Сборка постоянного конденсаторного разделно-фазного асинхронного двигателя — Пошаговое руководство

Детали и материалы

• Источник переменного тока: 120 VAC
• Конденсатор, 3,3 мкФ (или 2,2 мкФ) 120 VAC / 350 VDC, неполярный
• Лампа накаливания 15–25 Вт или резистор 820 Ом, 25 Вт
• Провод #32 AWG магнитный
• Деревянная доска ≈ 5 дюймов в квадрате
• Сетевой шнур с вилкой
• Картонная трубка диаметром 1,75 дюйма (рулон туалетной бумаги)
• Патрон для лампы

• Источник переменного тока: 220 VAC
• Конденсатор, 1,5 мкФ 240 VAC / 680 VDC, неполярный
• Лампа накаливания 25–40 Вт или резистор 820 Ом, 25 Вт
• Провод #32 AWG магнитный
• Деревянная доска ≈ 15 см в квадрате
• Сетевой шнур с вилкой
• Картонная трубка диаметром 4,5–5 см
• Патрон для лампы

Перекрестные ссылки

См. Lessons In Electric Circuits, Volume 2, Chapter 13: «AC motors», «Single‑Phase induction motors», и «Permanent split‑capacitor motor».

Цели обучения

• Построить постоянный конденсаторный разделно-фазный асинхронный двигатель переменного тока
• Продемонстрировать простоту и эффективность конструкции асинхронного двигателя переменного тока

Схема

Иллюстрация

Инструкции

Выберите список деталей, соответствующий напряжению сети в вашем регионе. Дальнейшие шаги используют версию 120 VAC.

Это упрощенная версия постоянного конденсаторного разделно-фазного асинхронного двигателя. Уменьшая число витков до нескольких сотен, процесс намотки становится выполнимым, сохраняя функциональность двигателя.

Нанмотайте две статорные катушки, как показано на иллюстрации. Используйте примерно 440 витков провода #32 AWG на участке длиной один дюйм немного длиннее картонной трубки диаметром 1,75 дюйма. Чтобы держать намотку тугой, намотайте четыре слоя провода шириной в один дюйм. Закрепите первый слой изолентой или легким клеем перед добавлением последующих слоев. После четвертого слоя нанесите клей для фиксации намотки.

Если плотная намотка затруднительна, можно также хаотично намотать 440 витков на конце трубки, удерживая намотку в зоне одного дюйма. Обрежьте готовый катушку бритвой, оставив небольшой запас провода для выводов.

Снимите эмаль примерно с дюйма каждого вывода, затем припаяйте к толстоизолированному монтажному проводу. Припаяйте соединение и изолируйте изолентой или термоусадкой. Повторите процесс для второй катушки.

Обратитесь к схеме и иллюстрации для точного размещения. Установите катушки под прямым углом на изолирующую базу (дерево или акрил). Подключите 25-ваттную лампу последовательно с одной катушкой; это ограничивает ток и служит резистором. Подключите конденсатор последовательно с другой катушкой для создания опережающего фазового сдвига.

Ротор изготавливается из ферромагнитного куска, например крышки стальной банки или пробки от бутылки. Сделайте углубление в центре ротора и закрепите его на опоре — либо маленький гвоздик, либо шарик шариковой ручки — смонтированный на деревянном постаменте или прямо на базовой плате. Выровняйте ротор, стрижа металл с более тяжелой стороны при необходимости.

После сборки катушек и ротора дважды проверьте все соединения и изоляцию. Схему можно запитать без ротора; лампа должна загореться, и обе катушки слегка прогреются. Чрезмерный нагрев указывает на необходимость лампы меньшей мощности или конденсатора меньшей емкости.

Поместите ротор на опору и просоедите его между двумя катушками. Он должен вращаться, со скоростью, возрастающей по мере приближения ротора к катушкам. Экспериментируйте с разными размерами и формами ротора, чтобы наблюдать вариации производительности.

Если провод #32 AWG недоступен, используйте немного толще — хотя может потребоваться больше четырех слоев для достижения 440 витков. Ночной светильник может заменить патрон, но выбирайте лампу на 15 Вт, соответствующую конструкции.

Связанные рабочие листы

• AC Motor Theory Worksheet
• AC Motor Control Circuits Worksheet

Всегда работайте с изолированными инструментами, держите провода подальше от влаги и используйте предохранитель или автомат, рассчитанный на ток двигателя. Этот проект следует проверенным рекомендациям из «Lessons In Electric Circuits» и соответствует лучшим практикам безопасности DIY электротехнических работ.