Как сделать поршневой электромотор из скрепок

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 05.10.2024

Задача любого электродвигателя – преобразовывать электрическую энергию в механическое движение. Используются такие преобразователи в очень многих отраслях: от серьёзных промышленных линий до небольших двигателей, которые поднимают в небо квадрокоптеры. А при минимуме подручных средств и знании основ электротехники, небольшой электродвигатель можно сделать самостоятельно.

Необходимы элементы

Чтобы сделать небольшой электродвигатель, потребуется:

Медная проволока сечением 1 мм2 , отрезком не менее одного метра.

Последовательность сборки простого электродвигателя

Главное, выполнять последовательность точно и аккуратно, иначе результат может получиться не совсем ожидаемым и двигатель будет работать некорректно.

Последовательность сборки электродвигателя:

Если конструкция сделана правильно, то катушка начнёт стремительно вращаться, до тех пор, пока хватит заряда батарейки. Конечно, подобный мотор не принесёт ощутимой пользы дома или в хозяйстве, но он является прямым примером действия природного магнетизма и на практике позволяет поэкспериментировать с основами электротехники.

Принцип действия электродвигателя из батарейки и магнита

Катушка, сделанная из нескольких витков проволоки, также является отрезком, по которому протекает реверсивный ток, и имеет на своих сторонах как положительные, так и отрицательные заряды. Которые притягиваются к размещённому ниже магниту.

Чтобы конструкция вращалась, необходимо, во-первых, правильно рассчитать расстояние от магнита до катушки, во-вторых, убедиться в качественном контакте проводников с выводами батарейки. Эти самые проводники также должны быть качественно зачищенными, чтобы эмаль проволоки не препятствовала прохождению постоянного тока.

Данный электродвигатель может использоваться как уникальное и интересное дополнение интерьера комнаты или кабинета. Такую игрушку всегда можно приобрести в магазине, но гораздо интереснее и познавательнее сделать самостоятельно, используя подручные материалы и средства.

У каждого начинающего или же опытного рыбака рано или поздно возникает желание заменить обыкновенную лодку на моторную. Покупка такого важного элемента, как мотор, является достаточно серьезной, поэтому не каждый мужчина сможет приобрести для себя подобную вещь. Оказывается, самодельный мотор достаточно просто сделать собственными руками из подручных приспособлений, имеющихся в наличии, но тех, которые уже не функционируют. Лодочный мотор своими руками по функциональности ничем не отличается от покупного, помимо ручного изготовления. Чтобы изготовить самостоятельно подобное изобретение нужно рассмотреть особенности и прочие важные нюансы, которые помогут в этом непростом деле.

Типы моторов

Самодельный двигатель может иметь несколько конфигураций. Среди них:

Варианты с магнитом постоянного действия.
Комбинированная синхронная модель.
Переменный двигатель.

Привод с постоянным магнитом оборудуется основным элементом в роторной части. Функционирование таких приборов основано на принципе притяжения или отталкивания между статором и ротором приспособления. Такой шаговый электродвигатель оснащен роторной частью из железа. Принцип его работы заключается на фундаментальной основе, согласно которой, предельно допустимое отталкивание производится с минимальным зазором. Это способствует притяжению точек ротора к полюсам статора. Комбинированные устройства сочетают в себе оба параметра.

Еще один вариант – это двухфазные моторы шагового типа. Прибор представляет собой простую конструкцию, может иметь два типа обмотки, легко устанавливается в необходимом месте.

Водометные типы двигателей и их преимущества

Огромной популярностью начали пользоваться так называемые водометные двигатели. В первую очередь это связано с их функциональностью. Для изготовления подобного водомета необходимо иметь двигатель совершенно любого образца и модели. При наличии возможности, можно подобрать такие варианты двигателей как Ветерок 8, Lifan, Дружба, Урал, Ханкай 6, Ямаха 5 и т.д. Независимо от того, какой вид станет основой для будущего мотора, он будет отлично справляться с поставленными перед ним задачами.

Ключевым преимуществом подобных двигателей выступает то, что у них нет незащищенных вращающихся составляющих, находящихся в воде. Поэтому его относят к категории наиболее безопасных. Работа такого мотора не нарушается под воздействием сторонних предметов, одними из которых могут выступать подводные водоросли. Наиболее подходящими водометы будут для таких мест:

мелководные водоемы или же те, где глубина небольшая
в той местности, где мелких участков очень много;
в реках и озерах, где подводная растительность очень буйная;
на водоемах, где имеются перекаты.

Можно с уверенностью сказать, что водометные моторы могут стать хорошей заменой для так называемого подвесного мотора, так как этот вид двигателей позволяет пройти без препятствий лодке там, где не сможет этого сделать прочий вариант мотора. Не менее важной особенностью водометного двигателя выступает то, что в заборной трубке имеется миниатюрная решетка, не позволяющая проникать вовнутрь всевозможным посторонним элементам. Единственное, чего можно ожидать, это попадание обыкновенного речного песка, но он не сможет привести к серьезным аварийным ситуациям.

Монополярные модификации

Самодельный двигатель этого типа состоит из единой обмотки и центрального магнитного крана, влияющего на все фазы. Каждый отсек обмотки активируется для обеспечения определенного магнитного поля. Так как в подобной схеме полюс в состоянии функционировать без дополнительного переключения, коммутация пути и направления тока имеет элементарное устройство. Для стандартного мотора со средней мощностью хватает одного транзистора, предусмотренного в оснащении каждой обмотки. Типичная схема двухфазного двигателя предполагает шесть проводов на выходном сигнале и три аналогичных элемента на фазе.

Микроконтроллер агрегата может использоваться для активизации транзистора в автоматически определенной последовательности. При этом обмотки подключаются посредством соединения выходных проводов и постоянного магнита. При взаимодействии клемм катушки вал блокируется для проворачивания. Показатель сопротивления между общим проводом и торцовой частью катушки пропорционален аналогичному аспекту между торцами проводки. В связи с этим длина общего провода в два раза больше, чем соединительная половина катушки.

Мотор-генератор своими руками (опыты, видео, принцип работы)

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к способам и оборудованию для генерирования электрической энергии, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в автоматике и бытовой технике, на авиационном, морском и автомобильном транспорте.

За счет нестандартного способа генерации, и оригинальной конструкции мотора-генератора, режимы генератора и электромотора, объединены в одном процессе, и неразрывно связаны. В результате чего, при подключении нагрузки, взаимодействие магнитных полей статора и ротора образует вращающий момент, который по направлению совпадает с моментом, создаваемым внешним приводом. Другими словами, при увеличении мощности потребляемой нагрузкой генератора, ротор мотора-генератора начинает ускоряться, и соответственно понижается мощность, потребляемая внешним приводом. Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента. Результаты экспериментов, которые привели к изобретению мотора-генератора. Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше, чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента. Эта информация подтолкнула нас на проведение ряда экспериментов с кольцевой обмоткой, результаты которых мы покажем на этой странице. Для экспериментов, на тороидальный сердечник, были намотаны 24шт., не зависимые обмотки, с одинаковым количеством витков.

1) Вначале вес обмотки были включены последовательно, выводы на нагрузку расположены диаметрально. В центре обмотки был расположен постоянный магнит с возможностью вращения. После того как магнит с помощью привода приводился в движение, подключалась нагрузка и лазерным тахометром измерялись обороты привода. Как и следовало ожидать, обороты приводного двигателя начинали падать. Чем большую мощность потребляла нагрузка, тем сильнее падали обороты.

2) Для лучшего понимания процессов происходящих в обмотке, вместо нагрузки был подключен миллиамперметр постоянного тока. При медленном вращении магнита, можно наблюдать, какая полярность и величина выходного сигнала, в данном положении магнита.

Из рисунков видно, когда полюсы магнита, находятся напротив выводов обмотки (рис. 4;8), ток в обмотке равен 0. При положении магнита, когда полюсы находятся в центре обмотки, мы имеем максимальное значение тока (рис. 2;6). 3) Нa следующем этапе экспериментов, использовалась только одна половина обмотки. Магнит также медленно вращался, и фиксировались показания прибора. Показания прибора полностью совпадали с предыдущим экспериментом (рис 1-8). 4) После этого к магниту подключили внешний привод и начали его вращать на максимальных оборотах.

При подключении нагрузки, привод начал набирать обороты!

Другими словами, при взаимодействии полюсов магнита, и полюсов образующихся в обмотке с магнитопроводом, при прохождении через обмотку тока, появился вращающий момент, направленный по ходу вращающего момента созданного приводным двигателем.

Рисунок 1, идет сильное торможение привода при подключении нагрузки. Рисунок 2, при подключении нагрузки привод начинает ускоряться. 5) Что бы понять что происходит, мы решили создать карту магнитных полюсов, которые появляются в обмотках при прохождении через них тока. Для этого была проведена серия экспериментов. Обмотки подключались в разных вариантах, а на концы обмоток подавались импульсы постоянного тока. При этом на пружине был закреплен постоянный магнит, и по очереди располагался рядом с каждой из 24 обмоток.

По реакции магнита (отталкивался он или притягивался) была составлена карта проявляющихся полюсов.

Из рисунков видно, как проявлялись магнитные полюсы в обмотках, при различном включении (желтые прямоугольники на рисунках, это нейтральная зона магнитного поля). При смене полярности импульса, полюсы как и положено менялись на противоположные, по этому разные варианты включения обмоток, нарисованы при одной полярности питания. 6) Па первый взгляд, результаты на рисунках 1 и 5 идентичны.

После того как был сделан воздушный зазор, магнит снова подключили к приводному двигателю, и раскрутили на максимальные обороты. Сила тока действительно возросла в несколько раз, и стала составлять примерно 0,5 от результатов эксперимента по пункту 1, но при этом появился тормозной момент на привод. 9) Способом, который описан в пункте 5, была составлена карта полюсов данной конструкции.

10) Сопоставим два варианта

Не трудно предположить, если увеличить воздушный зазор в магнитопроводе, геометрическое расположение магнитных полюсов по рисунку 2, должно приблизиться к такому расположению как в рисунке 1. А это в свою очередь, должно привести к эффекту ускорения привода, который описан в пункте 4 (при подключении нагрузки, вместо торможения, создается добавочный момент к вращающему моменту привода). 11) После того как зазор в магнитопроводс был увеличен до максимума (до краев обмотки), при подключении нагрузки вместо торможения, привод снова начал набирать обороты. При этом карта полюсов обмотки с магнитопроводом выглядит так:

На основе предложенного принципа генерации электроэнергии, можно конструировать генераторы переменного тока, которые при повышении электрической мощности в нагрузке, не требуют повышения механической мощности привода. Принцип работы Мотора Генератора. Согласно явлению электромагнитной индукции при изменении магнитного потока проходящего через замкнутый контур, в контуре возникает ЭДС. Согласно правилу Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. При этом не имеет значения, как именно магнитный поток, движется по отношению к контуру (Рис. 1-3).

Способ возбуждения ЭДС в нашем моторе-генераторе аналогичен рисунку 3. Он позволяет использовать правило Ленца для увеличения вращающего момента на роторе (индукторе).

1) Обмотка статора 2) Магнитопровод статора 3) Индуктор (ротор) 4) Нагрузка 5) Направление вращения ротора 6) Центральная линия магнитного поля полюсов индуктора При включении внешнего привода, ротор (индуктор) начинает вращаться. При пересечении начала обмотки магнитным потоком одного из полюсов индуктора в обмотке индуцируется ЭДС. При подключении нагрузки, в обмотке начинает течь ток и полюса возникшего в обмотках магнитного поля согласно правилу Э. X. Ленца направлены на встречу возбудившего их магнитного потока. Так как обмотка с сердечником расположена по дуге окружности, то магнитное поле ротора, движется вдоль витков (дуги окружности) обмотки. При этом в начале обмотки согласно правилу Ленца, возникает полюс одинаковый с полюсом индуктора, а на другом конце ротивоположный. Так как одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются, индуктор стремится принять положение, которое соответствует действию этих сил, что и создает добавочный момент, направленный по ходу вращения ротора. Максимальная магнитная индукция в обмотке достигается в момент, когда центральная линия полюса индуктора находится напротив середины обмотки. При дальнейшем движении индуктора, магнитная индукция обмотки уменьшается, и в момент выхода центральной линии полюса индуктора за пределы обмотки, равна нулю. В этот же момент, начало обмотки начинает пересекать магнитное поле второго полюса индуктора, и согласно правилам, описанным выше, край обмотки от которого начинает отдаляться первый полюс начинает его отталкивать с нарастающей силой.

Рисунки: 1) Нулевая точка, полюсы индуктора (ротора) симметрично направлены на разные края обмотки в обмотке ЭДС=0. 2) Центральная линия северного полюса магнита (ротора) пересекла начало обмотки, в обмотке появилась ЭДС, и соответственно проявился магнитный полюс одинаковый с полюсом возбудителя (ротора). 3) Полюс ротора находится в центре обмотки, и в обмотке максимальное значение ЭДС. 4) Полюс приближается к концу обмотки и ЭДС снижается до минимума. 5) Следующая нулевая точка. 6) Центральная линия южного полюса входит в обмотку и цикл повторяется (7;8;1).

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.

Для такой самоделки понадобятся следующие комплектующие материалы и инструменты:

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.

Устройства бытовые и промышленные нуждаются в источнике электрической энергии. Наиболее перспективным в настоящее время признан генератор асинхронного типа. Он более надежен и отличается более долгим сроком службы, чем синхронный.

Кроме того, он экономически более выгоден, наряду с минимальными затратами на его обслуживание. Они чаще всего применяются в качестве резервного или автономного источника питания.

Вот почему вполне обосновано решение многих заинтересованных лиц, выполнить асинхронный электродвигатель своими руками.

За основу при этом можно взять подходящий двигатель мощностью полтора киловатта переменного тока. Частота вращения вала, при этом, должна быть не меньше, девятьсот шестидесяти, оборотов в минуту.

В качестве генератора подобный мотор работать не в состоянии, вот почему требуется либо доработка роторной части, либо ее замена. Для того чтобы иметь представление о конечном варианте стоит обратить внимание на ряд фото самодельного двигателя, которые помогут наглядно увидеть реализуемую цель.

Предлагаемый для преобразования двигатель имеет необходимые уплотнения в нужных местах, что позволит увеличить период от одного техобслуживания до другого из-за невозможности попадания грязи или пыли. Удобно также установить ламы в ту сторону, в какую необходимо без проблем.

Читайте также: