Электродвигатели еще долго будут служить человеку. Теперь мы не имеем такой области в промышленности, где бы не применялись электродвигатели. Поэтому юным техникам обязательно надо познакомиться с принципами работы этих двигателей и даже сделать их своими руками. Электромотор всегда может пригодиться в практической работе со всевоз­можными приборами.
Для нашего первого электромотора надо изготовить два электромагнита. Для этого на двух дощечках толщиной в сантиметр и размером 25 X 60 мм ввинчиваются по два шуру­па на расстоянии 40 мм один от другого, как показано на рис. 52 а. Предварительно из фанеры надо сделать четыре шайбочки диаметром 25 мм с внутренним отверстием, равным толщине шурупов. Прежде чем ввернуть шурупы в доща­ные колодочки, шайбы надевают на шурупы.
Когда таким образом будут готовы сердечники электро­магнитов, на них наматывают проволоку в бумажной или шелковой изоляции диаметром 0,3 мм. Можно проволоку взять несколько меньшего или большего диаметра. От этого будет зависеть только расход тока на работу мотора.

 

 

Рис. 52. Детали электромотора.
а—изготовление электромагнитов электромотора, б—прикрепление коллекторных пластин к ротору, в—готовый электромотор.

Обмотка производится так: на шурупы наматывается в несколько слоев тонкая папиросная бумага или, лучше, каль­ка. Затем на один из шурупов наматывается четыре ряда проволоки. Наматывать проволоку надо плотно, укладывая виток к витку и всё время в одном направлении. Не забудь­те при намотке оставить свободный конец провода санти­метров 10 длины. Когда на первый шуруп будет намотано четыре ряда проволоки, ее переводят на другой шуруп и
ведут намотку уже в противоположном направлении и нама­тывают также четыре ряда. Затем оставляют конец в 10 см и закрепляют его ниткой. Таким же образом обматывают и другой электромагнит.
После обмотки электромагнитов один из них следует укрепить на оси. Для оси можно взять длинный гвоздь или отрезок проволоки диаметром в 3 мм и длиной сантиметров 10. Когда ось будет заготовлена, в центре колодочек элек­тромагнитов просверливают отверстия по диаметру оси. В одной из колодочек ось прочно закрепляется, а в другой отверстие с обратной стороны электромагнитов закрывается железной планкой. Желательно, чтобы отверстие во втором электромагните было несколько большего диаметра, чем ось, чтобы в него можно было вставить металлическую втулочку в качестве подшипника и тем самым значительно сократить трение оси в отверстии.
На колодке электромагнита с осью, который будет теперь, называться ротором мотора, прикрепляется и коллектор. Коллектор вырезается из тонкой латуни в виде кружка диа­метром в 20 мм и затем разрезается на две равные части. Коллекторные пластины прибиваются к деревянной колодоч­ке электромагнитов маленькими гвоздиками так, чтобы плас­тины не замыкались осью ротора и своим прорезом приходи­лись против электромагнитов. Когда будете прибивать пла­стины, надо сразу же к ним присоединить и концы от обмотки электромагнита. Для этого концы очищают от изо­ляции, проволоку зачищают до блеска и, обмотав вокруг гвоздика, вколачивают его (см. рис. 52 б).
Для того чтобы собрать мотор, необходимо еще сделать для него основание и две стойки. Для основания берется доска размером 60X20 мм. Стойки вырезаются из толстой фанеры высотою 80 мм и шириною 20 мм. Сразу, что необ­ходимо, сделать и щетки — две латунных пластинки разме­ром 5X60 мм.
К одной из стоек прикрепляется шурупами или гвоздика­ми статор—электромагнит, который у нас не насажен на ось, а стойка затем прикрепляется к основанию. После этого ось ротора вставляется в подшипник статора и к ее свободному концу приставляется вторая стойка. Находится правильное горизонтальное положение ротора, и во второй стойке про­сверливается отверстие для второго конца оси. Противо­положный конец оси подрезается так, чтобы между полюса­ми ротора и статора оставался по возможности меньший воздушный зазор, желательно не более 2 мм. Чем меньше будет этот зазор, тем лучше будет работать электромотор и мощность его будет значительно больше. Когда всё это отрегулировано, на второй конец оси надевается отрезок тру­бочки, затем вторая стойка, шкив, и стойка прикрепляется к основанию. Желательно и в этой стойке сделать метал­лический подшипник.
Концы щеток, которые будут соприкасаться с коллекто­ром, выгибаются полукругом, а противоположные концы сгибаются под прямым углом, и щетки прикрепляются к ос­нованию по разным сторонам оси. При прикреплении щеток к основанию надо сделать и соединение цепи. Для этого к одной из щеток присоединяется один конец от электромаг­нита статора. К другому концу статорного электромагнита и ко второй щетке мы будем присоединять питание. Не за­будьте коллектор и концы щеток хорошо почистить, чтобы между ними был надежный контакт. Готовый мотор системы Якоби в собранном виде показан на рис. 52 в.
Теперь, если мы присоединим к мотору батарейку от карманного фонаря или другой источник постоянного тока, то наш мотор заработает. Такой мотор, конечно, не может иметь практического применения, так как он имеет слишком незначительную мощность, но сделать его необходимо для практического ознакомления с принципами работы электро­моторов, а также для навыка.
Когда вы на простейшей модели мотора Якоби проследите и изучите все особенности работы электродвигателя, присту­пайте к изготовлению элекгромотора, который можно будет применять и в практических делах.
Какой же теперь нам электромотор сделать? Ведь суще­ствует много систем электродвигателей и у каждого из них есть свой преимущества. Нам нужно сделать такой электро­мотор, который был бы прост в изготовлении, имел сравни­тельно плавный ход и на постройку которого не требовалось бы дефицитного материала и сложного инструмента. Пред­лагаемая ниже модель и будет отвечать всем этим требова­ниям.
Статор мотора можно изготовить двумя путями—соста­вить его -из отдельных железных пластин, вырезанных из консервных банок, или же согнуть из толстого четырехмил­лиметрового железа. Мы расскажем, как изготовить и тот и другой статор.
Для составного статора нужно нарезать пластины из кон­сервных банок или из другого листового железа по рис. 53 а. Пластин потребуется столько, чтобы, сложенные вместе, они составили стопу в 25 мм толщиной. Две крайние пластины делаются с несколько удлиненными ножками, которые заги­баются в разные стороны. При помощи их статор будет при­крепляться к стойке основания мотора. Когда все пластины нарезаны, их скрепляют четырьмя сквозными болтиками, продетыми в отверстия, указанные на рисунке. Можно скре­плять статор и заклепками. Для этого в отверстия проде­вается проволока сечением в 3 мм и отрезается с таким расчетом, чтобы оставались кон­цы длиной в 3—5 мм. Затем эти концы осторожно раскле­пываются молотком. Такое крепление вполне обеспечит необходимую прочность. В за­ключение башмаки — полу­круглые выемы в статоре, в которых будет вращаться ро­тор—якорь мотора, аккуратно зачищаются полукруглым на­пильником. Стачиваются так­же и острые иглы на попе­речнике статора, куда будет наматываться обмотка. Это надо для того, чтобы не по­вредить изоляцию обмотки. Для статора другого типа надо иметь металлическую полоску толщиной в 4мм, ши­риной 25 мм и длиной 280 мм. Из нее сгибается деталь, как указано на рис. 53 б. Попе­речник полученного статора желательно запилить с каждой стороны на 5 мм. Это дает возможность более аккуратно уложить обмотку. Но можно и не делать этого запила. От этого качество работы мотора не ухудшится, только выгля­деть он-будет несколько неуклюжим. А вы должны стараться всякую работу выполнить не только правильно, но и аккуратно. Когда тот или другой статор готов, он обматывается проволокой. Для этого место, где будет наматываться про­волока, то-есть поперечник статора, обматывают сначала пропарафиненной бумагой или калькой в несколько слоев или лучше изоляционной лентой. Затем наматывают обмотку статора. Ее надо мотать, аккуратно укладывая виток к вит­ку, всё время в одном направлении. Для обмотки берется проволока 0,3 мм в бумажной или шелковой изоляции. На­мотать на статор надо 4—5 рядов проволоки, оставив концы сантиметров по 10 длиной.

 

 
Рис. 53. Детали электромотора.
а—шаблон для пластин составного статора электромотора, б—статор мотора из цельной металлической полоски.

Теперь надо сделать ротор. Его можно сделать двух­полюсным и многополюсным. Лучше потрудиться сразу и сделать трехполюсный ротор. Его преимущества перед двух­полюсным состоят в том, что при трехполюсном роторе, в каком бы положении он ни остановился, мотор при включе­нии тока всегда сам начинает работать. А при двухполюс­ном роторе бывает и так, что включишь ток, а мотор не работает, „требует\», чтобы его подтолкнули, то-есть дали бы ему начальную скорость.

Рис. 54. Детали электромотора.
а—шаблон для пластин трехлопастного ротора, б—изготовление трехлопастного ротора из отдельных пластин, в—готовый коллектор электромотора, г—стойки электромотора,
д— пластинчатая и проволочная щетки.

 

Для трехполюсного ротора можно также нарезать желез­ных пластин по рис. 54 а и собрать ротор так же, как ста­тор. А можно изготовить ротор и из цельных толстых кусков железа. Для этого надо вырезать из железа три плас­тины одинакового размера и согнуть их, как указано на рис. 54 б. Затем эти пластины укладываются вокруг оси и связываются нитками или тонкой проволокой или же скреп­ляются железными поперечными хомутиками. Желательно также и на полюсы ротора надеть железные хомутики. Но учтите, что при этом детали ротора надо сгибать несколько меньшего размера. Собранный ротор вставляют в статор и проверяют, свободно ли в нем вращается ротор. Между башмаками статора и полюсами ротора должен быть воз­душный зазор не менее 1 мм, однако и увеличивать его особенно сильно не следует. От этого понижается мощность мотора.
Когда ротор проверен, его также предварительно обма­тывают пропарафиненной бумагой или изоляционной лентой и затем на него наматывается изолированная проволока. Об­матывать ротор можно той же проволокой 0,3 мм. Но при этом надо строго следить за тем, чтобы число витков на каждом полюсе ротора было одинаково и намотка произво­дилась бы в одном направлении. При переходе обмотки с одного полюса на другой не забудьте оставлять петлю сан­тиметров пять длиной,—это необходимо для соединения обмотки с коллектором.
После изготовления ротора делается коллектор. Для это­го вырезается из латуни или меди три пластинки размером 20X30 мм. Пластинки укладываются на деревянный бара­банчик диаметром 20 — 22 мм и длиной 35 мм, предваритель­но насаженный на ось ротора, и прикрепляются к нему мел­кими шурупчиками или гвоздиками, но так, чтобы гвозди или шурупы не доходили до оси и тем самым не соединяли бы пластины коллектора с осью ротора. Можно прикрепить коллекторные пластины к барабану и эбонитовыми или фиб­ровыми кольцами, если такие найдутся. Прикреплять плас­тины следует прочно, чтобы при вращении они не сдвигались. Расстояние между пластинами надо оставлять в 1 — 1,5 мм.
Затем к пластинкам прикрепляются отводы обмдтки якоря.
Готовый коллектор показан на рис. 54 в.
Необходимо сделать еще стойки и щетки. Стойки выре­заются из толстой листовой жести по рис. 54 г. Щетки мож­но сделать из листовой латуни или толстой медной прово­локи. Латунные щетки будут сами по себе пружинить и тем самым давать хороший контакт, а у проволочных щеток делаются пружинки (см. рис. 54 д).
Теперь все детали электромотора сделаны, и нам остает­ся только собрать его.
Для основания мотора берется дощечка 100X100 мм и толщиной в 20—30 мм. На середине дощечки устанавливает­ся статор мотора и прикрепляется к деревянной стойке ос­нования четырьмя шурупами (если статор сделан по перво­му образцу). Затем ротор вставляется в статор и, согласно положению оси, к бортам основания крепятся стойки. Сразу же после прикрепления стоек проверяют, свободно ли вра­щается ротор. Он должен совершенно свободно вращаться в статоре, не задевая полюсами за башмаки. Если статор сделан по второму образцу, его можно прикрепить шурупами, для которых делаются отверстия в нижней плоскости статора.
Щетки привинчиваются к основанию рядом с коллектором с таким расчетом, чтобы они своими верхними концами плот­но прижимались к пластинам коллектора. Затем один конец обмотки статора соединяется с одной из щеток, а ко второ­му концу статорной обмотки и ко второй щетке вы будете приключать источник питания. Вот и готов электромотор. Смотрите рис. 55.
Мотор, описанный нами, работает от батареи напряжением в 4—6 вольт, а также от понижающего трансформатора с таким же напряжением. Он удовлетворительно работает и от батарейки для карманного фонаря, но недолго, так как батарейка имеет малую емкость и быстро расходуется.

 

 
Рис. 55. Готовый электромотор.

 

Электромотор можно поставить на модель электровоза, катера или использовать как вентилятор, насадив на ось крылья. Словом, этот электромотор можно использовать
везде, где необходимо применить небольшую силу для работы какой-нибудь модели.
Увеличение размеров модели вдвое значительно повысит и ее мощность, но с этим увеличится и расход электриче­ского тока на работу электромотора.