1. Компактный электромотор

Наш электромотор рассчитан на питание постоянным или переменным током напряжением 6–8 вольтов. Конструкция его несколько отличается от описанных во всех других книжках. Применив статор особой формы, мы получили возможность укрепить внутри него щетки, удачно расположить якорь, и весь мотор получился исключительно компактным. Ни одна часть его не «выпирает», каждый кубический сантиметр использован разумно. Якорь тоже сделан необычно. Он набивной, как в описанной дальше динамомашине. Коллектор мы применили плоский, так как он занимает меньше места, чем цилиндрический, а работает не хуже. Благодаря малым размерам этот электромотор удобно установить на любой модели — движущейся или стационарной. Постройку мотора начнем с изготовления статора (см. таблицу 18).

Таблица 18. Компактный электромотор.

Статор состоит из сердечника, сделанного из железного прутка и двух приклепанных к нему полюсов. Каждый полюс собран из пяти жестяных пластинок, спаянных вместе. Полюса изогнуты в виде дуг. Чтобы они получились одинаковыми, нужно сделать специальный шаблон. В качестве шаблона используйте деревянную палку диаметром 31 мм. Каждую пластинку полюса изогните на шаблоне отдельно, затем сложите вместе пять штук, привяжите их проволокой или веревкой к шаблону, выровняйте тщательно и пропаяйте края. Не снимая полюса с шаблона, просверлите в нем отверстие диаметром 4 мм. Точно так же сделайте и второй полюс.

Сердечник делается из круглого железного прутка длиной 39 мм и диаметром 8 мм. Оба конца сердечника сточите напильником на протяжении 4 мм до диаметра 4 мм. Удобно стачивать концы сердечника, зажав его в патроне дрели. Дрель укрепляется в тисках. В центре сточенных концов сверлятся отверстия диаметром 2 мм и глубиной 2–2,5 мм. Теперь остается приклепать к сердечнику полюса. Это нужно сделать очень аккуратно.

Зажмите сердечник в вертикальном положении в тисках. На верхнюю сточенную часть сердечника наденьте полюс. В отверстие сточенной части вставьте острие керна и ударьте по нему несколько раз молотком. Верхняя часть сердечника расширится, и полюс уже не соскочит с него. Правда, держится он еще не очень прочно, но это пока не важно.

Освободите сердечник из тисков, наденьте другой полюс на свободный конец сердечника и расклепайте его, установив сердечник уже расклепанным ранее концом на толстой стальной плитке или на наковальне. Теперь, ударяя молотком то по одному, то по другому концу сердечника, окончательно приклепайте к нему полюса. Полюса должны идти строго параллельно друг другу, без всяких перекосов и отклонений в стороны. Расстояние между ними везде должно быть равно 31 мм. Для большей прочности и красоты расклепанные концы сердечника можете припаять к полюсам, но это необязательно.

Якорь. Обычно юные техники делают якорь из отдельных фигурных пластинок, собранных вместе. В таком якоре железа недостаточно, и поэтому мотор получается слабым. В нашем моторе якорь набивной. Мы спаяли из жести пустотелый якорь и набили его железными опилками. Такой якорь сделать очень просто, а мотор с ним работает прекрасно.

Все размеры якоря даны на таблице (справа, вверху). Из жести или, еще лучше, из железа толщиной 0,5–1 мм аккуратно вырежьте две щечки А и припаяйте их к оси на расстоянии 20 мм друг от друга. Ось возьмите диаметром 3–4 мм (от «конструктора») и длиной приблизительно 70–80 мм. К этим щечкам припаяйте три V-образные пластинки Б и два полукруга В. Все эти детали делаются из жести. Плотно набейте якорь через открытый полюс опилками, кусочками железной проволоки, мелкими гвоздиками и т. п. Чтобы все это хорошо улеглось в якоре, потрясите его. Когда якорь будет заполнен, налейте в него немного спиртового лаку (например шеллаку), дайте ему просохнуть и припаяйте третий, последний полукруг В. Якорь готов.

Обмотка статора. Перед обмоткой сердечник статора изолируйте двумя-тремя слоями парафинированной бумаги или изоляционной ленты. У полюсов наденьте щечки, вырезанные из тонкого картона. На сердечник нужно намотать 200 витков изолированной эмалью проволоки диаметром 0,5 мм. Мотать нужно аккуратно, виток к витку. Готовую обмотку оберните для защиты от повреждений одним-двумя слоями дерматина или просто плотной бумаги. Внешний диаметр обмотки должен быть приблизительно равен 19 мм. Если из-за неаккуратной намотки диаметр получится несколько больше, придется смотать витков десять-двадцать, иначе места для установки щеток не хватит.

Обмотка якоря. Тщательно изолируйте все три полюса якоря двумя-тремя слоями парафинированной бумаги или изоляционной ленты. На каждый полюс намотайте 80–90 витков изолированной проволоки диаметром 0,4 мм. Все полюса якоря обматываются в одну сторону и строго одинаково. Концы обмоток соедините по схеме (см. левый верхний угол таблицы). Полученные три конца потом припаяете к пластинкам (так называемым ламелям) коллектора.

Коллектор, как мы уже говорили, у нашего мотора плоский. Все размеры его даны на рисунке рядом со схемой обмотки. Из куска двухмиллиметрового пертинакса или плотного картона вырезывается кружок диаметром 26 мм. В центре его сверлится отверстие по диаметру оси. В миллиметровые отверстия, просверленные по краям кружка, вставляются кончики ламелей и с другой стороны загибаются. Ламели вырезаются из тонкой меди или латуни. Готовый коллектор надевается на ось и приклеивается густым столярным клеем к обмоткам якоря. Концы обмоток якоря припаиваются к загнутым кончикам ламелей. Эти концы и клей вполне надежно держат коллектор на оси. Когда будете укреплять коллектор, обратите внимание на то, чтобы щели между ламелями оказались точно между полюсами якоря, а сам коллектор при вращении не бил.

Щетки. Размеры щеток даны на рисунке. Щеткодержатель — это эбонитовая пластинка с приклепанным к ней посредине латунным угольником толщиной 0,5–0,8 мм. По краям к пластинке приклепываются щетки.

Щетки вырезаются из хорошо пружинящей латуни и изгибаются, как показано на рисунке.

Угольник и щетки необязательно приклепывать к пластинке — их можно прикрепить винтами. Если не найдете эбонита, пластинку можно сделать из хорошей трехмиллиметровой фанеры.

Стойки подшипников. Обе стойки делаются из меди или латуни. Лучше всего сделать стойки из латуни толщиной 1,5 мм. Если не найдете такой толстой латуни, можете сделать стойки из менее толстой и впаять в них специальные проволочные подшипники. Такие подшипники делаются из оголенной медной проволоки, скрученной в спираль. Спирали впаиваются в отверстия посредине стоек. Диаметр этих отверстий должен быть равен в этом случае внешнему диаметру спиралей. Если стойки делаются из толстой латуни, то проволочные подшипники впаивать не нужно и отверстия сверлятся по диаметру оси.

Сборку мотора начните с припайки внутри статора стойки А. Припаять ее нужно приблизительно на расстоянии 2–3 мм от обмотки статора. К одному из загнутых концов этой стойки припаяйте угольник щеткодержателя. Чтобы ось якоря не могла перемещаться в сторону обмотки статора и не терлась об нее, припаяйте к концу оси (со стороны коллектора) медную или латунную шайбочку. Шайбу нужно припаять приблизительно на расстоянии 2–3 мм от конца оси. Точное место припайки этой шайбы определите опытом. Припаивая шайбу, следите за тем, чтобы якорь находился вровень с наружными концами полюсов статора. В таком положении якоря мотор лучше всего работает. Чтобы трение между припаянной к оси шайбой и стойкой было возможно меньшим, наденьте между ними на ось еще одну свободную шайбу.

Припаяйте теперь к статору стойку Б. Предварительно заложите между якорем и полюсами статора по куску миллиметрового картона. Тогда, во-первых, якорь установится на равных расстояниях от обоих полюсов и, во-вторых, припайка стойки значительно облегчится. Не забудьте припаять к оси шайбочку, которая мешала бы перемещаться якорю в сторону стойки Б, Между этой шайбой и стойкой на ось также нужно надеть свободную шайбу. Когда припаяете стойку к статору, осторожно вращая якорь, выньте картон. Смажьте подшипники машинным маслом и прокрутите якорь рукой, чтобы ось приработалась в подшипниках.