Всем хорош наш третий мотор, но мало похож он на настоящий. Почти все настоящие моторы имеют горизонтальную ось, а наши — вертикальную. И якорь в настоящих моторах всегда расположен внутри статора, а у нас вращается отдельно, над ним.
Мотор с горизонтальной осью и якорем внутри статора соорудить нетрудно. При такой конструкции магниты статора сильнее действуют на ротор.
Этот первый мотор с горизонтальной осью сделаем попроще (рис. 33). Он очень похож на второй мотор. Примерно такие же винты и двухполюсный якорь с коллектором, только немного изменены формы электромагнитов: там магнит статора был подковообразным, а здесь он замкнут сверху. Такая конструкция работает, как два подковообразных магнита, сложенных одноименными полюсами (рис. 34).
Для изготовления этого мотора достаньте два толстых винта. Только найдите винты покороче, а то мотор полу-_ чится слишком высоким. Не найдете толстых винтов, можете туго обернуть тонкие винты полосками жести. Намотайте жесть до диаметра б—7 мм.
Рис. 33. Фото. Первый мотор с горизонтальной осью.
Рис. 34. Так намагничивается электромагнит статора.
Прежде всего сделайте якорь. Вырежьте из жести две полоски А длиной по 6,5 см и шириной 1,5 см (рис. 35). Изогните их, как показано на рисунке. Там размеры проставлены в миллиметрах. На концы полосок надо надеть жестяные обоймы Б, вырезанные по размерам, показанным на том же рисунке. Эту заготовку якоря наденьте на ось (вязальную спицу) и оберните жестяными полосками в два слоя. Два слоя нужны для увеличения массы железа якоря. Обоймы Б выгните так, чтобы они образовали части круга.
Сразу после изготовления якорь не получается достаточно точным. Для проверки его сделайте специальный контрольный станочек, показанный на рисунке 36.
Готовый, укрепленный на оси якорь кладется в выемки двух стоек станочка, а острие изогнутой проволоки — указателя станка — подводится к одному из полюсов якоря. При вращении якоря под острием указателя сразу видно, какой конец получился длиннее, какой короче. Более длинный конец укорачивается легкими ударами молотка; при этом якорь нужно держать в руке. Передвигая якорь на станочке вправо и влево, можно проверить точность изготовления в любой точке.
Коллектор сделайте точно такой же, как для второго мотора, и наденьте его на ось якоря. Обматывается якорь проводом 0,3 мм— по 100 витков на каждой стороне, в три ряда, так, как показано на рисунке 22.
Рис. 35. Детали и конструкция двухполюсного якоря.
Рис. 36. Проверка якоря на контрольном станочке.
Для статора вырежьте десять полосок жести длиной по 10 см и шириной 2,5 см. Сложите их по пяти штук и оберните концы полосками жести шириной 2,5 см. Середины заготовленных пачек изогните точно по обоймам якоря. Их форма видна на рисунке 33. Между этими пачками — полюсами статора — должен поместиться якорь. Значит, нужно тщательно рассчитать высоту катушек и 'сделать их попрочнее. В сделанном нами моторе высота катушек получилась равной 3 см. „Щеки“ катушек мы сделали из тоненькой авиационной фанеры, а гильзы катушек свернули из бумаги. Катушки должны плотно сидеть на винтах. Проще всего обернуть винты полосками бумаги, заклеить, снять, а потом к этим бумажным гильзам приклеить „щеки“, и катушки готовы. На каждую катушку намотай»- те по четыре ряда проволоки диаметром 0,4 мм — по 150 витков, — и можете собирать мотор.
Обе пачки жестяных полосок статора выгнуты наружу. Это мешает установить нижние полоски прямо на дощечке-основании. Вырежьте из доски толщиной 1 см два квадратика 2,5 X 2,5 см и просверлите в них отверстия по толщине винтов. Винты пропустите сквозь пачку верхних полосок, наденьте катушки, затем нижние полоски, заготовленные деревянные квадратики и вверните винты в основание. Размер дощечки основания — 7,5 X 9 см.
По установленному статору можно рассчитать нужную высоту стоек для подшипников оси ротора.
Стойки и подшипники можно сделать несколькими способами. Конечно, не годится подставлять деревяшки или выгибать стойки для толстого железа, когда мы умеем пользоваться профилированной жестью.
При изготовлении этого мотора не обязательно уметь паять. Правда, в нашем моторе к жестяным стойкам припаяны проволочные подшипники. Но можно сделать так, как показано на рисунке 37, слева: просто загнуть края кусочков жести, вырезанных по форме высокой трапеции, и в жести сделать отверстия. Стойка получается профилированной, как швеллер; она достаточно прочна, но отверстие скоро разрабатывается.
Рис. 37. Две конструкции подшипников.
На рисунке 37, справа, показана Жестяная профилированная стойка с проволочным подшипником; такая стойка установлена на сделанном нами моторе. Размеров стоек мы не указываем, потому что они зависят от того, на какой высоте получилась ось ротора. Их нетрудно рассчитать самому.
Ту стойку, которая станет со стороны коллектора, придвиньте к нему вплотную и в этом положении прибейте ее к основанию. Для уменьшения трения проложите между коллектором и подшипником две тоненькие медные шайбочки.
Прежде чем устанавливать вторую стойку, наверните на ось якоря десять-двенадцать витков звонковой проволоки и установите стойку вплотную к ним. Так же мы делали в предыдущих моторах, чтобы ось якоря не ездила из стороны в сторону.
Остается сделать щетки, клеммы и соединить обмотки.
Щетки выгибаются из медной проволоки диаметром 1 мм (рис. 38).
Они очень похожи на щетки второго и третьего моторов, только иначе установлены, потому что ось мотора расположена горизонтально.
Пружинка внизу очень облегчает регулировку нажима.
Двумя винтиками привинтите, щетки к основанию по обе стороны якоря. Не забудьте подложить под винты очищенные от изоляции концы проводов для соединений. С той стороны, где установлены коллектор и щетки, привинтите в углах основания две пружинные клеммы (рис. 24) и можете испытывать мотор.
Рис. 38. Щетки.
Рис. 39. Включение обмотки одного винта.
Провода от щеток присоедините к клеммам, а катушки статора включайте по одной. Сначала соедините все, как показано на рисунке 39, — концы одной (любой) катушки идут к тем же клеммам, что и провода от щеток. К этим же клеммам подведите провода от трансформатора или батареи. Если коллектор установлен правильно, ротор должен сразу завертеться.
А как должен быть установлен коллектор? Конечно, так, чтобы в тот момент, когда полюсы якоря стоят вертикально, щетки переходили бы с одной обкладки на другую (рис. 40).
Когда мотор пошел, включите вторую катушку статора. Один из концов первой катушки снимите с клеммы и прикрутите к нему любой конец второй катушки. Свободный конец второй катушки присоедините к той же клемме, к которой раньше был присоединен конец первой катушки (рис. 41). Включите ток. Если ротор сразу быстро завертится, значит катушка включена правильно. Если он не вращается и подталкивание не помогает, поменяйте присоединение концов второй катушки.
Рис. 40. Момент переключения тока коллектором.
Рис. 41. Включение обмоток обоих винтов.
Обмотки якоря и статора соединяют последовательно и параллельно. Обмотки этого мотора соединены параллельно: к проводам от щеток, а значит к концам обмотки якоря, присоединены концы обмотки статора (рис. 42, вверху). А можно соединить иначе: к одной клемме подвести провод от одной щетки, от другой щетки — к обмотке статора, а второй конец обмотки статора — ко второй клемме (рис. 42, внизу). Это — последовательное соединение.
Электромоторы с параллельным соединением обмоток называют шунтовыми моторами, а с последовательным — сериесными. Роторы шунт-моторов на холостом ходу вращаются всегда с определенной скоростью, а роторы сериесных моторов так разгоняются без нагрузки, что иногда моторы, как говорят техники, «разносит». Иногда на полюсах статора делают две обмотки и соединяют одну последовательно, другую параллельно с обмоткой якоря. Такие моторы со смешанным соединением называют компаундными моторами.
Нам для моделей чаще всего подходят сериес-моторы, но если обмотки сделаны тонкими проводами, лучше включать их параллельно.
Рис. 42. Схемы параллельного (вверху) и последовательного включения обмоток.