваться. Чаще всего причиной отсутствия вращения мотора является слишком большое расстояние между магнитом и катушкой. В этом случае Вам нужно всего лишь самому немного подрезать ножки, на которых держится вращающаяся часть.

Вот и вся технология сборки самодельного магнитного электродвигателя в домашних условиях. Если Вы просмотрели видео уроки, то наверняка убедились, что сделать двигатель из батарейки, медной проволоки и магнита своими руками можно разными способами. Надеемся, что инструкция была для Вас интересной и полезной!

Это будет полезно знать:

Привет, товарищи, друзья и недоброжелатели! Небольшой кит для построения (досборки) коллекторного электромотора. Так как это предназначено для детей (неустановленного возраста), мотать проволоку не придется, все будет весьма лайтово, но для ребенка интересно. Под катом - сборка, эксплуатация и замеры.

Сразу дисклеймер - этот конструктор был прислан мне на обзор Banggood по пункту 18. Т.е. я за него и за пересылку не заплатил не копейки. Вы же заплатите реальные деньги, прошу это учитывать в формировании собственного мнения о товаре.

Итак, второй конструктор дождался участи быть собранным. Как и он просто пришел в пакете.
Упаковка - достаточно плотная коробочка, почти не пострадала. Вес его конечно гораздо выше.

Коробочка обильно снабжена изображениями собранного изделия, на одной из грани крупные иероглифы - решили с дочерью считать что там написано поздравление с Новым Годом

Нужно заметить, что тут предполагается куда меньше рукоделия чем в предыдущем конструкторе. Но, собственно, и инструкция тут куцая, и абсолютно китайская по диалекту,




а изображения на коробке так вообще откровенно дезинформируют!


(посмотрите как на принте на коробке установлены магниты. Ничего не смущает? Ох уж эти «штатные фотографы» производителя. Кроме того, установка изображена коллектором вверх. Как покажет дальнейшее, в данном устройстве «вверх и низ имеют значение».

Отметим, что на сайте BangGood изображения (фотографии) корректны - магниты установлены разнополюсно, коллектор с щетками внизу.

Внутри нашей коробчонки расположено:






Два магнита в форме параллелипипеда. Достаточно тяжелые, но не сверхмощные для такого-то размера.


Каркас, выполненный из пластика. Уже закреплены «щетки» и там же болтовые зажимы для проводов


Ротор с коллектором на оси.


Два проводка с обжатыми концами под болты.


Жестяной ключик, под зажим провода


Ну и вышеупомянутая невнятная инструкция.

Ну слава богу, мы в общих чертах знаем что сие такое), поэтому после небольшой лекции переходим к сборке и закреплению урока.

Я не претендую на лавры лучшего учителя года, поэтому ограничился рассказом о том, что такое магнитное поле, из-за чего оно возникает (природные магниты и магнитное поле вокруг проводника с током) и как магнитные поля за счет притяжения и отталкивания могут двигать и/или вращать предметы.
Больше всего восхищения вызвал пассаж про «агрессивные магниты», которые толкают ротор через магнитные поля. Упрощение конечно большое, но зато каждый день просит рассказать снова про них

Сборка не вызывает особых проблем, но весьма смущает что на коробке собранное устройство изображено с магнитами установленными симметрично (т.е. N к N) - что противоречит инструкции, изображению на сайте, а главное физическому смыслу. Это печально.Так как ребенок, предоставленный самому себе естественно пытается собрать так как изображено на коробке, не дожидаясь тезисов про полюса магнитов.

Также, на коробке и в инструкции установка изображена вверх коллектором, а на сайте картинки наоборот.
В общем неразбериха.
В итоге самостоятельная сборка дала такой результат:

Пытаемся затянуть пластиковыми зажимами вилки проводков и сталкиваемся с тем, что черный зажим наотрез отказывается закручиваться до состояния прижатия. Не упорствуем, при помощи комплектного ключа зажимаем провод между каркасом и прижимной гайкой.

Теперь немного переделываем установку, параллельно объясняя, что было сделано не так)))

Устанавливаем магниты, следуя инструкции. Устанавливаем ротор с коллектором, ось аккуратно входит острыми концами в выточки на верхнем и нижнем зажимно болтике. Заводим коллектор между «щетками» так, чтобы они внатяг прижимались к коллекторы выштамповками.

Итак, все собрано, подтянуто, ось вращается.

Берем аккумулятор Eneloop (2000мАн, напряжение на момент подключения 1,31Вольт) и…
ничего не происходит. Покручиваем ротор в разные стороны. Ноль реакции.

Ну чтож, пойдем по экстенсивному пути - берем литий-ионный аккумулятор с напряжением 4,15Вольт. Аккумулятор «походивший», поэтому не ожидаем что он отдаст большой ток, что могло бы вызвать спец.эффекты.
Зажимаю контакты пальцами на аккумуляторе (да, согласен, это формирует неправильно восприятие техники безопасности у ребенка, будем исправлять) и чувствую - ток идет… и немалый, судя по тому как быстро нагреваются контакты под пальцами.
Крутнули ротор и «все же она вертится» ©.

С снопиками искр из под «щеток», наш моторчик набирает обороты, наглядно демонстрируя, как ток с аккумулятора генерирует магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем стационарных магнитов.
Количество оборотов весьма приличное. Снимаем с замедлением 1/4х в надежде потом посчитать обороты.

Ребенок в восторге и много раз просит повторить «на бис», то сам прокручивая мотор, то прижимая контактики.

Еще раз пытаемся запустить от аккумулятора АА

Собственно уже тут можно заметить, что цель конструктора достигнута - немного теории, немного практики руками и большое удовольствие для закрепления материала. Теперь она каждый день просит у меня «поиграть в моторчик с агрессивными магнитами».

Изымаем собранное изделие у ребенка, когда он наигрался и проводим замеры и улучшения.

К сожалению, пока не удалось добиться автозапуска моторчика, только с ручного толчка. Вероятно, будь здесь трехполюсной якорь, такой проблемы бы не было. А это на самом деле насущно, потому что нежный детский пальчик может пострадать при ручном запуске.

Ток, протекающий на незапущенном моторчике, достаточно большой, больше ампера (1.21А) от литий-иона, это значит что больше 3 ватт уходит в прямом смысле в воздух.
После запуска ток немного падает и стабилизируется в районе 0,8-0,82А

Замена аккумулятора на свежий защищенный Panasonic 3400мАн приводит лишь к тому что каждый второй раз защита аккумулятора отрубает питание. Ток же сильно не возрастает. (1.1А). Но обороты возрастают (меньше падение напряжения под нагрузкой чем у старого Ли-Иона)

Замедленная съемка. Верхнее крепление затянуто несильно, видно биение.

Число оборотов не превышает 40 оборотов в секунду.

Берем смазку для подшипников и смазываем конусные пары трения оси ротора. Немножко переподтягиваем. Вращение становится более ровным и стабильным (уходят биения) и вроде даже возрастают обороты.

Но в любом случае обороты не выше 40 оборотов в секунду при токе 0,95А

Хорошо, берем теперь аккумулятор АА.
Пара неудачных попыток и двигатель запускается и на нем. Но работает слабо, неуверенно и затихает.

Ток при незапущенном двигателе составляет 0,46А

А что если мы перевернем нашу конструкцию, чтобы коллектор был внизу - и о чудо, работа от АА куда как увереннее. Возможно дело в меньшем трении в этой конусной паре при работе опорником…

Замеряем ток, опять же в состоянии «не запущен» и в состоянии «запущен». Опять снимаем замедленное видео с целью приблизительно определить количество оборотов.

Здесь уже можно более менее точно сказать что на элементе АА количество оборотов в районе 10-12 оборотов в секунду.

Тем не менее на аккумуляторе наш мотор все норовит остановится, хотя кушает 0,6А

Также замеряем сопротивление обмотки. Приблизительно 2.5Ом

Ротор удалось запустить от руки на манер юлы, т.е. он достаточно сбалансирован относительно оси.
Вот на этой фото можно заценить качество намотки

Так как наши «щетки» - просто металлические выштамповки, коллектор они царапают дай боже

Взвешивания

Вес ротора составляет 24 грамма

Каркас весит 47 грамм

Для полноты картины взвешиваем магниты (36 и 37 грамм)


и замеряем сколько в статике они, приблизительно, могут удержать металла (по весу). Это в принципе неважно, но пусть будет. (210гр+)

Сопротивление предложенных проводков составило у минусового 0,2Ом и 0,2Ом у плюсового.

Я вообще заметил, что на муське особый оргастический восторг комментаторов вызывает измерение всего что только можно измерить, даже если это не принципиально для товара, или его стоимость никак не оправдывает такую детализацию.
Я было подумал наведаться в лабораторию альма-матер и исследовать магнитные поля, генерируемые магнитами и моторчиком в сборе, провести исследование материалов из которых сделан каркас (нет ли там вредных примесей в пластике), уточнить, не бескислородную ли медь пустили на намотки. Кроме того, меня заинтересовала величина светового потока генерируемого искрами от щеток, елозящих по коллектору (естественно в боксе). Были еще интересные идеи замера звукового давления. Один из моих друзей серьезно утверждал, что я должен исследовать, как проглатывание магнита скажется на пищеварительном тракте («ты обязан»- кричал он, «вдруг кто-то из твоих читателей купит такое, но недосмотрит и ребенок проглотит магнит!»), но по здравому размышлению я отказался от такой проверки на себе. Поэтому, не обессудьте, что нет анализа кардиограммы моего сердца в момент запуска двигателя когда я пальцем прижимаю контакты (а какие там должны быть колебания… от восторга...).

Подводя итоги хочу заметить следующее:
1) Инструкция бессмысленна и неполноценна. Нет ни подробной информации, ни предупреждений о применимых источниках питания. Более того, картинки на коробке (неправильные) напрямую контрастируют с картинками в инструкции.
2) Комплект не совсем полон, нет источника питания. Если у людей нет фонарикофилии (запасов литий-иона/полимера), то скорее всего возникнут проблемы при запуске от элемента питания АА, или запуск будет не зрелищным (затухающим). А кто-то от особого ума может решить подключить на вход раздербаненный провод USB от сетевого источника питания или вообще подключить 220вольт. Предупреждающих же надписей ни на коробке ни в инструкции на понятном английском языке нет
3) Косяк с минусовым зажимом.
4) Скопидомство на третьем полюсе на якоре. Лучше бы на бакс дороже, но с нормальным автозапуском, а не риском получить по пальцу или зажать палец между ротором и магнитом
5) Вообще необъяснимое скопидомство на щетках. Поверхность коллектора очень быстро износится от такой эксплуатации, щетки стоят копейки. Придется искать что-то подходящее, иначе игрушка тоже быстро станет одноразовой.

Теперь о плюсах, и помним, что я это получил бесплатно, а вы заплатите что-то в районе 500 рублей (!)

1) Игрушка-конструктор достаточно габаритная и наглядная. Возможно часть цены ушла в большие магниты и медь на якоре)))
2) При наличии аккумулятора 4.2 вольта запустить ее можно легко, равно как и собрать. Фейла не будет (если конечно установите магниты по инструкции, а не как на коробке нарисовано).
3) Вокруг нее можно выстроить целую лекцию, как по глубине для дошкольников, так и школьников среднего возраста (с которыми уже углубляться в детали относительно намоток, количества полюсов у якоря, уменьшения трения в конусных парах и т.д.)
4) у ребенка 4 лет она вызвала интерес, радость, и желание повторять и повторять опыты.

Замечу, что вы можете сами соорудить что-то подобное, раздербанив какой-нибудь не нужный небольшой электромотор. Так что эта трата не является незаменимой подсобными средствами.
Однако, если BangGood будет делать скидки на эту модель, или у вас там образуются какие-нибудь пойнты или что у них там - можно упростить себе жизнь, заказав и собрав эту модель, так как она все же наглядна.

Надеюсь, что по факту обзора вы сможете сформировать собственное мнение, нужен ли вам такой обучающий конструктор за такие деньги.

Всем спасибо.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +16 Добавить в избранное Обзор понравился +37 +61

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]

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.