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.
Почему в быту часто применяются коллекторные двигатели
Если брать фазу на 220В, принцип работы электродвигателя на коллекторе позволяет изготовить устройства в 2-3 раза менее массивные, нежели при использовании асинхронной конструкции
Это важно при изготовлении приборов: ручные блендеры, миксеры, мясорубки. Помимо прочего, асинхронный двигатель сложно разогнать выше 3000 оборотов в минуту, для коллекторных указанное ограничение отсутствует
Что делает устройства единственно пригодными для реализации конструкций центрифужных соковыжималок, не говоря уже о пылесосах, где скорость часто не ниже.
Отпадает вопрос, как сделать регулятор оборотов электродвигателя. Задача давно решена путём отсечки части цикла синусоиды питающего напряжения. Это возможно, ведь коллекторному двигателю нет разницы, питаться переменным или постоянным током. В первом случае падают характеристики, но с явлением мирятся по причине очевидных выгод. Работает электродвигатель коллекторного типа и в стиральной машине, и в посудомоечной. Хотя скорости сильно отличаются.
Легко сделать и реверс. Для этого меняется полярность напряжения на одной обмотке (если затронуть обе, направление вращения останется прежним). Иная задача – как сделать двигатель с подобным количеством составных частей. Сделать самостоятельно коллектор вряд ли удастся, но намотать заново и подобрать статор вполне реально. Заметим, что от числа секций ротора зависит скорость вращения (аналогично амплитуде питающего напряжения). А на статоре лишь пара полюсов.
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.
Принцип действия ДВС
На сегодняшний день существуют разные виды двигателей, но для моделизма чаще всего используются:
- Поршневые двигатели дизельного типа.
- Двигатели, зажигаемые путём накала или искры.
Дизельные двигатели отличаются от искровых или калильных тем, что в первых возгорание горючего происходит при сильном сжатии газа в процессе движения поршня в цилиндре. А последние два типа двигателей требуют для возгорания уже сжатой смеси дополнительной энергии, для чего необходимо заранее нагреть калильную свечу или произвести искровой разряд.
Поршневые двигатели могут быть только двухтактными. Двигатели, которые зажигаются путём накала или искры, бывают и двухтактные, и четырехтактные.
Двухтактные двигатели осуществляют любой рабочий процесс в два такта, выполняемые за 1 оборот коленвала.
В первом такте осуществляется «всасывание-сжатие»: когда коленчатый вал вращается, поршень перемещается снизу вверх. В процессе его движения топливная смесь всасывается через золотник в картер, и в то же время в цилиндре сжимается предыдущая порция горючего.
Перед тем как завершается первый такт, в цилиндре воспламеняется горючая смесь, в результате чего значительно увеличивается давление в камере сгорания, которое способствует движению поршня вверх и вниз.
Во втором такте — «рабочем ходе-продувке» сгорающее топливо расширяется, что способствует развитию механической мощности, а свежая порция топлива, засосанная в цилиндр во время первого такта, сжимается.
После того, как поршень проходит около половины пути вниз, газы, образованные во время сгорания топлива, выталкиваются из цилиндра через специально открывающееся окно. А после того, как открывается перепускное окно, сжатое в картере горючее поступает в цилиндр, и тем самым вытесняет из него оставшиеся отработанные газы, то есть, происходит продувка.
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.
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.
Изготовляем рамку
Рамка необходима, так как электродвигатель это приспособление руками позволяет не держать. Изготавливается конструкция рамки из фанеры.
Типы электродвигателей и особенности ремонта
Данные устройства производятся в разных конструктивных исполнениях. Выход из строя обмотки в промышленности ремонтируется отправкой двигателя в ремонтный цех, где двигатели разбирают, чистят, ревизируют.
Потом неисправные обмотки перематывать стараются на специальных намоточных установках. После этого собирают и проверяют двигатели на рабочих оборотах с измерением тока холостого хода и под предполагаемой нагрузкой.
Электродвигатели подразделяются на два типа:
- с короткозамкнутым ротором моторы представляют собой простоту изготовления, дешевизну и имеют высокий коэффициент полезного;
- с фазным ротором, используют такое конструктивное решение при недостаточном напряжении питающей сети, если этого питания не хватает для запуска устройства.
Неисправность таких устройств в быту устраняется совместно с сервисной службой или сдачей этого мотора в мастерскую. Но, что же делать если поблизости нет сервиса и нет возможности отдать в ремонт профессионалам?
Единственный вариант попробовать разобрать в домашних условиях и обеспечить перемотку самостоятельными силами. Перематывать обмотки может человек, обладающий минимальными знаниями о способе проведения перемотки.
Разборка электродвигателя
Перед разборкой необходимо обработать мотор влажной чисткой, затем очистить ветошью. Откручиваем крышку вентилятора, снимаем последовательно все болты. После этого спрессовываем вентилятор, предварительно открутив его фиксирующий болт.
Откручиваем крепления подставки и крепление фланцев. Отсоединяем борно электродвигателя с клеммником. Все крепления и болты надо складывать отдельно, чтобы не было проблем в дальнейшем со сборкой. Откручиваем передний фланец вместе с ротором и вытаскиваем.
Разное устройство электродвигателей заставляет предварительно задумываться: «Какая из обмоток вышла из строя роторная или статорная». С помощью приборов омметра и мегоомметра проводим проверку обмоток.
Прозваниваем двигатель омметром между тремя фазными выводами на одинаковость сопротивления. Проверяем омметром каждую фазу на землю, сопротивление должно быть порядка нескольких мегоОм и выше. Затем берём мегоомметр и проверяем сопротивление изоляции каждой обмотки на корпус.
Определились с неисправной обмоткой, в нашем случае неисправна обмотка статора, а ротор имеет неразборную конструкцию. Демонтаж статора не совсем простая задача, как казалось бы на первый взгляд.
Если обмотка оплавилась очень сильно и электродвигатель вышел из строя от перегрева, то выбивать её не понадобится, она достаточно легко снимется со своих мест крепления. Случилось так, что обмотка подгорела немного или она в обрыве, то лак очень хорошо будет держать, и даже попытки сбить зубилом не приведут к полному удалению старых частей.
Как вариант, можно развести костёр и нагреть корпус статора чтобы весь лак внутри выгорел. После таких действий старые отложения высыпятся сами.
Необходимо дать остыть корпусу на воздухе, не прибегая к жидкостному охлаждению, в противном случае корпус не выдержит разности температур и треснет. Зачистка внутренней поверхности требуется до состояния блеска. Не должно остаться окалин от оплавленного лака и меди.
Потребуется подсчёт количества витков и параметры провода. Подбираем для перемотки именно обмоточный провод. Эта проводка имеет особенные свойства. По форме бывают округлые и прямоугольного сечения.
Проводка обладает очень малым сопротивлением изоляции. В мастерских по ремонту имеются механические устройства намотки обмоток, провода берутся с повышенной прочностью изоляции, в маркировке добавляется буква М. Мы проводим перемотку своими руками, поэтому возьмём провод с обычной изоляцией с параметрами соответствующими предыдущей.
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.
Перемотка обмоток электродвигателя
Перематывать обмотки нужно с помощью шаблона, его мы изготавливаем самостоятельно по размерам корпуса статора. Первое с чего начнём наш ремонт прокладку картона в качестве изоляции от корпуса.
По шаблону изготавливаем первый виток обмотки, затем прокладываем его в паз, не перекусывая проводника, провод должен быть целым, соединённым со всеми витками одной фазы.
Перематывать следует сначала витки одной фазы и укладывать в пазы. После перекусываем проводку, делая выводы свободных концов. Для получившихся витков проделываем хорошую изоляцию картоном.
Аналогичные действия проделываем для каждой отдельной фазы
Особое внимание нужно уделить качеству изоляции электрокартоном, чтобы не допустить межвитковых замыканий. Промаркировать начальные и конечные части обмоток
Обвязка витков необходима. Внешние части формируются в нужную геометрию и обвязываются. Выступать витки с картоном должны за пределы корпуса статора на 5 миллиметров до формирования и обвязки. Для перемотки можно использовать ручной намоточный станок.
Изоляцию прокладывать необходимо таким образом, чтобы исключить касание корпуса мотора в будущем. Условие достаточного изолирования можем проверить омметром, прозвонив обмотки за выведенные концы и проверив сопротивление изоляции на землю-корпус.
Особенности перемотки электродвигателя своими руками
Соблюдать количество витков необходимо очень точно. Мы имеем 6 катушек по 2 области. Разность витков приведёт к различию токов в обмотках и как следствие подгорание витоков.
Не должно быть перехлёста проводников при перемотке. Перематывать ровно с одинаковым расстоянием между проводами, для облегчения укладывания витков в паз статора.
Шаблон можно изготовить по размеру из двух округлых палок, соединив их на нужном расстоянии под количество витков одной обмотки. Геометрия витков не должна отличаться друг от друга. Для помещения витков в статор можно использовать специальное приспособление — трамбовку.
Она представляет собой вид лопатки с толщиной под размер паза и позволяет экономить время укладки при большом количестве двигателей. Следует помнить катушки располагаются в пазах статора со смещением. Необходимое условие работы ротора в электромагнитном поле.
Верхняя часть над витками в пазах статора закрывается электрокартоном. Заготовленные стрелки из изолирующего материала вставляем и просовываем так, чтобы зафиксировать их. Междуфазное изолирование проводим тем же материалом с обвязкой каждого витка. Укладываем витки вдоль передней части статора.
Выводы катушек заправляем в изолирующие трубки и проводим в отверстие, идущее в место установки борно. Трубки должны изолироваться материалом не только имеющей необходимую пластичность, но и хорошую температуростойкость. Провода при работе и корпус электродвигателя будут сильно нагреваться.
Перекусанные концы, оставшиеся после прокладки изоляции, собираем в схему «звезда», соединения обмоток производим методом обычной спайки паяльником. Накладываем на эти места изоляцию-трубки и придаём окончательную форму передней части обмоток.
Фиксируем их кордовой нитью или обвязочной проволокой и приступаем к окончательной процедуре изоляции. Все части, выпирающие за пределы корпуса пазов и статора, хорошо утрамбовываем.
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.
- Электродвигатели: устройство и принцип работы
- Применение электродвигателей
- Ротор электродвигателя — особенности конструкции и принцип работы устройства. Инструкция по ремонту и восстановлению
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.
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!
Учимся создавать бензиновый лодочный мотор
Такое изделие выгоднее, поскольку обладает увеличенной мощностью. Оно гарантирует прирост скорости, что подразумевает охват большей площади для подбора хорошего места для ловли рыбы.
- Мощность всегда на одном уровне, что не скажешь об электрическом двигателе, у которого много недостатков и занимает полезную площадь аккумулятор.
- Допускается использование агрегата от триммера, бензопилы, мотоблока и других изделий работающих на основе бензина. Выбор зависит от лодки, доступного крепления и финансовых возможностей.
- Оптимальным вариантом считается триммер, поскольку необходимы не большие доработки. Придётся заменить устройство для закрепления лески и добавить гребной винт. И всё двигатель можно использовать на лодке.
- В других случаях придётся добавить редуктор, гребной винт, вал и внести другие доработки. И сам процесс соединения такой системы с учётом надёжной работы не отличается упрощёнными действиями. Необходимы, более, серьёзные навыки в сравнении со сборкой и настройкой электрического привода.
Но это не значит, что нет альтернативы. Особо продвинутые рыболовы научились использовать мотокультиватор. Для этого они избавляются от фрезы и заменяют данный узел на гребные лопасти.
В обоих рассмотренных случаях необходимо учитывать, что ещё придётся продумать процесс установки двигателя на лодку. Особенно это сложно в случае надувного либо резинового изделия.
Как сделать простой двигатель Стирлинга (с фотографиями и видео)
Давайте сделаем двигатель Стирлинга.
Мотор Стирлинга – это тепловой двигатель, который работает за счет циклического сжатия и расширения воздуха или другого газа (рабочего тела) при различных температурах, так что происходит чистое преобразование тепловой энергии в механическую работу. Более конкретно, двигатель Стирлинга представляет собой двигатель с рекуперативным тепловым двигателем с замкнутым циклом с постоянно газообразным рабочим телом.
Двигатели Стирлинга имеют более высокий КПД по сравнению с паровыми двигателями и могут достигать 50% эффективности. Они также способны бесшумно работать и могут использовать практически любой источник тепла. Источник тепловой энергии генерируется вне двигателя Стирлинга, а не путем внутреннего сгорания, как в случае двигателей с циклом Отто или дизельным циклом.
Двигатели Стирлинга совместимы с альтернативными и возобновляемыми источниками энергии, поскольку они могут становиться все более значительными по мере роста цен на традиционные виды топлива, а также в свете таких проблем, как истощение запасов нефти и изменение климата.
В этом проекте мы дадим вам простые инструкции по созданию очень простого двигателя
DIY
Стирлинга с использованием пробирки и шприца
.
Как сделать простой движок Стирлинга – Видео
Компоненты и шаги, чтобы сделать моторчик Стирлинга
1. Кусок лиственных пород или фанеры
Это основа для вашего двигателя. Таким образом, он должен быть достаточно жестким, чтобы справляться с движениями двигателя. Затем сделайте три маленьких отверстия, как показано на рисунке. Вы также можете использовать фанеру, дерево и т.д.
2. Мраморные или стеклянные шарики
В двигателе Стирлинга эти шарики выполняют важную функцию. В этом проекте мрамор действует как вытеснитель горячего воздуха от теплой стороны пробирки к холодной стороне. Когда мрамор вытесняет горячий воздух, он остывает.
