Простой электродвигатель своими руками из подручных средств

Одноцилиндровый электродвигатель

Если предыдущий вариант никакой полезной работы не выполнял в силу его конструктивных особенностей, то эта модель будет немного сложнее, зато найдет практическое применение у вас дома. Для изготовления вам понадобится одноразовый шприц на 20мл, медная проволока для намотки катушки (в данном примере используется диаметром 0,45мм), проволока из меди большего диаметра для коленвала и шатуна (2,5 мм), постоянные магниты, деревянные планки для каркаса и конструктивных элементов, источник питания постоянного тока.

Процесс изготовления электродвигателя заключается в следующем:

Одноцилиндровый электродвигатель готов к эксплуатации – достаточно подключить питание к его выводам для работы и прокрутить маховик, если он находится в том положении, с которого сам стартовать не может.

Чтобы прекратить вращение вентилятора, отключите электродвигатель посредством снятия крокодила хотя бы с одного из контактов.

Одноцилиндровый электродвигатель

Процесс изготовления электродвигателя заключается в следующем:

Что понадобится для простейшего электродвигателя?

Учтите, что изготовить рабочую электрическую машину, предназначенную для совершения какой либо полезной работы от вращения вала в домашних условиях довольно сложно. Поэтому мы рассмотрим простую модель, демонстрирующую принцип работы электрического двигателя. С его помощью вы можете продемонстрировать взаимодействие магнитных полей в обмотке якоря и статоре. Такая модель будет полезной в качестве наглядного пособия для школы или приятного и познавательного времяпрепровождения с детьми.

Для изготовления простейшего самодельного электродвигателя вам понадобится обычная пальчиковая батарейка, кусочек медной проволоки с лаковой изоляцией, кусочек постоянного магнита, по размерам не больше батарейки, пара скрепок. Из инструмента хватит кусачек или пассатижей, кусочка наждачной бумаги или другой абразивный инструмент, скотч.

Процесс изготовления электродвигателя состоит из таких этапов:

Намотайте на пальчиковую батарейку от 10 до 15 витков медной проволоки – это и будет ротор мотора. Можно использовать не только батарейку, но и любое круглое основание.
Снимите намотку с батарейки, постарайтесь не сильно нарушать диаметр витков. Зафиксируйте всю катушку двумя диаметрально противоположными витками, как показано на рисунке ниже. Рис. 1: зафиксируйте обмотку витками
При помощи мелкого наждака зачистите концы якоря электродвигателя. Ваша задача – удалить слой изоляции, так как через эти концы будет осуществляться токосъем.
При помощи пассатижей согните две скрепки таким образом, чтобы получились круглые петли посредине скрепки. В качестве основания для перегиба петли можно использовать любой твердый предмет, к примеру, спичку. Рис

2: согните скрепку
Зафиксируйте скотчем обе скрепки на выводах пальчиковой батарейки, важно добиться плотного прилегания. Если нужно, намотайте несколько слоев скотча.
Поместите в петли концы ротора, он же будет выступать и валом электродвигателя

Зачищенные концы провода должны располагаться на скрепках. Рис. 3: поместите ротор в петли
Зафиксируйте под катушкой на поверхности пальчиковой батарейки постоянный магнит.

Простой электродвигатель готов – достаточно толкнуть пальцем катушку и она начнет вращательное движение, которое будет продолжаться до тех пор, пока вы не остановите вал мотора или не сядет батарейка.

Рис. 4: запустите катушку

Если вращение не происходит, проверьте качество токосъема и состояние контактов, насколько свободно ходит вал в направляющих и расстояние от катушки до магнита. Чем меньше расстояние от магнита до катушки, тем лучше магнитное взаимодействие, поэтому улучшить работу электродвигателя можно за счет уменьшения длины стоек.

Процесс изготовления

Начинать работу по изготовлению электродвигателя своими руками нужно с изготовления пяти пластин, в которых позже нужно просверлить отверстие по центру при помощи электродрели и надеть на ось — спицу велосипедную.

При прохождении через катушку электротока, последняя создает магнитное поле вокруг себя, которое не отличается от поля обычного магнита, но исчезает, когда ток отключают. Свойство это, можно использовать, чтобы металлические предметы притягивать и отпускать, включая и выключая ток.

Цепь питается от блока питания компьютера 12В. Если ось с пластинами установить рядом с электромагнитом и включить ток, то они будут притягиваться и одной из сторон поворачиваться к электромагниту.

Соберем простейший электромоторчик

Повторим старый школьный эксперимент. Что необходимо приготовить для самоделки: Батарейка 2a. Эмалированный провод сечением 0,5 мм. Магнит. Две булавки, канцелярский скотч, пластилин. Инструмент. Для начала сделаем катушка. Наматываем ее из эмалированного провода. Делаем 6-7 витков вокруг батарейки. Концы провода фиксируем узелками. Теперь нужно правильно зачистить лак на катушке. Это важный момент -от правильности выполнения зависит работоспособность двигателя. Один конец полностью очищаем от изоляции. Другой – с одной стороны. Эта сторона должна совпадать с нижней частью катушки.

Фиксируем булавки на батарейке скотчем. Проверяем контакты тестером. Устанавливаем магнит. В данном случае слабенький. Поэтому приходится приподнять его ближе к катушке. Крепим конструкцию на столе пластилином. Нужно правильно поставить катушку. Когда оно установлена, зачищенные конце должны касаться булавки.

Принцип действия простейшего микро мотора

В катушке возникает магнитное поле. Получается электромагнит. Полюса постоянного магнита и катушки должны быть одинаковыми. То есть, они должны отталкиваться. Сила отталкивания проворачивает катушку. Один из концов теряет контакт и магнитное поле исчезает. По инерции катушка проворачивается. Снова появляется контакт и цикл повторяется.

Если магниты притягиваются, движок крутится не будет. Поэтому один из магнитов нужно будет перевернуть.

Запускаем моторчик. Можем немного придать практичности этому изделию. Прикрепим гипнотическая спираль на один конец катушки. Завораживает! Можно сделать знаменитой тауматроп с птичкой в клетке.

Канал “OlO”

Устройство и описание ДПТ

Конструктивно электродвигатель постоянного тока устроен по принципу взаимодействия магнитных полей.

Самый простой ДПТ состоит из следующих основных узлов:

Двух обмоток с сердечниками, соединенных последовательно. Данная конструкция расположена на валу и образует узел, называемый ротором или якорем.
Двух постоянных магнитов, повёрнутых разными полюсами к обмоткам. Они выполняют задачу неподвижного статора.
Коллектора – двух полукруглых, изолированных пластин, расположенных на валу ДПТ.
Двух неподвижных контактных элементов (щёток), предназначенных для передачи электротока через коллектор до обмоток возбуждения.

Рисунок 1. Схематическое изображение простейшего электродвигателя постоянного тока. Рассмотренный выше пример – это скорее рабочая модель коллекторного электродвигателя. На практике такие устройства не применяются. Дело в том, что у такого моторчика слишком маленькая мощность. Он работает рывками, особенно при подключении механической нагрузки.

Статор (индуктор)

В моделях мощных современных двигателях постоянного тока используются статоры, они же индукторы, в виде катушек, намотанных на сердечники. При замыкании электрической цепи происходит образование линий магнитного поля, под действием возникающей электромагнитной индукции.

Для запитывания обмоток индуктора ДПТ могут использоваться различные схемы подключения:

с независимым возбуждением обмоток;
соединение параллельно обмоткам якоря;
варианты с последовательным возбуждением катушек ротора и статора;
смешанное подсоединение.

Схемы подключения наглядно видно на рисунке 2.

Рисунок 2. Схемы подключения обмоток статора ДПТ

У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Часто способ подключения диктуется условиями, в которых предстоит эксплуатация электродвигателя постоянного тока. В частности, если требуется уменьшить искрения коллектора, то применяют параллельное соединение. Для увеличения крутящего момента лучше использовать схемы с последовательным подключением обмоток. Наличие высоких пусковых токов создаёт повышенную электрическую мощность в момент запуска мотора. Данный способ подходит для двигателя постоянного тока, интенсивно работающего в кратковременном режиме, например для стартера. В таком режиме работы детали электродвигателя не успевают перегреться, поэтому износ их незначителен.

Ротор (якорь)

В рассмотренном выше примере примитивного электромотора ротор состоит из двухзубцового якоря на одной обмотке, с чётко выраженными полюсами. Конструкция обеспечивает вращение вала электромотора.

В описанном устройстве есть существенный недостаток: при остановке вращения якоря, его обмотки занимают устойчивое. Для повторного запуска электродвигателя требуется сообщить валу некий крутящий момент.

Этого серьёзного недостатка лишён якорь с тремя и большим количеством обмоток. На рисунке 3 показано изображение трёхобмоточного ротора, а на рис. 4 – якорь с большим количеством обмоток.

Рисунок 3. Ротор с тремя обмотками

Рисунок 4. Якорь со многими обмотками

Подобные роторы довольно часто встречаются в небольших маломощных электродвигателях.

Для построения мощных тяговых электродвигателей и с целью повышения стабильности частоты вращения используют якоря с большим количеством обмоток. Схема такого двигателя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема электромотора с многообмоточным якорем

Коллектор

Если на выводы обмоток ротора подключить источник постоянного тока, якорь сделает пол-оборота и остановится. Для продолжения процесса вращения необходимо поменять полярность подводимого тока. Устройство, выполняющее функции переключения тока с целью изменения полярности на выводах обмоток, называется коллектором.

Такой же принцип коммутации питания обмоток используются во всех коллекторах, в т. ч. и в устройствах с большим количеством ламелей (по паре на каждую обмотку). Таким образом, коллектор обеспечивает коммутацию, необходимую для непрерывного вращения ротора.

В современных конструкциях коллектора ламели расположены по кругу таким образом, что каждая пластина соответствующей пары находится на диаметрально противоположной стороне. Цепь якоря коммутируется в результате изменения положения вала.

Как сделать простейший двигатель внутреннего сгорания своими руками?

В древние времена люди использовали животных для приведения в действие простейших механизмов. Позже для плавания на парусных суднах и для того чтобы заставить вращаться ветряные мельницы, делающие из зерна муку, стала использоваться сила ветра. Затем люди научились использовать силу течения речной воды для того, чтобы заставить вращаться водяные колёса, перекачивающие и поднимающие воду или приводящие в действие разнообразные механизмы.

Тепловые двигатели появились в далёком прошлом, в том числе и двигатель Стирлинга. Сегодня технологии значительно усложнились. Так, например, человечество изобрело двигатель внутреннего сгорания, который является довольно сложным механизмом. На основе ДВС в настоящее время работает большинство современных автомобилей и другой необходимой для человека техники. Функция, которую выполняет тепловое расширение внутри двигателя внутреннего сгорания, очень сложна, но без неё работа ДВС невозможна.

В механическом устройстве, называемом двигателем внутреннего сгорания, энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую. Для того чтобы сделать двигатель внутреннего сгорания своими руками, необходимо знать основные принципы его действия.

Изготовления прерывателя тока

Снова понадобится небольшая пластина, закрепить которую нужно на оси, прижав плоскогубцами, чтобы крепление было надежным. Как это должно выглядеть, понять поможет видео:

Видео: Как сделать электродвигатель

Один из контактов подключают к металлической пластине, а сверху на нее устанавливают ось. Поскольку ось, пластина и прерыватель металлические, то по ним будет идти ток. Дотрагиваясь контактом прерывателя, цепь можно замыкать и размыкать, что позволит электромагнит подключать в нужный момент и отключать.

Получившаяся вращающаяся конструкция, сделанная своими руками, называется в электродвигателях постоянного тока якорем, а взаимодействующий с якорем неподвижный электромагнит – индуктором.

Что понадобится для простейшего электродвигателя?

Процесс изготовления электродвигателя состоит из таких этапов:

Рис. 4: запустите катушку

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.

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.

Процесс изготовления

Изготовление катушек

Чтобы сделать их, потребуется полоска из картона и тонкой бумаги (см. размеры на чертеже). Вынув болт из основания, наматываем на него толстую полоску в 4-5 слоев, зафиксировав 2 слоями изоленты. Держится полоска достаточно плотно. Аккуратно снимаем ее, чтобы намотать проволоку.

После того, как проволока намотана, достанем пинцетом бумагу изнутри, обрезаем лишние слои, чтобы на болт катушка одевалась легко. Отрезаем у катушки лишнее с учетом того, что сверху и снизу еще будут щечки, необходимые для того, чтобы при эксплуатации электродвигателя не сползала проволока. Таким же образом делаем своими руками вторую катушку и переходит к изготовлению щечек.

Материалы и инструменты

При подборе оборудования необходимо обратить внимание на две вещи: мощность и напряжение. Данные параметры являются основоположными, и от них зависит качество работы готового электромотора

Мощность зависит от выбранной дрели (за основу в данном случае берется именно этот инструмент), поэтому в первую очередь нужно подобрать это оборудование.

При подборе дрели необходимо ориентироваться на ее мощность. Данный показатель должен превышать сто пятьдесят Ватт. Брать инструмент с меньшими характеристиками не стоит. В таком случае готовое устройство не будет эффективно работать в движущейся воде (то есть, плавать с таким агрегатом по реке не получится). Лучше всего использовать аккумуляторный перфоратор.

Перфоратор оснащается реверсом, обладает несколькими режимами работы

Данное обстоятельство важно для мотора, который будет двигать плавательное средство, поскольку оно позволит в будущем контролировать скорость работы электродвигателя

Второй важный параметр – напряжение. Не следует использовать батареи на восемнадцать Вольт. Их сложно найти и стоят они дорого. Лучшим выбором будет дрель, работающая под напряжением десять или двенадцать вольт. Такой аккумулятор стоит сравнительно дешевле, и, что самое главное, его гораздо легче найти в продаже.

После выбора оптимального оборудования, можно собирать материалы. Для создания двигателя необходимо предварительно обзавестись:

Электрической дрелью, которая будет выполнять функцию мотора.
Струбцинами, при помощи которых будет крепиться дрель.
Редуктором. Можно использовать элемент от болгарки, если предполагается установка мотора на транце лодки.
Круглыми трубками диаметром двадцать миллиметров.
Профилированными трубами (20*20 миллиметров).
Круглым металлическим прутом. Он будет использован для создания вала электромотора.
Листовым металлом, из которого будут изготовлены винты.

Также понадобятся некоторые инструменты:

ножницы для резки металла;
аппарат для сварки;
болгарка;
электрическая дрель с набором сверл;
саморезы с шуруповертом, если при создании мотора будет использоваться дерево.

После того как все элементы будут собраны, можно начинать создавать лодочный электромотор своими руками. Вся процедура состоит из нескольких этапов. Начинать работу следует с создания подъемного механизма для крыльчатки. Для того, чтобы будущее устройство работало нормально, рекомендуется тщательно следовать инструкциям, предоставленным ниже.

Управление мотором и другие конструктивные варианты его создания

Хотя электромотор и готов, однако он пока не способен проводить повороты. Для того чтобы не поворачивать при помощи весел, в конструкцию необходимо внести небольшие доработки. Достаточно приделать к центральной части крепления болт, на который затем надеть трубу. Это даст возможность проводить повороты, путем изменения положения базы и, соответственно, электромотора.

К базе можно приварить еще одну ручку, выведя на нее регулятор, отвечающий за подачу тока на мотор. Целесообразно будет использовать реостат. Однако в таком случае придется немного изменить саму дрель, соединив мотор, размещенный в ее корпусе, с реостатом. Это позволит создать более функциональную конструкцию.

Шуруповерт в качестве мотора

Существует несколько способов, как можно сделать электромоторчик. Вместо дрели допустимо использование шуруповерта. По конструкции он почти не отличается от устройства с дрелью. Отличительной чертой изделия является более низкая стоимость его обслуживания. Так, одного аккумулятора на двенадцать Вольт будет достаточно для шестичасовой работы устройства. Однако придется пожертвовать скоростью движения из-за меньшей мощности.

Для того, чтобы плавательное судно двигалось быстрее, можно использовать винты с большим шагом. Кроме того, как и в предыдущем случае, электромотор на основе шуруповерта можно оснастить рукоятями, которые облегчат управление.

Электромотор из тримера

Отлично подойдет для этой цели и тример. Процесс создания мотора при использовании данного устройства существенно облегчится. Единственное, что необходимо будет сделать мастеру – укоротить длину устройства и приделать к нему винт. Необходимости в креплении редуктора нет.

Также не нужно дорабатывать управление и систему, отвечающую за питание мотора. Единственная трудность, которая может встретиться на пути – проблема крепления устройства к лодке. В особенности к надувной. Но и она решаема.

В качестве электромотора можно использовать агрегаты, за счет которых работают стеклоомыватели, или же простой электрический мотор. В последнем случае могут возникнуть трудности с питанием, поскольку стандартные моторы работают за счет переменного напряжения в двести двадцать Вольт. Проблема решается установкой инвертора.

Таким образом, владелец плавсредства может создать электромотор для лодки своими руками. Особых умений для этого не нужно. Следует только приобрести необходимые материалы и подготовить некоторые инструменты. В качестве мотора рекомендуется использовать дрель мощностью более ста пятидесяти Ватт. Такой показатель позволит двигаться на лодке как при стоящей воде, так и по реке. Кроме дрели, можно воспользоваться тримером или обычным электрическим двигателем. Еще один вариант – электромотор на основе шуруповерта. Такое устройство более дешевое в обслуживании, однако могут возникнуть проблемы со скоростью перемещения плавательного средства.

В цепи якоря

Это лучший вариант регулирования скорости мотора с независимым возбуждением. Частота вращения прямо пропорциональна подводимому к якорю напряжению. Механические характеристики не меняют своего угла наклона, а перемещаются параллельно друг другу.

Для осуществления этой схемы нужно цепь якоря подключить к источнику напряжения, которое можно менять.

Это возможно в электрических машинах малой или средней мощности. Двигатель большой мощности целесообразно подключить в схему с генератором напряжения независимого возбуждения.

В качестве привода для генератора используют обычный трехфазный асинхронник. Чтобы уменьшить обороты, достаточно на якоре понизить напряжение. Оно меняется от номинального и вниз. Эта схема имеет название «двигатель-генератор». Таким образом можно менять параметры на двигателе 220в.

Для низкого напряжения

Управление агрегатами на 12в проще из-за более низкого напряжения и как следствие, более доступных деталей

Вариантов подобных схем множество, поэтому важно понять сам принцип

Такой двигатель имеет ротор, щеточный механизм и магниты. На выходе у него всего два провода, контролирование скорости идет по ним. Питание может быть 12, 24, 36в, или другое. Что нужно – это его менять. Лучше, когда в пределах от нуля до максимума. В более простых вариантах 12–0в не получится, другие варианты дают такую возможность.

Кто-то паяет радиоэлементы навесным монтажом, кто-то набирает печатную плату – это уже зависит от желания и возможностей каждого человека.

Этот вариант подойдет, если точность неважна: например, вентилятор. Напряжение меняется от 0 до 12 вольт, пропорционально меняется крутящий момент.

Другой вариант – со стабилизацией оборотов независимо от нагрузки на валу.

Питание 12 вольт, схема очень проста. Двигатель набирает обороты плавно, и также плавно их сбавляет так как напряжение на выходе меняется в пределах 12–0в. Как результат – можно убрать крутящий момент практически до нуля. Если потенциометр крутить в обратном направлении, мотор так же постепенно набирает обороты до максимума. Микросхема очень распространенная, ее характеристики тоже подробно описаны. Питание 12–18в.

Есть еще один вариант, только это уже не для 12, а для 24в питания.

Двигатель постоянного тока, питание – переменное, так как стоит диодный мост. При желании можно мост выбросить и запитывать постоянкой от своего блока питания.

Какие достоинства и недостатки имеют реально работающие магнитные двигатели

Достоинства:

Полная автономия, экономия топлива, возможность из подручных средств организовать двигатель в любом нужном месте;
Мощный прибор на неодимовых магнитах способен обеспечивать энергией жилое помещение до 10 вКт и выше;
Гравитационный двигатель способен работать до полного износа и даже на последней стали работы выдавать максимальное количество энергии.

Недостатки:

Магнитное поле может негативно влиять на здоровье человека, особенно этому фактору подвержен космический (реактивный) движок;
Несмотря на положительные результаты опытов, большинство моделей не способны работать в нормальных условиях;
Даже после приобретения готового мотора, его бывает очень сложно подключить;
Если Вы решите купить магнитный импульсный или поршневой двигатель, то будьте готовы к тому, что его цена будет сильно завышена.

Работа магнитного двигателя – это чистая правда и она реально, главное правильно рассчитать мощность магнитов.

www.asutpp.ru

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.

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.