Всем привет! На этот проект у меня вдохновило посещение пункта приема металла.
В этот раз мне на глаза попался разобранный вентилятор охлаждения радиатора первой, а может седьмой модели ВАЗа. В этой находке присутствовало:
1 - ротор покрытый пластиком на двадцать зубьев с хорошими, глубокими пазами, правда, без провода. Кто-то смотал медный провод с целью наживы.
2 – вал, на котором был напрессован подшипник в очень хорошем состоянии, прям как с магазина, совершенно без люфта.
3 – на подшипнике присутствовала крышка и самое нужное для будущей самоделки, это статор с четырьмя магнитами.
Появилась дикая идея, не восстанавливать моторчик, а попробовать собрать двигатель практически из промышленных деталей, правда шиворот навыворот. Ну, скажем, что бы ротор стал статором и наоборот, статор превратился в ротор и в итоге, чтобы все это заработало. Магниты находятся в цилиндре, хорошо закреплены. Цилиндр вставляется и фиксируется в крышку на выступы. Когда я крутанул цилиндр, то при вращении магниты металл не задевали. Если бы не лишний вес будущего ротора , можно было бы попробовать рискнуть все собрать на одном подшипнике.
Вот и пришлось искать местоположение с саму опору. Обратил внимание на коллектор. Если подобрать подходящий подшипник, то можно, как говорится убить одним выстрелом двух зайцев. Сама конструкция коллектора, это такая прочная смесь пластика и медных ламелей. А если просверлить в пластике сквозное отверстие, то без особых хлопот провода от катушек можно вывести наружу, минуя вращающиеся детали.
Залез в кладовку и нашел не убитый подходящий подшипник, наружный диаметр пятьдесят пять, внутренний тридцать.
Примерил, немного не подходит по посадки. Коллектор имеет тридцать мм и три десятки. Так вроде допуск по посадке и ничего, но запрессовывать молотком или путем нагрева не хотелось. Мало ли придется его снимать, одевать в процессе подгонки деталей при сборке в проекте.
Значить, надо подгонять коллектор под тридцать миллиметров. К токарям с этой проблемой не пошел, засмеют. Зажал вал в патрон «шурика» и используя крышку на подшипнике как опору, напильником, с промежуточными замерами, проточил так, что подшипник с небольшим усилием мог одеваться.
К моему удивлению подшипник на вал садится без перекосов. Статор подготовил, пришло время позаниматься ротором.
Одна сторона цилиндра с магнитами имеет надежную посадку с крышкой мотора, другую надо как то привязать к внедренному подшипнику. Поначалу была мысль сделать подобную крышку как у оригинала, или из дерева, или из пластика, Даже чуть не пошел к токарям, чтобы выточили из металла. Но жаба честно задушила. Идея пришла после просмотра автогонок. Решил применить болты в качестве спиц, ну прям как у «Феррари» три штуки. Наклеил бумагу, разметил три одинаковых размера. По рискам сверлом пять миллиметров высверлил отверстия. В патрон шуруповерта затянул метчик на шесть и не спеша, окуная в масло, нарезал резьбу в трех миллиметровом металле. Потом закрутил три болта 6х40, собрал все детали в кучку и отрегулировал положение ротора так, чтобы между статором и магнитами было одинаковое расстояние, а оно составляло 0.5 миллиметров. Первая ступень по созданию проекта преодолена. Я особо не напрягаясь, не вкладываясь слепил механику будущего электродвигателя. Залипание практически отсутствует.
Микросхему, отвечающую за распределение магнитного поля в катушках я позаимствовал с компьютерного вентилятора, китайцы слегка замазюкали надпись на корпусе, но я думаю, что все микрухи в них одинаковые. Первая ножка – плюс, вторая и третья – фазные выводы, четвертая – минус.
Ради прикола протестировал, как магнитное поле переключает минус на выводах при помощи светодиодов. Все нормально. Потом попробовал менять магнитное поле с боков магнитов, заодно микросхему разместил тоже ребром. Светодиоды отработали отлично.
Можно заняться намоткой катушек электромагнитов. Зубьев на статоре двадцать штук, четыре зуба полностью заполняют магнит, не мудрствуя лукаво я уложил два метра на два зуба и два с половиной метра на боковые от первых двух. Можно было бы впихнуть и больше, но меди было не вдоволь. Витки укладывал двойным проводом толщиной по 0.45 мм, получилось четыре магнита. Если первый магнит наматывал по часовой стрелки, то второй против, далее по часовой и опять против.
По окончании прозвонил обмотки, изоляция не нарушена, корпус не звенит. Начало первого провода соединил с концом второго провода, это соединение подключаю к положительному контакту аккумулятора, а оставшиеся два к выводам два и три микросхемы. Причем меняя их местами, меняем направление вращения статора. Катушки подключены в противофазу.
На схеме видно принцип работы катушек, датчик Холла определяет какие катушки надо запитать согласно полюса магнита
Микросхему расположил между катушками прямо на родной плате. Для вывода проводов наружу, просверлил сквозное отверстие в пластиковом теле коллектора размером семь миллиметров и аккуратно извлек их.
Сборка завершена, попробовал крутануть , выработалось напряжение, значить конструкцию можно применять и как генератор. Проверил микросхему при вращении ротора, светодиоды заморгали как на елке.
Запускаю двигатель при помощи мосфетов, вдруг в микросхему сгорят транзисторы. Сборка простая, я ее взял из прошлого проекта.
При подаче двенадцать вольт, ротор бесшумно закрутился. Получилась копия компьютерного вентилятора, только больше и круче. Попробовал пальцем остановить ротор, Ну если напрячься, то хоть и с трудом этого можно достичь. Хотя мотор очень старался показать свою силу. А еще, сколько я его не напрягал, провода оставались всегда холодные. На холостом ходу амперметр показал 3 А.
Для улучшения показателей, я думаю, можно увеличить напряжение, или увеличить сечение меди в катушках. В этот раз воспользуюсь первым вариантом.
Достал еще один аккумулятор, подключил последовательно и получил двадцать четыре вольта. Накинул напряжение на мотор. Вращение увеличилось примерно в два раза, попробовал притормозить ротор пальцем, не получилось, мотор вместе с импровизированной станиной постоянно пытался выпрыгнуть из под руки, даже при том, что я ее удерживал. Амперметр показал почти восемь ампер при нагрузки, вращение незначительно замедлилось. После пятнадцати минутного истязания бесколлекторного, температура обмоток было чуть выше моего пальца.
Подводя итог выполненной работы, успех присутствует. Хотя, идею можно полировать и полировать.
Еще немного подумаю, как можно улучшить показатели, ну а потом, опираясь на полученный опыт и исключая всплывшие ошибки, займусь следующим проектом.
