Учёба. Образование

 Техническое творчество

 Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия» 1955 г.

Электромотор является основным двигателем в современной промышленности и сельском хозяйстве. Школьники должны хорошо знать устройство и работу моторов постоянного и переменного тока.

Большую помощь школе могут оказать члены электротехнического кружка, изготовив ряд простых приборов и моделей, демонстрирующих устройство настоящих машин.

На рисунке 1 была показана модель электромотора, которая наглядно показывает принцип устройства якоря, коллектора, щеток и электродвигателя в целом.

Легкая рамка, склеенная из картона, фанеры или сделанная из алюминия, устанавливается на опорах так, что она может свободно  вращаться  в  подшипниках.  Внизу эмки  из  двух  металлических полуколец, 'крепленных на деревянном цилиндре, деется коллектор. На рамку наматывается >и—80   витков   изолированной   проволоки диаметром 0,3 мм. Концы проволоки притаиваются    к    полукольцам    коллектора. Щетки в виде тонких латунных пластинок укрепляются на деревянной  стойке.  Весь прибор монтируется на доске — основании.

Магнитное поле создается двумя постоянными полосовыми магнитами, расположенными по обе стороны рамки на картонных коробках или отрезках толстой доски. Магнитное поле изменяется от приближения или удаления магнитов от рамки или увеличения числа магнитов.

Ток в рамку подается от батареи гальванических элементов напряжением 3—6 в через клеммы на подставке и затем через щетки. Необходимо следить за тем, чтобы щетки не нажимали слишком на коллекторные пластинки и тем не создавали большое трение. Для этого между щетками и коллектором должен быть хороший контакт, а рамка легко вращаться.

Кружковцы могут видоизменить модель. Например, намотать изолированную проволоку не на рамку, а на жестяную банку с крышкой. Сквозь банку сверху вниз продевают стальную вязальную спицу и припаивают ее к крышке и дну банки. Спица будет служить осью модели. На оси необходимо укрепить коллектор из двух пластинок. Для этого на ось наматывают несколько слоев изоляционной ленты и на нее кладут две пластинки коллектора.

Пластинки изготовляют из короткой металлической трубки, разрезанной вдоль на две равные части, и укрепляют на изолированной ленте с помощью двух тонких резиновых колец (кольца отрезают от тонкостенной резиновой трубки соответствующего диаметра).

Концы обмотки рамки припаиваются к пластинкам коллектора.

Жестяная банка с обмоткой устанавливается на подставке, согнутой из толстой проволоки, или на деревянной, как это было сделано в предыдущем приборе.

Магнитное поле создается постоянными магнитами или электромагнитом.

С этими приборами, показывающими физическую сущность работы электромотора, кружковцы могут проделать ряд различных опытов. Например, используя мотор с постоянными магнитами, производят такие опыты; магнит приподнимают и наблюдают влияние магнитного поля на вращение якоря; вместо одного магнита ставят два и проверяют, как усиление магнитного поля влияет на скорость вращения якоря; наблюдают изменение вращения якоря на обратное, переставляя постоянный магнит так, чтобы менялась полярность поля, или меняя направление подводимого тока к мотору.  Общий вид модели простейшего синхронного однофазного электромотора переменного тока показан на рисунке 21. На дощечке, основании, устанавливается электромагнит — катушка с железным сердечником из отдельных пластинок или проволок, так как сплошной сердечник электромагнита при питании переменным током нагревается. На катушку наматывается 500 витков провода

Над сердечником расположен ротор в виде двух пластинок из железа, сложенных крест-накрест. Ротор укреплен на стальной оси диаметром 3—4 мм и может легко вращаться. Концы ротора проходят при вращении точно над сердечником и очень близко от него. Сверху ось установлена в прочном латунном подшипнике, а снизу в латунном подпятнике. Если через катушку пропустить переменный ток от трансформатора, то сердечник будет намагничиваться и размагничиваться согласно изменениям переменного тока.

Если развернуть ротор с помощью шнурка, намотанного на оси (как волчок), то, попав в синхронизм, он будет вращаться, периодически получая импульсы от электромагнита.

Если ротор сделать не из четырех, а из восьми или более концов, например вырезать его из круглой железной пластинки, то он будет вращаться медленнее и его легче завести.

В производственных условиях преимущественно применяются электромоторы переменного трехфазного тока. Поэтому учащихся необходимо ознакомить с устройством, моторов трехфазного тока.

Очень простую и наглядную действующую модель электромотора трехфазного тока для демонстрации на занятиях кружка могут изготовить сами кружковцы.

Прежде всего следует ознакомиться с принципом действия электромотора трехфазного тока. Для этого три одинаковые катушки с сердечниками от школьных учебных трансформаторов включают звездою (или треугольником) в цепь трехфазного тока. Помещая над катушками подвешенную на шнурке консервную банку или металлический диск, наблюдают вращение предмета во вращающемся магнитном поле.

Выяснив физическую сущность устройства электромотора трехфазного тока, переходят к изготовлению модели. Модель состоит из статора, создающего вращающееся магнитное поле, и ротора.

Сердечник статора представляет ,собою пучок отожженной мягкой железной проволоки, собранной в виде кольца. На сердечник наматывается три катушки изолированной проволоки. Катушки смещены относительно друг друга на 120° и соединяются звездою. Статор устанавливается ребром на деревянной подставке.

Внутри статора помещается жестяной барабан (им может служить жестяная банка с крышкой), на цилиндрическую поверхность которого напаиваются 8—12 кусков голой медной проволоки. Концы этих проволок соединяются по окружности дна и крышки банки той же медной проволокой. Полученный проволочный каркас на жестяном цилиндре представляет так называемо? «беличье колесо» в коротко замкнуть!' моторах трехфазного тока, а жестян^' цилиндр — сердечник ротора.

Ось ротора должна свободно вращаться на опорах, сделанных из железных пласти5 нок и установленных на доске — основание по обе стороны статора.

Когда обмотки статора включают в цепь трехфазного тока, ротор приходит в быстрое вращение.

Статор модели, отделенный от подставки и расположенный не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости, может служить для демонстрации вращающегося магнитного, поля.