Самодельные электрические и паровые двигатели - Коллектив авторов (серия книг TXT) 📗
Примерно так же был устроен самый первый в мире электромотор, изобретенный русским ученым Якоби. Больше ста лет назад, в ноябре 1834 года, он построил мотор, показанный на рисунке 20. Только ось ротора была не вертикальной, как у нас, а горизонтальной, и магнитов было не два, а восемь — по четыре подковообразных на статоре и на роторе. Свой мотор Якоби установил в 1838 году на большой десятивесельной шлюпке и — тоже впервые в истории — поплыл с электрическим двигателем по реке Неве. Двенадцать пассажиров помещались в шлюпке. Батарея в,320 элементов давала ток мотору.
Рис. 20. Старинный рисунок мотора Якоби.
Наша конструкция хоть гораздо проще, но работает хорошо. Можете изготовить этот мотор так же, как и первый. Добавить нужно только обмотку .на якорь, сделать другой подшипник, уже не прерыватель, а так называемый коллектор, и пружинки — щетки. Ведь тут надо не прерывать ток, а переключать концы обмоток якоря. Это и делает коллектор, а как — дальше разберетесь.
В этом моторе ток включен без перерывов, все время. Благодаря этому мотор получается -гораздо сильнее первого, а поэтому перекладина-подшипник должна быть попрочнее. Она может быть жестяной, но чтобы не гнулась, сделайте, как на краях ведер: подложите с боков проволоку толщиной примерно 2 мм, и загните жесть (рис. 21). Проволока закладывается в виде двух П, сходящихся „ножками“.
При этом удобно надевать подшипник: вытяните немного проволоку, наденьте на стойки и вдавите обратно—проволока войдет в канавки стоек, и подшипник окажется крепко установленным.
Длину обмотки якоря рассчитайте так, чтобы она поместилась между катушками статора. Не забудьте сначала оклеить якорь бумагой, затем приклейте с обеих сторон картонные „щеки“ и лишь тогда обматывайте. „Щеки“ поставьте так, -чтобы они свободно проходили между катушками статора, и тогда будете спокойны, что не намотаете дальше, чем нужно. Концы якоря оберните полосками жести.
Проволока нужна диаметром 0,3 мм. Обмотку начните с середины, от того места, где проходит ось. Намотайте аккуратно, виток к витку, один ряд проволоки до „щеки“, не разрывая проволоки, намотайте сверху второй ряд в том же направлении обратно до середины; затем третий ряд и обратно четвертый (рис. 22). Не обрывая проволоки, в том же направлении обмотайте другую половину якоря и завяжите конец, чтобы обмотка не разошлась.
На каждую половину якоря должно улечься по 120-130 -витков (всего около 12 м провода на всю обмотку).
Рис. 21. Конструкция подшипника.
Рис. 22, Обмотка якоря.
На винты статора намотайте по 200 витков такой же проволоки.
Для коллектора нужно изготовить правильный цилиндрик с отверстием в центре точно по толщине оси. Мы перепробовали много способов: брали кусочек карандаша и выталкивали из него графит, пробовали выстрогать палочку, просверлить отверстие для оси, — все плохо получается. Легко сделать правильную палочку на токарном станке, а без него — никак. Лучше всего выходит цилиндрик из... бумаги.
Нарежьте из старого чертежа несколько полосок шириной 2 см. Приготовьте жидкий столярный клей или хороший конторский и наматывайте бумагу на ось, все время смазывая ее клеем. Старайтесь мотать плотно, а о краях не заботьтесь — пусть получатся неровными, потом обрежете. Когда кончится одна лента, вторую не накладывайте на конец первой, а приклейте встык, иначе получится бугорок. Намотайте цилиндрик диаметром примерно 1 см, оборвите ленту, обвяжите цилиндрик ниткой и положите высохнуть. Когда он высохнет, обрежьте острым ножом с обоих концов. Длина цилиндрика должна быть равна 1 см.
На цилиндрике нужно сделать две обкладки. Хорошо, если достанете для них тонкую латунь. Попробуйте раздобыть кусочек старой, так называемой бергмановской трубки, в которой часто помещают проводку к электромоторам или осветительную проводку. В крайнем случае можете взять кусочки жести.
Рис. 23. Изготовление коллектора.
Измерьте ниткой длину окружности цилиндрика, разделите пополам и вырежьте две обкладки шириной чуть меньше подсчитанной. Длина обкладки должна быть такой же, как длина цилиндрика. Обкладки похожи на лопаты (рис. 23, слева); к их ручкам присоединятся потом провода.
Готовые обкладки должны плотно прилегать к цилиндрику. Согните их и привяжите ниткой с клеем к цилиндрику тоино одну против другой. Между обкладками должны остаться узенькие щели. Если где-нибудь обкладки коллектора касаются * одна другой, мотор совсем не будет работать, а присоединенная батарейка испортится.
Вот и готов коллектор. Наденьте его на ось и прикрутите к ручкам очищенные от изоляции концы обмотки якоря (все равно, какой конец к какой ручке).
Теперь можете собрать весь мотор и изготовить щетки. Их лучше всего делать так, как показано на рисунке 24, внизу. Они простые и пружинят хорошо.
Изогните их из медной проволоки диаметром примерно 1 мм.
Для удобного присоединения к мотору проводов сделайте по рисунку 24 (вверху) пружинящие клеммы. Их конструкция понятна по рисункам. Лучше всего, если достанете пружинящую латунь; можно использовать жесть.
Остается теперь правильно установить коллектор и присоединить концы обмоток статора.
Рис. 24. Пружинная клемма (вверху — развертка, ниже — готовая клемма) и щетка.
Рис. 25. При вращении якоря коллектор переключает ток.
Задача коллектора — переключать ток в обмотке якоря. К обкладкам коллектора присоединены концы обмотки якоря, а к щеткам подводится ток. На рисунке 25 видно, что получается при вращении. Как только якорь становится над винтами, щетки переходят с одной обкладки на другую (рис. 25, внизу слева). Значит, направление тока в обмотке якоря меняется и он перемагничивается.
Ясно, что коллектор должен быть установлен так, чтобы как раз тогда, когда якорь станет над винтами, щетки перешли ца другие обкладки. Тут надо очень внимательно все сделать: небольшая неправильность установки коллектора сильно ухудшает работу мотора.
Концы щеток присоединяются к клеммам. Они просто зажаты под ними. К клеммам же присоединяются и концы обмоток -статора. Можете сначала попробовать работу мотора, включив обмотку одного винта, а затем второго, как делали в первом моторе. Можете сразу соединить обмотки обоих винтов, рассчитав, чтобы направление тока в обмотках было разным (рис. 26).
Если оба винта обмотаны в одну и ту же сторону, их легко включать. Начала обмоток обоих винтов присоедините к клеммам, а концы обмоток соедините вместе. Можете наоборот: концы обмоток присоединить к клеммам, я начала — между собой. Это все равно.
Рис. 26. Слева — включена обмотка одного винта, справа — включены обе обмотки.
Когда все сделаете, проверьте; не торопитесь — в спешке легко ошибиться. Приключите батарейку, и ротор сразу сам сдвинется с места и пойдет все быстрее и быстрее. Этим мотором можете приводить в движение самодельные механизмы. Включите его от хорошего, сильного трансформатора или от трех-четырех больших элементов, и он будет приводить в движение разные модели, сделанные из „конструктора“.
Мотор такого же типа можно сделать по-другому.
Посмотрите на любую машину, на любое инженерное сооружение — автомобиль, мост, самолет — или даже на такие простые вещи, как ведро, чайник, ложку. Многие части их очень интересно сделаны. Вы скажете: „Конечно, в самолете, автомобиле есть много интересных частей, а где же им быть в ложке или чайнике?“ И там они есть, только их не замечают.
