Статоры всех заводских электромоторов изготовляются в виде колец. Это выгоднее всего, потому что якоря этих моторов имеют форму цилиндра, а цилиндр экономнее всего окружить кольцом.
Сделать кольцевой статор самодельного мотора довольно трудно, а еще труднее поместить © него якорь так, чтобы полюсы якоря получились на небольшом расстоянии от полюсов статора.
Когда мы конструировали наш шестой электромотор (рис. 50), мы стремились разрешить эти две задачи и добиться простоты изготовления всех частей. Наш статор и все другие железные части мотора сделаны из жести от консервных банок, а для облегчения сборки и регулировки мы сделали «башмаки» полюсов статора выдвижными.
Это дает возможность легко собрать мотор, а затем, вдвигая и выдвигая «башмаки», добиться очень точной регулировки, как в пятом моторе, передвиганием верхней части статора.
Конечно, щетки © этом моторе поворотные. Одна стенка мотора, так называемая «крышка», сделана съемной. Благодаря этому мотор легко разбирается для ремонта.
Рис. 50. Фото мотора с кольцевым статором. Слева — вид со стороны щеток, справа — со стороны съемной крышки.
По внешнему виду шестой электромотор получился очень похожим на заводской; его удобно установить на любую модель, и даже при маленьких размерах он дает большую мощность.
Чтобы сделать этот мотор, надо обязательно уметь паять; зато при хорошем изготовлении он неплохо работает даже от одной батарейки карманного фонарика. Еще лучше работает мотор от трансформатора, понижающего напряжение городской сети до 4—8—12 вольт. Больше 12 вольт давать нельзя, потому что будет сильно нагреваться обмотка.
Нам важно, чтобы трансформатор-давал ток достаточной силы. Очень часто самодельные моторы плохо работают именно из-за недостаточной силы тока. Например, от 8-вольтового звонкового трансформатора «Гном» мотор не развивает полной мощности. Обмотки «Гнома» сделаны из очень тонкой проволоки, и поэтому «Гном» не дает нужного тока.
Хорошо работает мотор от самодельного трансформатора, описанного в этой книге.
Якорь и коллектор этого мотора изготовляются точно так же, как для пятого мотора (рис. 44 и 45), но прежде чем обматывать якорь, лучше сделать статор и тогда обмотать все сразу.
Рис. 51. Шаблон для изготовления статора.
Для изготовления статора нужно выпилить из толстой фанеры специальный шаблон, показанный на рисунке 51. На этом шаблоне соберите вырезанные из жести части Д (рис. 52). Каждая четверть окружности статора состоит из трех частей Д.
Когда заложите их в шаблон, между загнутыми концами останутся свободные места. Забейте их пока щепочками, в эти щели вдвинутся потом «башмаки». Закрепленные в шаблоне части Д оберните тремя-четырьмя жестяными лентами шириной 25 мм встык, как показано на чертеже рядом с фото. Все это крепко завяжите веревочкой или проволокой, выровняйте края и пропаяйте швы. Теперь статор можно снять с шаблона.
Полюсы статора оберните жестяными полосками Е по размерам на рисунке 53. Обожмите сначала не до конца — сделайте это после изготовления выдвижных «башмаков».
Рис. 52. Конструкция кольца статора.
Рис. 53. Готовое кольцо статора.
Детали и размеры «башмаков» даны на рисунке 54. Часть 3 изготовляется из полоски таких же размеров, как и деталь Г якоря (рис. 44). Способ изготовления «башмаков» виден на рисунке 54. В хвосты «башмаков» набиваются жестяные прямоугольники; хвосты должны туго входить в щели между загнутыми концами кольца статора. На рисунке 55 показано готовое кольцо статора с вдвинутыми «башмаками» и полюсами, обжатыми полосками Е.
На рисунке 56 дан общий вид готового статора с передней (съемной) и задней крышками, ушками И для укрепления мотора и держателями К для установки штепсельной доски.
Мы припаяли сверху статора проволочное кольцо, как в настоящих тяжелых моторах.
Рис. 54. Изготовление «башмаков».
Рис. 55. Кольцо статора с> вдвинутыми «башмаками».
Для привинчивания передней крышки изнутри статора припаяйте между полюсами четыре болтика от «конструктора».
Напротив них, с другой стороны статора, припаяйте проволоки неподвижной задней крышки.
Переднюю крышку можно сделать теперь, а заднюю пока только заготовьте, изогните, а поставите ее на место при окончательной сборке мотора.
Для изготовления крышек нужно достать обрезок железа или латуни миллиметровой толщины и медную проволоку диаметром 2—2,5 мм. Из железа или латуни вырежьте два квадратика 18x18 мм и пробейте в углах отверстия по толщине проволоки. Для задней крышки отрежьте четыре куска проволоки длиной по 65 мм, а для передней — по 45 мм. Концы проволок вставьте в отверстия квадратиков, загните, расплющите и припаяйте. Это место должно быть очень прочным.
На рисунке 57 видно, как должны быть изогнуты проволоки передней крышки. Концы проволок сверните в петли и подгоните их так, чтобы они все плотно надевались на болтики статора. Центр квадратика крышки должен получиться по возможности точно на средней (осевой) линии кольца статора.
Щеткодержатель и щетки сделайте по описанию пятого мотора (рис. 49).
Рис. 56. Статор без обмотки.
Для укрепления гнезда щеткодержателя в задней крышке просверлите в центре квадратика крышки соответствующее отверстие. В это отверстие заложите гнездо и накрепко затяните первой гайкой. Затем на гнездо поверх гайки наденьте металлическую шайбу, щеткодержатель, вторую шайбу и навинтите вторую гайку.
На рисунке 58 видно, что щетки несколько изменены по сравнению со щетками пятого мотора. Этот мотор потребляет больше тока, чем пятый, и поверхность проволочных щеток оказывается недостаточной. Их нужно сделать плоскими, из тонкой, хорошо пружинящей латуни. Если воспользуетесь латунью бергмановских трубок, сделайте щетки из двух полосок каждую, как рессоры. Спаять полоски нужно только в одном месте — там, где они припаяны к проволоке, вставленной в контакт щеткодержателя. В такой конструкции щеток очень удачно сочетаются большая поверхность соприкосновения с коллектором и плавный нажим.
Рис. 57.. Форма проволок передней крышки.
Рис. 58. Установка щеткодержателя.
Четыре проволоки, идущие от квадратика задней крышки, изогните так, чтобы они не мешали поворачивать щеткодержатель Придайте этим проволокам форму, хорошо видную на фото готового мотора (рис. 50), вставьте якорь в статор и примерьте крышку.
Рассчитайте так, чтобы тогда, когда полюсы якоря находятся на одном уровне с полюсами статора, а между коллектором и якорем оставлен промежуток в 5—б мм, гнездо щеткодержателя слегка упиралось в коллектор. В таком положении припаяйте проволоки задней крышки к статору и сделайте последнюю из механических работ — подшипники.
Подшипники этого мотора, как и всех других, — проволочные спирали. В задней крышке подшипник помещается внутри гнезда, как в пятом моторе. Когда отрегулируете задний подшипник, можно поставить передний. Проволочную спираль вставьте в отверстие передней крышки, но сразу не припаивайте. Сначала добейтесь того, чтобы якорь легко вращался в собранном моторе с незакрепленным передним подшипником, и тогда лишь припаяйте его.
Снимать крышку и припаивать подшипник нельзя: он может чуточку сдвинуться с места и испортить регулировку; а если паять его со вставленной осью, можно припаять и ось. Чтобы этого не случилось, сделайте так, как в третьем моторе: хорошенько натрите Ьсь графитом черного карандаша. Подшипник окажется припаянным в самом выгодном положении.
Остается устранить один недостаток: якорь может передвигаться в подшипниках вдоль оси и выходить из магнитного поля статора. Правда, у задней крышки коллектор упирается в гнездо, но сдвинуться к передней крышке ему ничто не мешает. Нужно поставить упор. Достаньте еще один контакт от выключателя йли от патрона электрической лампочки. Нарезку контакта отпилите всю, она не нужна, достаточно оставить цилиндрик с винтом. Этот цилиндрик наденьте на ось между якорем и передней крышкой. Винтом зажмите упорный цилиндрик около квадрата передней крышки (рис. 57).
Чтобы уменьшить трение гнезда о бумагу коллектора, наденьте на ось между ними две маленькие медные шайбочки. Вот и все.
Тщательно вытрите все места паек, смажьте подшипники машинным маслом и прокрутите якорь рукой, чтобы ось «приработалась» в подшипниках. Когда добьетесь легкого и плавного вращения якоря, можете разобрать мотор и взяться за обмотку. Не забудьте заметить положение передней съемной крышки, чтобы ставить ее всегда одинаково.
Якорь этого мотора обматывается так же, как и для пятого (рис. 46). Обмотка статора несколько сложнее. Провод нужен диаметром 0,4 мм, в какой угодно изоляции. Так как обматывать полюсы статора очень неудобно, заготовьте отдельные катушечки.
При изготовлении мотора обжимки Е и «башмаки» получаются не совсем одинаковыми. Чтобы при сборке не спутать, что куда подогнано, сделайте на всех частях пометки, вытащите «башмаки» и осторожно сдвиньте" обжимки Е.
Рис. 59. Катушка статора.
Специальных катушек делать не нужно. Провод можно наматывать прямо на обжимки. Но чтобы он не сползал, сделайте "щеки". Вырежьте из тонкого плотного картона восемь прямоугольников 30 X 20 мм. Эти прямоугольники наденутся на обжимки; в центрах их нужно вычертить узенькие прямоугольнички по толщине и ширине обжимок, разрезать и изогнуть, как показано на рисунке 59, слева. Это и будут "щеки" катушек.
Обжимки оберните одним-двумя слоями бумаги и на концы их наденьте на клею заготовленные "щеки". Хорошенько промажьте клеем все катушки и, когда они высохнут, можете обматывать. На каждую катушку нужно поместить по ПО—120 витков провода, виток к витку. Сделайте это таким же способом, как и при обмотке якоря; заготовьте 6-метровые куски проволоки на двух гвоздях.
Концы обмоток завяжите нитками и'наденьте обжимки-катушки на "свои" полюсы. Вдвиньте их до конца, чтобы "щеки" катушек, прилегающие к кольцу статора, изогнулись по окружности, и тогда ©ставьте в каждый полюс статора "свой" "башмак".
"Башмаки" вдвиньте тоже до конца — отрегулируете потом, при испытании мотора.
Схема соединения обмоток статора показана на рисунке 60.
Буквами Я там обозначены начала обмоток, буквами К — концы. При таком включении одна половина статора (два полюса) намагничивается при прохождении тока, скажем, как южные полюсы, а другая половина — как северные.
Статор получается, как два подковообразных магнита, сложенных одноименными полюсами. После нескольких проб мы нашли, что так мотор работает лучше всего. 'Но помните, что соединение по схеме рисунка 60 дает хорошие результаты только в том случае, если обмотки всех катушек статора сделаны в одну сторону. Когда соедините все катушки, снова соберите мотор и проведите последние включения: присоедините щетки и подведите провода к штепсельной доске.
Эту доску вырежьте из кусочка изоляционного материала толщиной 2 мм. В прямоугольнике 20 X 15 мм просверлите два отверстия диаметром 4 мм. Из тоненькой латуни выгните две трубочки, заложите их в эти отверстия, надрежьте выступающие с обеих сторон концы и разогните, как лепестки цветов. Получатся два гнезда, в которые входят ножки от цоколей старых, перегоревших радиоламп.
С одной стороны подложите под лепестки гнезд очищенные от изоляции концы гибких проводов и вставьте штепсельную доску в держатели К на статоре мотора (рис. 56).
Рис. 60. Схема соединения обмоток статора.
Один из концов обмотки статора, все равно какой (просто ближайший), присоедините к выводу одного гнезда, а другой конец выведите гибким проводом и подожмите под ближайший контакт щеткодержателя (рис. 61). От второго контакта щеткодержателя проведите гибкий провод к свободному гнезду штепсельной доски. Получился сериес- мотор. Можете пробовать его работу.
К проводам от трансформатора или батареи элементов присоедините ножки от цоколя какой-нибудь старой, испорченной радиолампы и вставьте их в гнездо штепсельной доски.
Этот мотор тоже лучше сначала испытать и отрегулировать при большом напряжении. Когда мотор как следует заработает, уменьшите напряжение, подберите нужный нажим щеток и положение "башмаков" статора. Каждый "башмак" легко выдвинуть, вставив между ним и катушкой концы ножниц.
Рис. 61. Схема сериесного включения мотора с кольцевым статором.
Сближая ножницы, как бы разрезан ими, вы сумеете выдвинуть "башмак". Смотрите только, не придвиньте "башмаки" чересчур близко к полюсам якоря — испортите дело.
Наш мотор сделан очень тщательно, поэтому он хорошо работает даже от одной батарейки карманного фонарика, а при напряжении в 8 вольт — от трансформатора; благодаря тому, что обмотки соединены последовательно, ротор вращается с такой большой скоростью, что весь мотор гудит.