自分の手でソレノイドモーターを作る方法。実際に動作する磁気モーターの作り方 2つのコイルを持つソレノイドモーターの作り方

ヘルプ 30.09.2021

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このビデオでは、日曜大工のラジアルソレノイドエンジンを紹介しています。これはラジアル電磁モーターで、その動作はさまざまなモードでチェックされています。接着されていない磁石がどのように配置されているかが示されています。それらはディスクで押され、電気テープで包まれています。しかし、高速では依然として変位が発生し、設計から離れてしまう傾向があります。

このテストには、直列に接続された 3 つのコイルが含まれます。バッテリー電圧12V。磁石の位置は、ホールセンサーを使用して決定されます。マルチメーターでコイルの消費電流を測定します。

3 つのコイルの回転数を調べるテストを行ってみましょう。回転数約3600rpm。回路はブレッドボード上に組み立てます。 12 ボルトのバッテリーで駆動するこの回路には、スタビライザー、ホールセンサーに接続された 2 つの LED が含まれます。 2 チャンネルホールセンサー AH59。磁石の S 極と N 極が並んで通過すると 1 つのチャンネルが開きます。 LED が断続的に点滅します。強力な電界効果トランジスタ IRFP2907 を制御します。

ホールセンサーの動作

ブレッドボードには2つのLEDがあります。それぞれが独自のセンサーチャネルに接続されています。ローターにはネオジム磁石を採用。それらの極は、南北のパターンで交互になります。南極と北極は、ホールセンサーの隣を交互に通過します。ローターの速度が速いほど、LED の点滅が速くなります。

速度制御はホールセンサーによって行われます。マルチメータは、ホールセンサーを動かすことによって、コイルの 1 つの消費電流を決定します。ターン数が変わります。モーターの速度が速いほど、消費電流が大きくなります。

これで、すべてのコイルが直列に接続され、テストに参加します。マルチメータは消費電流も取ります。ローター速度を測定すると、最大 7000 rpm を示しました。すべてのコイルが接続されている場合、始動はスムーズに行われ、外部からの影響はありません。 3つのコイルが接続されている場合は、手の助けが必要です。回転子を手で制動すると、消費電流が増加します。

6つのコイルが接続されています。 1 つのフェーズに 3 つのコイル、別のフェーズに 3 つのコイル。デバイスは電流を取り除きます。各フェーズは、電界効果トランジスタによって制御されます。

ローターの回転数を測定。始動電流が増加し、定格電流も増加しました。エンジンは約 6900 rpm でより速く回転します。手でモーターにブレーキをかけるのは非常に困難です。

3 つのコイルは 12 ボルトで駆動されます。他の3つのコイルは配線されています。エンジンの回転が遅くなります。デバイスは消費電流を取り除きます。 3 つのコイルは 12 ボルトで駆動されます。これらの 3 つのコイルはワイヤで閉じられています。ローターの回転は遅くなりますが、最高速度に達し、正常に動作します。

マルチメータは、3 つのコイルから短絡電流を取り除きます。短絡電流。 4つのコイルが直列に接続されています。それらのコアは、ローター磁石に平行です。

デバイスは消費電流を測定します。加速は遅くなりますが、このコイル配置は吸着モーメントがありません。ローターは自由に回転します。

条件、それなら、この聖句はあなたのためのものです。

また、作業を開始する前に段階的なビデオを見ることをお勧めします。これにより、どのように、何が行われているのかがより明確になります。

エンジンの製造には、次のものが必要です。
- おもちゃの車の大きな車輪;
- ペン;
- ハンドルの厚さの直径を超えない厚さのボルトまたは釘;
- ワインコルク;
- 数本のネジ;
- ペーパークリップ;
- 直径3.8mmと直径1.3mmの鋼線;
- 1メートルの従来の電線;
- 直径0.4 mmの絶縁銅線;
- エンジンに電力を供給するための 12 ボルト電源。
- エンジンの基礎となる任意のサイズの木製ブロック。
- ペンチ;
- サイドカッター;
- ドライバー;
- キャリパーコンパス;
- 丸ペンチ;
- 弓のこ;
- ドリル 1.4 および 3.8 mm;
- 弓のこ;
- グルーガン;
- ドライバードリル。

まず、塩を集める必要があります。これを行うには、弓のこ、ワインのコルク、コンパス、ペンが必要です。
ペンを分解します。

ハンドルからねじ部分を切り取る必要があります。これには、弓のこ刃を使用します。

端をトリミングし、ヤスリでバリを取り除きます。

次のステップは、ワインのコルクから厚さ 5 mm の小さな円盤を作ることです。

各ディスクの中央に、ハンドルの外径に等しい直径の穴を開けます。

次に、ホットグルーを使用して、ボードをハンドルのさまざまな端に接着します. 基地ができました。

コイルを巻き始めましょう。これには、0.4 mm のワイヤーを使用し、500 ～ 600 ターン巻きます。

主なことは、600のかせがすべて一方向にあることです。

ワイヤーの端をコルクからパンケーキに通します。

いよいよピストンの製作に入ります。ボルトまたは釘を取り、弓のこで帽子を切り落とします。

垂直にカットし、小さな貫通穴を作ります。

次に、コネクティングロッドを作成する必要があります。コネクティングロッドの製造には、3.8 mm のワイヤーが必要です。

ボルトの溝にうまく収まるように、ワイヤーを平らにする必要があります。ボルトの平らな場所に、まったく同じ1.3 mmの穴をあける必要があります。

これで、クランクシャフトの製造を開始できます。直径3.8cmの鋼線が必要です。

3 番目のワイヤで頻繁に「膝」を作成する必要があります。

フライホイールの役割で、大型の子供用車のホイールを使用します。

コネクティングロッドをクランクシャフトに接続するには、2 つの穴が互いに向かってドリルで開けられたペンキャップを使用します。

ペンのキャップを膝に取り付けてから、コネクティングロッドを取り付けます。

既製の脚からデザインを修正できます。脚は1.4mmのワイヤーでできています。

次に、銅のスズから接触する必要があります。

市立予算教育機関「第十四校」

ソレノイドモーターの効率アップ

プロコピエフスク、2015

研究計画

物理の授業でいろいろな物理現象を勉強していて、一番興味があったのは電磁気学でした。私はたくさんの異なる文学を読み始めました。電磁気学の歴史を勉強しているときに、最初の電気モーターの発明について読みました。私はさまざまな種類の電磁モーターを研究し始め、百科事典の1つでソレノイドモーターについて読みました。電磁モーターの動作原理がいかに単純であるかに驚き、試作品を組み立てることにしました。これを行うために、私はコンポーネントとパーツを探し始めました。強磁性コアを備えたソレノイドの代わりに、車のドアにアクティベーターを使用することにしました。また、作業にはコンタクト、カム、ワイヤー、フライホイール、スタンド、留め具が必要でした。最初の段階で、エンジンの設計自体を組み立てました。次に、電気回路を接続して調整を開始しました。システム全体を調整した後、エンジンを始動しました。エンジンは12ボルトの電圧用に設計されていますが、そのような電圧では回転数が少ないように思えました。私はその効率を測定することにしました。これを行うために、効率を測定するためのさまざまな方法を研究しました。

エンジンへの入力で電圧と電流を測定します。これには、電流計と電圧計を使用します。このようにして、モーターの入力で電力を見つけます。次に、10 秒間の回転数を測定し、エンジン回転数を求めます。次のステップでは、ブレーキトルクを計算する必要があります。このために、エンジンが停止する重量を持ち上げます。 F \u003d mgという式を使用して、エンジンに作用した力を見つけます。そして、この力に、おもりを掛けたフライホイールの半径を掛けます。出力電力を計算します。エンジンの入力電力に対する出力電力の比率が効率になります。

これらの計算をすべて完了すると、最初のエンジンの効率は 0.2% になりました。値が小さい理由を考えてみました。文献を調べた結果、慣性による動きは均一ですが、このエンジンでは摩擦が大きいため、この動きも同様に遅いと言えるという結論に達しました。そして、すべてのエンジン作業中に発生するのはこのタイプの動きであるため、エンジンの効率は非常に低くなります。効率が低い理由が分かったので、この問題の部分的な解決策を考えました。これを行うには、慣性による移動時間を短縮する必要がありました。これは、毎サイクル極性が強磁性コアを備えたソレノイドに変更された場合に可能でした。これを行うために、新しい電気回路を作成しました。

図1 - エンジンの電気回路

ここで、動作の最初のサイクルでは、1 番目と 2 番目の接点に流れる電流は、コイルの W 側にプラス、N 側にマイナスが供給されます。コイルに磁場が発生し、コアに引き寄せられます。動作の 2 番目のサイクルでは、最初の 2 つの接点が開き、3 番目と 4 番目の接点が閉じます。同時に、それらは回路に接続されているため、プラスが N 側に、マイナスが W 側に供給されます。磁場がコイルに再び現れますが、反対方向ではコアがコイルから反発され、すべてが周期的に繰り返されます。

改良モデルの効率を計算したところ、1.1%でした。これはまだ非常に低い値ですが、第 1 モーターの効率値の 5.5 倍です。つまり、新しい電気回路と接点数の増加により、ソレノイドモーターの効率を高めることができます。

私のインストールはすでにそのアプリケーションを見つけています。楽しい物理学の学校博物館「Perpetuum mobile」の価値ある展示品です。

永久機関の夢は、何百年もの間人々を悩ませてきました。この問題は、差し迫ったエネルギー危機について世界が真剣に懸念している現在、特に深刻になっています。それが来るかどうかは別の問題ですが、これに関係なく、人類はエネルギー問題の解決策と代替エネルギー源の探索を必要としていると明確に言うことができます.

磁気モーターとは

科学の世界では、永久機関は 1 番目と 2 番目のタイプの 2 つのグループに分けられます。そして、最初のものですべてが明確である場合、それはむしろ幻想的な作品の要素であり、2番目のものは非常に現実的です. 最初のタイプのエンジンは、無からエネルギーを抽出できる一種のユートピア的なものであるという事実から始めましょう。しかし、2番目のタイプは非常に現実的なものに基づいています. これは、太陽、水、風、そしてもちろん磁場など、私たちを取り巻くすべてのエネルギーを抽出して使用する試みです。

さまざまな国やさまざまな時代の多くの科学者が、磁場の可能性を説明するだけでなく、これらの同じ磁場によって機能する一種の永久機関を実装しようとしました。興味深いことに、それらの多くはこの分野で非常に印象的な結果を達成しています。ニコラ・テスラ、ヴァシリー・シュコンディン、ニコライ・ラザレフなどの名前は、永久機関の作成の専門家や支持者の狭い範囲だけでなく、よく知られています。

彼らが特に興味を持ったのは、世界のエーテルからエネルギーを再生できる永久磁石でした。もちろん、地球上の誰もまだ重要なことを証明できていませんが、永久磁石の性質の研究のおかげで、人類は永久磁石の形で巨大なエネルギー源を使用することに近づく本当のチャンスがあります.

磁気に関するトピックはまだ完全に研究されているわけではありませんが、永久機関に関する多くの発明、理論、および科学に基づく仮説があります。同時に、そのように偽装する多くの印象的なデバイスがあります。磁石自体のモーターはすでに存在しますが、しばらくすると磁石はまだ磁気特性を失うため、私たちが望む形ではありません. しかし、物理法則にもかかわらず、専門家は、磁場によって生成されるエネルギーによって機能する信頼性の高いものを作成することができました.

今日、リニアモーターにはいくつかの種類があり、構造と技術が異なりますが、 しかし、彼らは同じ原則に基づいて動作します. これらには以下が含まれます：

制御装置や外部エネルギー消費なしで、磁場の作用のみで動作します。
すでに制御装置と追加の電源の両方を備えているパルスアクション。
両方のエンジンの動作原理を組み合わせたデバイス。

磁気モーター装置

もちろん、永久磁石に基づく装置は、私たちが慣れ親しんでいる電気モーターとは何の関係もありません。 2番目の動きで発生した場合電流が原因で、ご存知のように、磁気は磁石の一定のエネルギーによってのみ機能します。これは、次の 3 つの主要部分で構成されています。

エンジン自体。
電磁石付きステータ;
永久磁石を搭載したローター。

電気機械式発電機は、エンジンと一緒に 1 つのシャフトに取り付けられています。セグメントまたはアークを切り取った環状磁気回路の形で作られた静電磁石は、この設計を補完します。電磁石自体にはさらにインダクタが装備されています。電子スイッチがコイルに接続されているため、逆電流が供給されます。すべてのプロセスの規制を確実にするのは彼です。

動作原理

材料の磁気特性に基づいて動作する永久磁石モーターのモデルは、その種の唯一のものではありません。異なるモーターの動作原理は異なる場合があります。もちろん、これは永久磁石の特性を利用していますが。

最も単純なものとして、ローレンツの反重力ユニットを選び出すことができます。 その働きの原理電源に接続された 2 つの異なる帯電ディスクで構成されます。ディスクは、半球スクリーンの途中に配置されます。それから彼らは回転し始めます。磁場は、このような超伝導体によって容易に押し出されます。

磁場内の最も単純な非同期モーターは、テスラによって発明されました。彼の研究の核心は、そこから電気エネルギーを生み出す磁場の回転です。 1枚の金属板を地面に置き、もう1枚をその上に置きます。プレートを通過したワイヤがコンデンサの一方の側に接続され、プレートのベースからの導体が他方の側に接続されます。コンデンサの反対側の極はグランドに接続され、負に帯電した電荷のリザーバーとして機能します。

ラザレフの回転リングは、稼働中の唯一の永久機関と見なされています。構造が非常にシンプルで実装可能 自宅で自分の手で. 多孔質の仕切りで2つに仕切られた容器のように見えます。パーティション自体にチューブが組み込まれており、容器に液体が満たされています。ガソリンのような揮発性の液体を使用するのが好ましいですが、普通の水も使用できます。

仕切りの助けを借りて、液体は容器の下部に入り、チューブを通って上向きに圧力によって絞り出されます。それ自体では、デバイスは永久運動のみを実装します。しかし、これが永久機関になるためには、磁石が配置されるチューブから滴る液体の下にブレード付きのホイールを取り付ける必要があります。その結果、結果として生じる磁場はホイールをますます速く回転させ、その結果、流体の流れが加速し、磁場が一定になります。

しかし、Shkodin のリニアモーターは、進行中の本当に具体的なブレークスルーを実現しました。この設計は技術的に極めてシンプルですが、同時に高いパワーとパフォーマンスを備えています。 このような「エンジン」は「ホイール・イン・ホイール」とも呼ばれます。. すでに今日、輸送に使用されています。 2 つのコイルがあり、その中にさらに 2 つのコイルがあります。このようにして、磁場の異なる二重対が形成される。このため、それらはさまざまな方向に反発します。そのようなデバイスは今日購入できます。自転車や車椅子でよく使われます。

ペレンデフのエンジンは磁石だけで動く。ここでは 2 つの円が使用されています。1 つは静的で、もう 1 つは動的です。磁石はそれらの上に同じ順序で配置されています。自己反発により、内輪は無限に回転できます。

用途が見出されたもう 1 つの現代の発明は、ミナトホイールです。これは、さまざまなメカニズムで非常に広く使用されている、日本の発明家湊公平の磁場に基づく装置です。

本発明の主な利点は、効率性とノイズレス性と言えます。それも簡単です。磁石は、軸に対してさまざまな角度でローターに配置されています。ステーターへの強力なインパルスにより、いわゆる「崩壊」ポイントが作成され、スタビライザーがローターの回転のバランスを取ります。日本の発明者の磁気モーターは、そのスキームが非常に単純で、熱を発生させることなく動作し、 それは彼の偉大な未来を予言するメカニクスだけでなく、エレクトロニクスも。

みなとホイールのような他の永久磁石装置があります。それらはたくさんあり、それぞれが独自の方法でユニークで興味深いものです。しかし、それらは開発を始めたばかりであり、開発と改善の絶え間ない段階にあります。

もちろん、磁気永久機関のような魅力的で神秘的な分野は、科学者だけが関心を持っているわけではありません。多くのアマチュアもこの業界の発展に貢献しています。しかし、ここでの問題は、特別な知識がなくても、自分の手で磁気モーターを作ることができるかどうかです。

アマチュアによって複数回収集された最も単純な標本は、互いにしっかりと接続された3つのシャフトのように見え、そのうちの1つ（中央のもの）は、側面にある他の2つに対して直接回転しています。中央のシャフトの中央には、直径 4 インチのルーサイト (アクリルプラスチック) ディスクが取り付けられています。 他の 2 つのシャフトで同様のディスクをインストールしますが、サイズは 2 分の 1 です。ここにも磁石が取り付けられています。側面に4つ、中央に8つです。システムの加速を向上させるために、ベースとしてアルミニウムバーを使用できます。