А. Абрамов - Самодельные электрические и паровые двигатели
Если для питания мотора у вас есть хороший трансформатор, аккумуляторы или большие сухие элементы, можете сделать обмотку проводом диаметром 0,5 мм в любой изоляции. Тогда на каждый полюс якоря намотайте по 80 витков, аккуратно, виток к -витку. Все пять сердечников нужно обмотать строго одинаково. Концы и начала соседних обмоток соединяются и припаиваются к ближайшим обкладкам коллектора.
Рис. 64. Пятиполюсный якорь.
Рис. 65. Основные детали и конструкция пятиполюсного якоря.
Понятно, что коллектор этого мотора должен иметь пять обкладок.
Обмотки статора сделайте таким же проводом, каким обматывали якорь,—диаметром 0,5 мм. На каждую катушку полюса статора нужно поместить 130 витков проволоки, плотно, виток к витку.
Этот мотор рассчитан на работу при напряжении в 4—5 вольт постоянного тока или 6 вольт переменного (от трансформатора), но он хорошо работает и при 2—3 вольтах. Напряжение мы считаем на моторе, а не на источнике тока. Если включить мотор от трех элементов, дающих без нагрузки напряжение около 4,5 вольт, они, как говорится, "сядут" под нагрузкой, и напряжение на моторе будет только немного превышать 3 вольта. Так же "садится" и напряжение трансформатора, поэтому напряжение всегда надо брать с запасом.
Рис. 66. Схема обмотки якоря.
Рис. 67. Три схемы обмотки статора.
Если источник тока у вас недостаточно мощный, намотайте на каждый полюс якоря по 100 витков проволоки диаметром 0,35—0,4 мм. Схема соединения обмоток статора также зависит от того, какой ток вы можете брать от источника. Для наибольшего тока все катушки соединяются параллельно (рис. 67, справа), для наименьшего (в случае обмотки якоря проводом диаметром 0,4 мм) — последовательно (рис. 67, слева). Средняя величина тока получается при последовательно-параллельном соединении (рис. 67, в середине). Буквами Н на рисунке 67 обозначены начала обмоток, буквами К — концы. Не забудьте, что соединения по схемам рисунка 67 дают, хорошие результаты только в том случае, если обмотки всех катушек статора сделаны в одну сторону.
На рисунке 68 все детали мотора показаны перед окончательной сборкой. Когда соберете мотор и станете испытывать, протрите коллектор во время работы графитом мягкого черного карандаша. Такая графитовая смазка коллектора значительно улучшает работу мотора, и следует время от времени смазывать все моторы, которые вы построите.
Рис. 68. Фото разобранного мотора. Слева — якорь, в середине — статор, справа — передняя крышка.
Мощность мотора с пятиполюсным якорем и мощность мотора с трехполюсным якорем и кольцевым статором можно значительно увеличить, совсем не меняя конструкции. Для этого достаточно только увеличить длину мотора. Конечно, увеличение длины проволочных крышек ничего не даст — нужно увеличить длину статора, а значит, и якоря. У нас длина статоров в обоих моторах равна 25 мм; можно увеличить ее до 35—40 мм. Тогда ширину полосок Д нужно взять не 25 мм, как указано на рисунке 52, а 35—40 мм. Ширина узкой части этих полосок будет не 16 мм, а 26—31 мм, что заставит увеличить длину обжимок Е (рис. 53) и размеры деталей "башмаков" (рис. 54).
Точно так же нужно увеличить на 10—15 мм и ширину заготовок деталей А, В и Г, из которых собирается якорь (рис. 44, если изготовляется трехполюсный якорь, и рис. 65 — для пятиполюсного якоря). Соответственно увеличивается длина обжимок Б {рис. 44).
Количество витков проволоки и диаметр ее на якоре и статоре остаются без изменений. Такие удлиненные моторы особенно хорошо работают при увеличении напряжения до 12—14 вольт.
Рис. 69. Слева — схема изменения направления вращения якоря, справа — простейшая конструкция переключателя.
Если вы установили мотор на какую-нибудь модель, может понадобиться пустить ее задним ходом. В трех последних моторах это можно осуществить поворотам щеток, но неудобно забираться для этого в модель к мотору, да и регулировка мотора нарушается. Можно делать иначе: изменять направление тока в обмотке якоря, не меняя его в обмотке полюсов статора.
На рисунке 69 дана схема соединений для прямого и обратного хода мотора. На этой схеме видно, что для изменения направления вращения ротора достаточно поменять местами присоединение проводов от щеток. Практически это осуществляется обычно так: выводят отдельно два провода обмоток статора й два провода от щеток; эти провода присоединяют к доске переключения прямого и обратного хода, на которой находится двухполюсный переключатель или другое какое-нибудь приспособление.
Можете воткнуть в деревяшку четыре кнопки, укрепить над ними четыре плоские пружины (обрезки пружин от больших часов) и, нажимая то одну, то другую пару пружин, получать прямой и обратный ход мотора (рис. 69, справа).
На рисунке 70 дана схема соединений с переключением двухполюсным рубильником. Провода от источника тока и от обмотки статора присоединяются к ножам рубильника, провода от якоря — к зажимам. На схеме стрелками показаны ’ ножи, кружками — зажимы.
Совсем нетрудно придумать приспособление, автоматически переключающее мотор, когда модель доходит до конца линии.
Рис. 70. Схема переключения двухполюсным рубильником.
Якорь новой конструкции
Якорь — обычно самая сложная для изготовления часть мотора. Для наших моторов мы изготовляли якоря из полосок жести, но в таких якорях количество железа недостаточно, и из-за этого моторы работают хуже. Якоря многих настоящих машин собираются из штампованных кружков с вырезами, но юному технику такое дело .не под силу. Как же быть?
Мы попробуем сделать якорь так, как он еще никогда не делался: пустой железный якорь набить обрезками железной проволоки, гвоздями, железными опилками. Попробовали и получили замечательный результат: мотор работает отлично. Якорь такой конструкции легко изготовить любого диаметра, любой длины, любой формы. Форма нашего якоря—так называемая двух-Т-образная (рис. 71).
Рис. 71. Набивной якорь.
К двум очень тщательно вырезанным "щекам" припаиваются два полукруга. Затем впаивается П-образная часть. Получается не закрытая еще коробочка якоря. В эту коробочку набиваются обрезки мягкой железной проволоки по длине якоря и заливаются каким-нибудь лаком. Затем якорь нужно хорошенько потрясти, чтобы проволока плотно улеглась. Когда будут заполнены все уголки, можно закончить коробочку, припаяв вторую П-образную часть.
Если все сделать аккуратно, якорь будет работать так хорошо, что мало кто догадается, каким способом он изготовлен. Получается полное впечатление массивной точеной детали.
Готовый якорь покрывается лаком, вырезы оклеиваются бумагой и обматываются медной эмалированной проволокой диаметром 0,5—0,6 мм. С каждой стороны оси наматывается по 100 витков—всего, значит, 200 витков.
По такому же способу можно изготовить якорь с любым количеством полюсов.
Рис. 72. Последовательность изготовления пятиполюсного набивного якоря.
На ось надеваются два кружочка — "щеки" соответствующего диаметра с вырезами по количеству полюсов (на рисунке 72 показана трехполюсная "щека"). По ширине якоря вырезается полоска из жести такой длины, чтобы из нее можно было свернуть трубку, равную диаметру "щек". Аккуратно надвиньте трубку на "щеки", обкрутив сверху какой-нибудь проволокой или ниткой, чтобы края цилиндра плотно прилегали к "щекам". Места соединения как следует пропаяйте. Остается прорезать ножницами цилиндр в местах пазов. Затем нарежьте узкие полоски жести по длине якоря, а шириной — по длине кромки паза. Полоска сгибается по форме паза, закладывается в него и пропаивается. Для того 'чтобы потом можно было набить якорь железом, один паз не закрывайте. Теперь набейте якорь обрезками мягкой железной проволоки, залейте лаком, заложите последнюю пластинку в паз и пропаяйте.
Остается только отбалансировать якорь. Для этого положите его концами осей на ребра двух ножей, держа их в одной руке, илй на контрольный станочек, изображенный на рисунке 36.
Если одна сторона якоря будет перевешивать, осторожно просверлите в "щечке" противоположной стороны небольшое отверстие и забейте в него несколько кусочков проволоки. После того как якорь уравновесится, отверстие запаяйте.
Самодельный трансформатор
Больше ста лет назад знаменитый английский ученый Майкл Фарадей сконструировал прибор, который представлял собой прообраз первого в мире трансформатора.
Трансформатором он тогда не назывался — так его назвали через несколько десятков лет, — а свой прибор Фарадей сделал для опытов с индукцией электрических токов.
