Как сделать моторчик на 12 вольт
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Подскажите от чего можно взять мощный электромотор с питанием от обычного аккумулятора.
Рассматривалась мысль стартера, но люди сказали что он не расчитан на длительные нагрузки (15-20 минут).
Эл.мотор вентилятора радиатора?
Dmitr_FORDик:Эл.мотор вентилятора радиатора?
Этот да, мощный. Но там нет корневых подшипников, просто бронзовые втулки. Тоже не предназначен для длительного вращения и радиальных нагрузок.
Количественные параметры указать можешь? Мощность, обороты?
И радиальные нагрузки: обязательны?
Может чего и завалялось в закромах.
Да и вообще, для чего нужно-то?
Численных характеристик не знаю на память. Мощный он просто в сравнении. А вообще конечно надо знать куда чел. хочет его инсталировать. Вот тот, что от радиатора, вполне потянул бы велосипед. Но быстро износился бы (нет коренных подшипников).
От джипа мот какого есть помощней.
Мотор нужен для создание что-то типа маленького электромобиля.
Torkvi:Мотор нужен для создание что-то типа маленького электромобиля.
О-о-о. Не, робяты, тут я "пас"! Думал, чего мелкое.
Можно сходить в Парк челюскинцев. Когда-то, в пору моего розового детства, был там аттракцион, где мы гонялись на электрокартах (не путать с автодромом!)
Если он там ещё есть, то можно побалакать с обслуживающими техниками. А может и прикупить чего за литр-другой.
Как вариант - сделать ребенку электромобиль.
Как вариант ответа - проще купить готовый за 160$
Но вдруг руки чешуться самому, а денег мало?
surgeon, готовый у младших братиков есть. Там скорость 2 км\ч. И допустимая нагрузка 30 кг.
Глядя на нее у меня и возникла идея сделать такое же для себя (машинку для гольфа).
Мне предложили пойти на вокзал и свинтить с электропогрузчика. Но это несерьезно. Да и 2\3 этого электропогрузчика - аккумуляторы.
Мне надо, чтобы на зарядке аккумулятора 200Ач можно было ехать около часа. Но не за один раз. Масса машинки+масса 2-х человек не более 250кг.
Когда-то я слышал, что за жигулях на стартере на полном аккумуляторе можно проехать около 1 километра. Но масса жигулей 1400 кг, т.е. на машинке можно будет проехать около 5км. Но это теория
Как вариант ответа - проще купить готовый за 160$
Переплатишь немного зато проблем будет меньше, чем с самоделкой. Да, не факт, что будет дешевле самому сделать.
Встречаются в продаже моторчики от электролебедок (и сами электролебедки).
На Червенском видел комплект всего за 120 тыс. Моторчик на 27 вольт. Нормальные советские подшипники. От двух аккумуляторов можно запитать. На долго хватит.
surgeon, я бы стартером обошелся. Их у меня есть. Интересует сколько его можно крутить без вреда.
Когда-то я слышал, что за жигулях на стартере на полном аккумуляторе можно проехать около 1 километра. Но масса жигулей 1400 кг, т.е. на машинке можно будет проехать около 5км. Но это теория
Torkvi, лет 20 назад во всяких журналах типа "Моделист-конструктор" и "Изобретатель-рационализатор" описывались детские машинки со стартерами от жигулей. Так что преценденты были.
Еще вариант применен в белорусской разработке машинки "Мишка" с системой "мотор-колесо". Там стоят движки в каждом колесе на 120 Вольт. 10 стандартных аккумуляторов. 120 Вольт - что бы токи и нагрев колес были приемлимыми. Движки вот вроде только по 10kW. И тогда машинка едет 80 км/ч с четырмя пасажирами.
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.
На простых механизмах удобно устанавливать аналоговые регуляторы тока. К примеру, они могут изменить скорость вращения вала мотора. С технической стороны выполнить такой регулятор просто (потребуется установка одного транзистора). Применим для регулировки независимой скорости моторов в робототехнике и источниках питания. Наиболее распространены два варианта регуляторов: одноканальные и двухканальные.
Видео №1 . Одноканальный регулятор в работе. Меняет скорость кручения вала мотора посредством вращения ручки переменного резистора.
Видео №2. Увеличение скорости кручения вала мотора при работе одноканального регулятора. Рост числа оборотов от минимального до максимального значения при вращении ручки переменного резистора.
Видео №3 . Двухканальный регулятор в работе. Независимая установка скорости кручения валов моторов на базе подстроечных резисторов.
Видео №4. Напряжение на выходе регулятора измерено цифровым мультиметром. Полученное значение равно напряжению батарейки, от которого отняли 0,6 вольт (разница возникает из-за падения напряжения на переходе транзистора). При использовании батарейки в 9,55 вольт, фиксируется изменение от 0 до 8,9 вольт.
Функции и основные характеристики
Ток нагрузки одноканального (фото. 1) и двухканального (фото. 2) регуляторов не превышает 1,5 А. Поэтому для повышения нагрузочной способности производят замену транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерация выводов для этих транзисторов совпадает (э-к-б). Но модель КТ972А работоспособна с токами до 4А.
Одноканальный регулятор для мотора
Устройство управляет одним мотором, питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт.
Конструкция устройства
Основные элементы конструкции регулятора представлены на фото. 3. Устройство состоит из пяти компонентов: два резистор переменного сопротивления с сопротивлением 10 кОм (№1) и 1 кОм (№2), транзистор модели КТ815А (№3), пара двухсекционных винтовых клеммника на выход для подключения мотора (№4) и вход для подключения батарейки (№5).
Примечание 1. Установка винтовых клеммников не обязательна. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно подключить мотор и источник питания напрямую.
Принцип работы
Порядок работы регулятора мотора описывает электросхема (рис. 1). С учетом полярности на разъем ХТ1 подают постоянное напряжение. Лампочку или мотор подключают к разъему ХТ2. На входе включают переменный резистор R1, вращение его ручки изменяет потенциал на среднем выходе в противовес минусу батарейки. Через токоограничитель R2 произведено подключение среднего выхода к базовому выводу транзистора VT1. При этом транзистор включен по схеме регулярного тока. Положительный потенциал на базовом выходе увеличивается при перемещении вверх среднего вывода от плавного вращения ручки переменного резистора. Происходит увеличение тока, которое обусловлено снижением сопротивления перехода коллектор-эмитттер в транзисторе VT1. Потенциал будет уменьшаться, если ситуация будет обратной.
Материалы и детали
Необходима печатная плата размером 20х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита (допустимая толщина 1-1,5 мм). В таблице 1 приведен список радиокомпонентов.
Примечание 2. Необходимый для устройства переменный резистор может быть любого производства, важно соблюсти для него значения сопротивления тока указанные в таблице 1.
Примечание 3. Для регулировки токов выше 1,5А транзистор КТ815Г заменяют на более мощный КТ972А (с максимальным током 4А). При этом рисунок печатной платы менять не требуется, так как распределение выводов у обоих транзисторов идентично.
Процесс сборки
Для дальнейшей работы нужно скачать архивный файл, размещенный в конце статьи, разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора (файл termo1), а монтажный чертеж (файл montag1) – на белом листе офисной (формат А4).
Далее чертеж монтажной платы (№1 на фото. 4) наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы (№2 на фото. 4). Необходимо сделать отверстия (№3 на фото. 14) на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпадать. На фото.5 показана цоколёвка транзистора КТ815.
Для тестирования устройства необходимо из архива распечатать чертеж диска. Далее нужно наклеить этот чертеж (№1) на плотную и тонкую картонную бумагу (№2 ). Затем с помощью ножниц вырезается диск (№3).
Полученную заготовку переворачивают (№1 ) и к центру крепят квадрат черной изоленты (№2) для лучшего сцепления поверхности вала мотора с диском. Нужно сделать отверстие (№3) как указано на изображении. Затем диск устанавливают на вал мотора и можно приступать к испытаниям. Одноканальный регулятор мотора готов!
Двухканальный регулятор для мотора
Используется для независимого управления парой моторов одновременно. Питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт. Ток нагрузки рассчитан до 1,5А на каждый канал.
Конструкция устройства
Основные компоненты конструкции представлены на фото.10 и включают: два подстроечных резистора для регулировки 2-го канала (№1) и 1-го канала (№2), три двухсекционных винтовых клеммника для выхода на 2-ой мотор (№3), для выхода на 1-ый мотор (№4) и для входа (№5).
Примечание.1 Установка винтовых клеммников не обязательна. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно подключить мотор и источник питания напрямую.
Принцип работы
Примечание.2. Для оперативной регулировки скорости кручения моторов подстроечные резисторы заменяют с помощью монтажного провода с резисторами переменного сопротивления с показателями сопротивлений, указанными на схеме.
Материалы и детали
Понадобится печатная плата размером 30х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5 мм. В таблице 2 приведен список радиокомпонентов.
Процесс сборки
После скачивания архивного файла, размещенного в конце статьи, нужно разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора для термоперевода (файл termo2), а монтажный чертеж (файл montag2) – на белом листе офисной (формат А4).
Чертеж монтажной платы наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы . Формируют отверстия на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпасть. Производится цоколёвка транзистора КТ815. Для проверки нужно временно соединить монтажным проводом входы 1 и 2 .
Моторы должны быть подключены к двум клеммникам, также необходимо установить нужную скорость. После успешных испытаний нужно удалить временное соединение входов и установить устройство на модель робота. Двухканальный регулятор мотора готов!
В АРХИВЕ представленные необходимые схемы и чертежи для работы. Эмиттеры транзисторов помечены красными стрелками.
Решил провести эксперимент, по возможности использования генератора от легкового автомобиля, как тягового двигателя с прямым приводом на колесо, для велосипеда или что-либо подобного.
У меня как раз есть исправный генератор, но использовать его в автомобиль я не могу, как и некоторые другие вещи, но зато попробую провести этот эксперимент сам. В интернете на специализированных форумах есть размышления, что так не делают, что и в конструкции генератора специально особым образом подобраны формы ротора и статора, для работы его как генератора. Да и наличие отдельной катушки возбуждения усложняет конструкцию. Но из достоинств – генератор не создает практически никаких сопротивлений вращению, если на него не подан ток, и он есть за бесплатно. Заниматься самому математическим анализом реализации такой возможности, нет достаточного опыта и данных, пока (если кто разложит все по полочкам — буду признателен).
Схема подключения генератора:
Генератор был аккуратно разобран:
Из него был удален диодный мост и схема регулятора напряжения, подключены провода к обмоткам генератора, и щеточному узлу катушки возбуждения:
Затем все было собрано аккуратно и стало иметь такой вид:
Скрепка – торчащая из задней крышки генератора, фиксирует подпружиненные щетки в заглубленном состоянии, что позволяет правильно установить заднюю крышку, ничего не сломав. Затем скрепка вытягивается, и щетки упираются в коллектор.
Далее, из имеющегося блока электроусилителя руля, работающего на трехфазный мотор, изымаем блок силовых транзисторов. К сожалению, использовать его как полноценный блок управления трехфазным мотором (BLDC) нельзя.
Поэтому подключим блок силовых транзисторов к имеющейся плате 2CAN (описано ранее), через самодельную плату с драйверами управления транзисторами. А так как лето у нас короткое, то плата сделана самым простым и быстрым проверенным способом лазерной печати и утюга:
Общая схема получилась примерно такая:
Так как на плате 2CAN разведены не все выводы платы и микроконтроллера, пришлось добавить соединений навесным монтажом:
Написана простая программа управления трехфазным двигателем, используя таймер №1.Пока решил не использовать датчики положения ротора, ограничившись только регулировкой частоты вращения и заполнением ШИМ (амплитуду синусоид). Если генератор покажет оптимистичные характеристики, то тогда и усложню схему и программу. Форму напряжения выбрал синусоидальную, коэффициенты для таймера рассчитал простой программой на javascript, (позволяет писать программы в любом текстовом редакторе и запускать на выполнение любым браузером), файл sine.html (в zip) прилагаю ниже.
При открытии его браузером, можно просмотреть значения, и скопировать в буфер обмена:
Такая конструкция получилось в итоге:
Форма результирующего напряжения двух фаз такая (осциллограф двухлучевой к сожалению):
(после простого R-C фильтра для щупа осциллографа), а так без фильтра на прямую:
В качестве источника питания был выбран аккумулятор 12В 7А, через предохранитель 30 Ампер питание подавалось на схему. Обороты генератора, которые меня интересовали, были в пределах от 0 до 420 оборотов в минуту. Исходя из того, что если на шкив генератора надеть колесо диаметром 20 см, и при этом скорость максимальную ограничить в 16км/час. Подключим генератор:
Примитивным способом оценить крутящий момент, развиваемый генератором, решили с помощью поднятия груза, подвешенного за веревку к шкиву генератора.
Далее все расчеты довольно примитивны, и возможно есть ошибки. В качестве груза выбрал две 5-литровых емкости с водой. При диаметре шкива 5,5см, генератор с уверенно поднимал этот груз при 50 % заполнении ШИМ таймера на высоту 50 см за 3 секунды. Ток от аккумулятора составлял порядка 16 Ампер, но и напряжение на нем падало до 11 Вольт (слабоват аккумулятор). Получается, гарантирован крутящий момент примерно 2,75 ньютона на метр, при 3 оборотах в секунду. Сила тяги генератора с колесом диаметром 20см, одетого напрямую на вал, составила бы 12,5 ньютона (условная скорость составила бы примерно 7км/час). Для ребёнка, стоящего на роликах может быть и хватит. Для реализации полной мощности потребовался бы аккумулятор большей емкости, и более толстые провода. Без нагрузки, генератор вращается без подачи тока на катушку возбуждения (как несинхронный трехфазный электродвигатель). По идее, учитывая, что при потребляемой мощности в 176 ватт, получаем мощность на совершение работы, очень примерно оцененной в 16 Ватт, КПД полученного устройства не радует. Даже если удастся увеличить КПД использованием датчиков положения ротора в два -три раза, тяга маловата все таки для взрослого человека. Значительная часть тока тратится на катушку возбуждения, при этом, в зависимости от нагрузки, оборотов и температуры генератора составляет это порядка 5 — 12 Ампер. Да и генератор в родном рабочем режиме крутится на горазбо более высоких оборотах (2100 — 18000 об/мин). Выходить на рабочие токи больше 30 Ампер в схеме посчитал нецелесообразным. Конечно, используя мотор с постоянными магнитами, можно значительно поднять КПД устройства. Но все равно, значительные токи в узлах схемы, при напряжении питания в 12 Вольт, не позволяют добиться приемлемых параметров при длительной работе мотора в тяговом режиме. А перематывать катушки статора генератора под другое напряжение, количество оборотов, делать ротор с неодимовыми магнитами — это уже надо быть сильно мотивированным на это. Практичнее переходить на готовые, относительно легко доступные BLDC моторы для велосипедов, скутеров и т.д. с напряжением 36 Вольт и более. Также был подключен оригинальный двигатель, и это совсем другая тема и возможности:
В автомобильных вентиляторах охлаждения, часто применяются двухфазные электродвигатели с постоянными магнитами, выдавая мощность под 300ватт (но коррозия и большие токи зачастую выводят из строя компактную схему управления, встроенную в мотор).
Других целей больше не было, остался удовлетворенным полученным отрицательным результатом :)
Приведу настройки таймера:
А табличные значения получаем как написано выше (редактируем имя распечатываемого на экран массива ) :) Плохо что видео нельзя тут приложить, довольно забавно. Если есть вопросы – без проблем задавайте, пишите :)
С уважением, Астанин Сергей, ICQ 164487932.
Читайте также: