Собираем электродвигатель своими руками

Делаем электродвигатель своими руками

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.

Принцип работы электродвигателя

Для практического изготовления требуется наличие теоретических знаний. Законы физики говорят о том, что если в магнитное поле поместить проводник с электрическим током в виде рамки, то на него будет действовать сила заставляющая рамку вращаться. Если добавить еще одну рамку под углом или менять направление тока, то вращение будет непрерывным. В электродвигателе функции создания магнитного поля выполняет статор, а вращающуюся рамку заменяет ротор или якорь.

Примеры электродвигателей сделанных мастерами — самоучками

Самостоятельно изготовленные электромоторы отличаются различными подручными материалами, применяемыми в качестве заготовок для ротора и статора. Представляем некоторые варианты таких самоделок.

Электродвигатель из жестяной банки от «Пепси-Колы»

Для такой самоделки понадобятся следующие комплектующие материалы и инструменты:

• пустая алюминиевая банка от газированного напитка, которая послужит основой для ротора;
• катушка от швейной машинки;
• медная изолированная проволока диаметром около 0.35 мм, длиной примерно 10 метров;
• деревянная дощечка толщиной 10–15 мм, по габаритам в соответствии с размерами банки от «Пепси-Колы»;
• 4 (четыре) круглых постоянных магнита в виде тонких пластинок, которые будут создавать магнитное поле вместо статора;
• металлическая вязальная спица;
• два небольших деревянных бруска размерами 15×15×60 мм;
• короткий брусок в виде кубика с размером стороны 15 мм;
• медная проволока толщиной 1.0 мм для изготовления контактов;
• для фиксации катушки потребуется саморез 3.5×30 мм, а для закрепления контактов — саморезы 2×15 мм (3 шт.) и 3 широких шайбы под них;
• источник питания 12 В;
• тюбик суперклея;
• штангенциркуль и чертилка для разметки;
• маркер для нанесения точек разметки;
• ручная электрическая дрель;
• мультиметр для проверки наличия контакта;
• набор отверток, нож для зачистки, пассатижи, бокорезы и возможно другой инструментарий для монтажа электрической проводки.

Порядок проведения работ

Рекомендуем выполнять работы в следующей последовательности.

• Вручную аккуратно намотаем медную проволоку на катушку. Обязательно фиксируем концы.
• По центру деревянной дощечки закрепляем намотанную катушку, которая уже превратилась в электромагнит, с помощью длинного самореза.
• Размечаем с помощью маркера места нахождения постоянных магнитов, как на изображении:
• Наклеиваем на обозначенные места магниты, соблюдая при этом их полярность.
• С помощью дрели сверлим по центру банки отверстия под ось (вязальная спица).
• Устанавливаем в эти отверстия спицу.
• В деревянных брусках 15×15×60 мм с одного из краев сверлим отверстие под спицу.
• Закрепляем с помощью клея на деревянной дощечке конструкцию ротора с деревянными брускам (подставками).
• На спицу (ось ротора) дополнительно устанавливаем брусок в виде кубика, при этом его ребро должно совпадать с осью установки магнитов.
• Из медной проволоки толщиной 1.0 мм изготавливаем управляющие контакты, один конец которых закрепляем на деревянном основании. Расстояние между контактами подбирается таким образом, что вращаясь, кубик должен их замыкать при касании ребра.
• Контакты электромагнита зачищаются и подключаются к части контактов толстой медной проволоки, закрепленной на деревянном основании.

После подключения источника питания 12 В двигатель может работать.

Электродвигатель из винной пробки и спицы

Этот вариант похож на предыдущий, только для изготовления ротора применяется подручный материал в виде винной пробки и вместо четырех небольших магнитов два более крупных с дополнительными под них деревянными опорами.

Процесс изготовления ротора из винной пробки производится следующим образом.

• Торцы винной пробки подрезаются до ровных площадок.
• Сверлиться в середине торцов пробки отверстие под спицу. С одного края на спицу наматывается изолента.
• В торце пробки вставляются две медные проволоки толщиной 1.0 мм, фиксируются клеем.
• Выполняется обмотка пробки тонкой медной проволокой в одном направлении, как показано на изображении:
• Места соединения толстой и тонкой медных проволок зачищаются и крепятся (лучше припаять).

Далее процесс сборки практически ничем не отличается от предыдущего варианта и получается электродвигатель своими руками с ротором из винной пробки.

Показаны лишь самые известные из множества подобных самоделок.

Видео по теме

Источник

Лодочный электромотор своими руками

В свое время, когда жил еще царь Хаммурами, он утверждал, что время, проведенное на рыбалке, в учет общего времени жизни не входит. Об этом утверждают и многие граждане, которые любят проводить часть своего свободного времени на рыбалке.

Как правило, большая часть рыболовов владеют лодкой. Многие лодки, особенно современные, укомплектованы бензиновыми двигателями. Да и лодка без мотора, особенно если приходится рыбачить на водных просторах большого озера становится обузой, которая требует огромных затрат, сил и энергии для передвижения. И здесь обязательно нужен мотор: бензиновый или электрический – без разницы.

И все же, особое внимание следует уделить электрическому мотору, потому что:

• электрические не требуют для своей работы ни масла, ни бензина, а значит, нет выхлопных газов, что не наносит вреда природе;
• электромоторы меньше по размерам, имеют меньший вес и не занимают много места. Особенно это актуально, если рыбачить приходится далеко, и каждый килограмм лишнего веса всегда ощущается;
• они намного выгоднее бензиновых собратьев в экономическом плане;
• современные конструкции собраны на современных деталях, разработанных по современным технологиям, поэтому при минимальном весе обладают максимальной мощностью.

Но эти утверждения имеют место в том случае, если владелец лодки уже имеет электромотор и ощутил подобные преимущества в полной мере. А что же делать, если его нет? Значит, его нужно сделать самому.

Электромотор из дрели

Многие предприимчивые владельцы лодок используют дрель или шуруповерт, которые работают на аккумуляторах, поскольку принцип работы промышленного образца электромотора основан на таком же принципе. Основная схема компоновки подобного агрегата практически одинакова для всех моделей и выглядит следующим образом:

• аккумулятор является источником питания;
• электромотор выполняет роль лодочного двигателя;
• гребной винт с редуктором является рабочим инструментом, обеспечивающим передвижение лодки по воде;
• блок управления – состоит из ручки поворота направления движения и изменения скорости вращения электромотора.

Практически все элементы можно обнаружить в электродрели или шуруповерте. При этом следует учитывать тот факт, что промышленные устройства имеют герметичное исполнение, что позволяет основным узлам находиться в воде.

Если использовать электродрель, то желательно, чтобы она располагалась подальше от воды. Это единственная проблема, довольно серьезная, которая требует технического решения. Малейшее попадание воды на блок управления способно вывести его из строя, что приведет к остановке лодки.

Достоинства подобной модели

Если брать электродрель, то следует всегда помнить, что основную его ценность составляют двигатель и блок регулирования оборотов (кнопка). Выбор дрели или шуруповерта, сопряжено с некоторыми достоинствами, по сравнению с покупкой промышленного лодочного мотора:

• по цене, это приобретение обойдется намного дешевле, чем покупка заводского образца;
• согласно законодательства, необходимо придерживаться требований, связанных с мощностью двигателей, используемых на различных водоемах;
• электродрель работает от аккумулятора или других источников электропитания с подходящими параметрами;
• электродрель легко поддается ремонту, благодаря наличию на рынке достаточного количества запасных частей.

Подбор мощности

Выбирая дрель, следует брать во внимание тот фактор, что она, в основном, предусмотрена для работы в циклическом режиме. Если дрель будет установлена на лодке, то нужно рассчитывать больше на непрерывный цикл работы. Это означает, что нужен запас мощности, иначе дрель будет перегреваться.

В таких случаях, следует останавливать свой выбор на мощности от 150 W и больше. Запас мощности позволит работать с гребным винтом диаметром 130-150 мм. Кроме этого, нужно учитывать, что общий вес лодки будет соответствовать 300 кг, не больше. Можно считать, что это предельный вес.

Подбор рабочего напряжения

Следует сразу же обратить внимание на тот факт, что дрели и шуруповерты выпускаются на различное рабочее напряжение, такое как 12 V, 14,5 V, 16 V, 18 V и 24 вольта. На такое же напряжение выпускаются и аккумуляторы. И все же, емкости стандартных аккумуляторов, которые обслуживают работу электродрели или шуруповерта в классических условиях работы, не хватает, чтобы обеспечить необходимое движение лодки на воде. В связи с этим, лучше обратить внимание на автомобильный аккумулятор, который обладает гораздо большей емкостью. А поскольку автомобильный аккумулятор выдает под нагрузкой 12 V то и дрель следует выбирать с рабочим напряжением 12 V.

Естественно, что можно сделать батарею аккумуляторов из набора выпускаемых аккумуляторов для электроинструмента на любое напряжение, но это может обойтись гораздо дороже.

Необходимые инструменты и материалы

Для подобного приспособления понадобятся следующие детали:

• электродрель для мотора;
• струбцины для крепления мотора (дрели). Подойдут как готовые заводские, так и кустарного изготовления;
• редуктор от болгарки подходит, если мотор будет установлен на транце лодки;
• трубки круглые диаметром 20 мм и трубки, профилированные 20х20 мм. Из них будет сделана штанга и крепление для мотора (дрели);
• круглый прут из металла, из которого будет сделан вал мотора, а также листовой металл для гребного винта.

Для работы могут понадобиться следующие инструменты:

• ножницы по металлу;
• сварочный аппарат, хотя можно обойтись и без него;
• электродрель и набор сверл;
• болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
• если в конструкции предусмотрено дерево, то гвозди или саморезы (а также дерево).

Механизм подъема для крыльчатки

Наличие подъемного механизма кардинально упрощает работу и обслуживание всей системы, тем более, что встречаются случаи, когда необходимо срочно поднять гребной винт. Как правило, подобный механизм управляет положением электродвигателя во всех плоскостях (вертикальной и горизонтальной).

Как вариант, можно предложить следующую конструкцию подобного механизма: на транце лодки крепится мотор с помощью струбцин, которые жестко фиксируются к пластине. Струбцины снабжены кольцами, сквозь которые продета трубка, а к приваренной по центру трубки оси продевается вал мотора. Получается очень простое шарнирное соединение, которое может обеспечить нормальное управление мотором.

Крепление редуктора и изготовление гребного винта

Насколько известно, дрель предназначена для сверления отверстий и имеет высокие конечные обороты, что не приемлемо для обеспечения работы гребного винта, который работает на оборотах, более медленных. Поэтому, чтобы уменьшить обороты, передаваемые на винт, требуется установка редуктора. Иногда их нужно 2 штуки, в зависимости от конструкционных решений. Верхний редуктор должен понижать обороты дрели с 1500 до 200-300 оборотов, что обеспечит нормальный ход лодки.

Нижний редуктор служит для горизонтальной установки гребного винта. При использовании редуктора от болгарки, его просто зажимают в патроне дрели.

Изготовление пропеллера гребного винта начинают с разметки его на отрезке стального листа. Как уже было сказано выше, его диаметр должен быть не более 130-150 мм. Можно взять квадрат металла, размерами 200х200 мм и толщиной 2,5-3,0 мм. Лучше если это будет нержавейка, хотя она намного сложнее в обработке. В крайнем случае, можно использовать крыльчатку от воздушного вытяжного вентилятора или системы охлаждения автомобиля. При этом, следует учитывать, что профиль крыльчатки предназначен для работы с воздушной массой. В связи с этим, придется заняться ее изготовлением самостоятельно.

По центру квадрата сверлится отверстие под посадочный винт. По диагоналям делаются прорези так, чтобы по центру остался лист целым до 25-30 мм. После этого приступают к формированию формы лопастей. Как правило, они имеют округлый внешний вид. При этом нужно следить, чтобы лопасти имели одинаковый размер, иначе будут вибрации. После этого лопасти слегка разворачивают на определенный угол. При этом, нужно учитывать направление вращения лопасти.

Испытание конструкции до установки на лодку

Поскольку изготовление происходит в домашних условиях и, чтобы, как говорят, не обломаться на воде, следует провести испытания. Для этого подойдет любая емкость с водой, в которую поместится гребной винт. Естественно, что чем больше емкость, тем лучше. В крайнем случае, если имеется возможность, то рекомендуется выехать на природу, к речке или пруду и опробовать его в действии, не устанавливая на лодку.

При работе двигателя должна наблюдаться и ощущаться направленная струя воды. Кроме этого, не должно ощущаться серьезных вибраций. В случае, если гребной винт работает не в полную мощность, можно его доработать, увеличив угол наклона лопастей.

Система управления мотором дорабатывается в зависимости от пожеланий владельца лодки. Главное, чтобы управлять было удобно. Кнопку регулирования оборотов двигателя лучше вынести на удобное место.

Источник