—> Сайт Георгия Таненгольца —> Главная | —> Мой профиль | —> Регистрация | —> Выход | —> Вход | RSS

—> —>Категории раздела —>

—> —>Статистика —>

Каталог статей

Самоделки на самоизоляции

Отличный электромотор из генератора постоянного тока.

Худшие прогнозы сегодняшнего дня намекают на возможное возвращение цивилизации в пещеры.

Значит надо учиться разводить огонь и выживать на подножном корму.
Начнем с опыта, приобретенного при социализме. Ничего не купишь, а инструменты нужны.

Отличный электромотор из генератора постоянного тока.

Генератор постоянного тока, что это такое?

Генератор постоянного тока, применялся на автомобилях до середины 60х годов.
Это была самая классическая динамомашина, которая широко применялась еще в 19 веке для генерации постоянного тока.

До сих под можно услышать слово «динамо», когда говорят о генераторе автомобиля.

Генераторы переменного тока (в других сферах) тоже имели широкое применение, но это в том случае, если надо было запитывать цепи переменного тока. Сети электроснабжения были переменного тока, благодаря изобретениям и авторитету Н. Тесла. Одно из преимуществ переменного тока было то, что генераторы, для получения переменного тока были проще, надежнее и при одинаковом весе были значительно мощнее.
Это было ясно и для автомобильных генераторов, однако, в автомобиле был важнейший второй источник – аккумулятор, который давал энергию, пока двигатель не работает и главное, он давал возможность заводить двигатель стартером.
Аккумулятор – источник постоянного тока, поэтому все электрооборудование было рассчитано именно на постоянный ток, напряжением 12 Вольт.

А что если все-таки использовать генератор переменного тока, а затем полученный переменный ток выпрямлять? Тема была убедительной, но генератор постоянного тока с выпрямителем, становился больше и тяжелее, чем просто генератор постоянного тока.
Однако к середине 60 годов 20 века, было налажено производство недорогих кремниевых диодов, и диодный мост из таких диодов практически не увеличивал массу генератора переменного тока. Настало время автомобильных генераторов переменного тока, в течении всего нескольких лет, они вытеснили генераторы постоянного тока.

Например, генератор Г108, который применялся на советских легковых автомобилях, был способен отдать максимальный ток 20 ампер. Только фары потребляют около 10 Ампер, а печка, а габариты, а стеклоочистители. Короче, ночью, зимой, или в дождь, аккумулятор практически нечем было заряжать, весь ток разбирали другие потребители.

На смену этим генераторам пришел генератор переменного тока Г250, он способен был отдать ток уже 40 Ампер, а по размерам был даже меньше, чем Г108. Фары стали светить ярче, щетки работать стали быстро, и аккумулятор продолжал заряжаться даже ночью и в дождь.
Кроме того, генератор переменного тока не надо было обслуживать, там нечего менять, настраивать, регулировать и чистить. В генераторе постоянного тока есть щетки и коллектор. Щетки периодически требуют замены, а коллектор нужно очищать.

К началу семидесятых годов появилось множество уже никому не нужных генераторов постоянного тока. купленные в запчасти они стали просто хламом, который некуда было девать. Это было время, когда еще ничего не выбрасывали, «А вдруг пригодится».

Электромотор всегда полезная вещь, но купить в советское время электромотор для каких-то поделок, было невозможно.

Из школьной физики было известно, что машина постоянного тока обратима. Крутишь ее внешним моментом – она генератор, подаешь в нее ток, она начинает крутиться и, значит, она электромотор.

Если генератор не нужен, то можно использовать его как электромотор.
Устанавливаем на вал наждачный круг, подключаем к источнику и порядок, можно точить.
На вал мотора можно поставить множество различных инструментов, пожалуйста – точите, пилите, шлифуйте.

Вопрос — От какого источника его нужно запитывать?
Да, источник питания проблема, к счастью единственная серьезная проблема.
Аккумулятор? Аккумулятор действительно заряжается от этого генератора, но если аккумулятором пробовать крутить такой двигатель, то он крутиться будет, но вяло и слабо, так что использовать его не захочется. Почему так, могу объяснить, но думаю, что это не важно.

Для того, чтобы автомобильный генератор постоянного тока работал нормально как хороший электромотор, нужно питать его постоянным напряжением 36 – 40 Вольт. Тогда он потребляет ток порядка 8 Ампер и значит, электрическая мощность его составит около 320 Ватт. На валу получится Ватт 250. Опыт показал, что этого вполне достаточно для использования во многих гаражных случаях.
Совершенно уверенно он работает и при 50 Вольтах, мощность получается около 500 Вт., но обороты явно за 3000.

Можно заморочиться и сделать инвертор.

Чем хорош такой электромотор
Его можно найти бесплатно, поспрашивайте у гаражных стриков, поспрашивайте тех, кто купил старый гараж.
Обороты удобные для большинства случаев между 2000 и 3000.
Если нужно меньшие обороты, можно снизить напряжение.
У него довольно жесткая характеристика, то есть, он хорошо держит обороты под нагрузкой.
Не боится перегрузок, вплоть до полной остановки.
Может работать непрерывно часами, становится горячим, но сжечь его практически невозможно.
Срок службы при гаражном использовании за пределами обозримой перспективы (у меня работает 40 лет)
Использует безопасное напряжение, можно работать в сырости и не бояться.
Не боится пыли и грязи
Не требует обслуживания, новые щетки будут работать десятки лет.

Недостатки:
Нужен мощный трансформатор на 250 – 500 Ватт, 36 — 40 Вольт. Выпрямитель – диодный мост из диодов, способных держать ток 10 Ампер. Очень удобно использовать старый диодный мост от генератора переменного тока, если в нем остались две пары целых диодов.
Сложно менять подшипники, хотя, скорее всего, делать этого не придется.
Сложно поменять направление вращения, придется разбирать и менять направление тока возбуждения.
От переменного напряжения не работает.

Для чего использовать

Возможные инструменты, которые ставятся на генератор постоянного тока, если мы используем его как электромотор.

Тонкий диск до 230 мм. Резать как УШМ нельзя, но вытачивать, править, точить ножи, сверла, зачищать, делать фаски очень удобно.

Мотор можно поставить к себе режущей кромкой диска и можно повернуть плоскостью

Щетка-корщетка 200 мм. Идеально удобный инструмент очищать грязь и ржавчину.

Работать обязательно в очках!

Шлифовальный диск из наждачной бумаги. Сделано несколько дисков с разной наждачкой. Смена в одно мгновение.

Пробовал с подручным столиком, но он скорее мешает.

Приятно держать в руках сияющие отполированные детали.

Можно поставить наждачный круг до 200 мм. Оказалось, что он мне не нужен. Его трудно отбалансировать и от него много пыли. Все время нужно поддерживать его форму.

Можно сделать привод гриндера, пока это в планах.

Привод токарного станка по дереву. Можно использовать прямой привод, но придется менять направление вращения. Осевую нагрузку держит вполне удовлетворительно. Станок готов, но двигатель пока не адаптирован..

Для рубанка и циркулярки не подходит — обороты маловаты и не хватает мощности.

У меня 4 мотора, очень удобно, не надо переставлять инструмент, Щелкнул тумблером и работай..

Как я делал источник питания для генератора постоянного тока в режиме электромотора

Схема источника питания

Самый обычный мостовой выпрямитель

Полярность включения + — не имеет значения, крутиться будет ту же строну.

Нашел в гаражном хламе трансформатор ОСО 0,25 , 250 Вт. вполне достаточно. К сожалению он был на 12 Вольт. Это стандартный трансформатор и он бывает на все напряжения, так что может быть найдете на 36 Вольт.

Пришлось доматывать. Конструкция трансформатора позволяет сделать это не разбирая железо.

Не хватает 24 Вольта. У этого трансформатора примерно 2,5 витка на вольт. Значит надо дополнительно 60 витков добавить ко вторичной обмотке.

Размотал старое втягивающее реле, растянул провод втягивающей обмотки, он диметром больше миллиметра, вполне достаточно. И начал терпеливо протягивать по очереди витки через большую щель. Да, муторно и долго, больше часа. Но меня вдохновляло то, что новый такой трансформатор сейчас стоит тысячи три. Натянул провод, закрепил два его конца на свободные клеммы. Подключил на первичную обмотку 220 Вольт и замерил вторичное напряжение. Родная обмотка показала 12 Вольт, новая показала 24 Вольта. Если бы было меньше, можно было спаять концы и домотать сколько нужно. Если оказалось больше на 5 — 6 Вольт. то все будет отлично.

Теперь нужно соединить обмотки, чтобы получить суммарное напряжение.

Здесь внимание! Обмотки соединяются последовательно и согласно. Что это значит? Если обмотки включить встречно, то напряжения вычтутся, поэтому согласное включение, это когда напряжения складываются. Как угадать? Очень просто. Две вторичных обмотки -12В — 2 конца и 24 В, два конца. Берем конец одной обмотки, соединяем с любым концом второй обмотки. Включаем первичное напряжение и замеряем напряжения на оставшихся свободными концах вторичных обмоток, если напряжение стало 36 Вольт, то все нормально и можно окончательно соединить. Если напряжение стало меньше, то для соединения надо взять другой конец одной из обмоток.

Можно использовать любой подходящий трансформатор, мощностью больше 250 Вт. Например, ОСМ1 0,4 кВт на 36 Вольт

Подключение диодного моста

Удобнее всего старый диодный мост от генератора переменного тока. В нем должно быть две пары исправных диодов.

Нельзя использовать диодные мосты, которые на самом деле «Блоки выпрямительно — ограничительные», то есть от современных генераторов типа десяточного, или от 406 двигателя и т. п. Они рассчитаны на напряжения 14 Вольт и при 36 — 40 Вольтах работать не будут.

Подойдут ДМ от старых генераторов Г250, от восьмерочного генератора, и от копеечного.

Концы от вторичной обмотки трансформатора подключаем к входам переменного напряжения диодного моста, а к алюминиевым шинам привинчиваем провода , которые идут к электромотору.

Электропривод для медогонки своими руками

Автор: admin Vladimir | Опубликовано 24-01-2018

Приветствую, уважаемые коллеги. Сегодняшняя статья в большей степени будет посвящена пчеловодам. Сегодня я расскажу, как переделать механический привод медогонки на электрический.

В пчеловодстве самым физически тяжёлым считается откачивание мёда после взятка. Приходится таскать ящики переноски с рамками полные мёдом, вскрывать забрус, откачивать мёд при помощи центробежной медогонки. Хорошо, что если есть помощники. На большой пасеке без них просто не обойтись. Но если у вас маленькая любительская пасека, то приходится делать всё одному. Чтобы хоть как-то облегчить труд, приходится электрифицировать пасеку. Самое простое — это оборудовать медогонку электроприводом на 12 вольт.

Так как у меня пасека маленькая, то я пользуюсь малогабаритной трёхрамочной необоротной медогонкой. Её диаметр составляет 500 мм. Кассеты расположены хордеально. Большинство пчеловодов используют кочевое пчеловодство. В течение всего летнего медосбора пасека постоянно переезжает с одного места на другое. Поэтому главным условием было, чтобы питание медогонки осуществлялось от двенадцативольтного автомобильного аккумулятора.

Конечно, проще всего было бы купить готовый электропривод, который есть в продаже. Но, посмотрев на цены заводских экземпляров, а также их технические характеристики, я решил попробовать сделать свой. Дело в том, что у заводских электроприводов применяется высокооборотистый двигатель,который используется в автомобиле в качестве отопителя салона. Так как у моей медогонки диаметр бака небольшой, а ведомый шкив у заводских аналогов достигает диаметра 300 мм, то работать с рамками было бы крайне затруднительно. Я думаю, что ремень постоянно бы пачкался мёдом. Поэтому я твердо решил сделать электропривод для медогонки своими руками.

В сети Интернет присутствует достаточное количество готовых схем электроприводов. Они могут быть самые разные: от простых, которые в качестве управления используют переключатель от стиральной машины, до сложных — с микроконтроллерным управлением. Я же решил сделать нечто среднее по сложности. В качестве основных покупал готовые платы на АлиЭкспресс.

Для моей медогонки нужно использовать малооборотистый двигатель. Для этого подойдёт генератор Г 108. только нужно его немного переделать. Я дополнительно сделал вывод возбуждающей обмотки через изолятор на корпус генератора:

Благодаря этому появилась возможность осуществлять реверс электродвигателя. Если же вы пользуетесь радиальной медогонкой, то реверс вам не нужен, и переделывать генератор нет необходимости. В конце статьи я размещу видео, в котором можно посмотреть, как я экспериментировал с генератором Г 108.

Схема электропривода медогонки с генератором Г-108

Управление электродвигателем осуществляется при помощи двух блоков. Первый блок представляет из себя таймер работы, за основу которого был взят пульт от микроволновой печи. Во втором блоке размещается широтно-импульсный регулятор (ШИМ), при помощи которого задаются нужные обороты электродвигателя:

От того широтно-импульсного регулятора, который был показан в видео, пришлось отказаться, так как его плата имеет чуть большие размеры, а также дополнительный дисплей, который в моём корпусе просто негде было разместить. В итоге я применил другой ШИМ, более компактный и с такими же характеристиками:

Исходная схема заводского широтно-импульсного регулятора выглядит вот так:

В основе схемы лежит всего одна микросхема. Она управляет тремя мощными полевыми транзисторами, благодаря которым можно управлять токами до 30 ампер. Для нормальной работы медогонки эту схему пришлось немного доработать. Была внедрена система плавного старта электропривода, а также таймер работы:

Необходимость использования плавного старта обусловлено тем, что без него во время пуска двигателя происходит мощный бросок тока, который может достигать 20 ампер. Чтобы этого избежать, я реализовал плавный пуск, который в течение 22 секунд раскручивает барабан медогонки до нужных оборотов: приблизительно 230 оборотов в минуту. Для этого был внедрен конденсатор C4 и резистор R7. Благодаря этому пусковой ток на двигатель не превышает 4 ампер. Конденсатор C4 переключается из пускового режима в рабочий при помощи таймера плавного пуска:

Данный таймер в таком варианте обеспечивает задержку в 11 секунд. Время можно регулировать переменным резистором. Чтобы расширить время выдержки до нужных нам 22 секунд, нужно заменить электролитический конденсатор. Родной конденсатор имеет ёмкость 100 микрофарад. К этому конденсатору достаточно подпаять ещё один такой же номиналом 100 микрофарад, и мы получим 22 секунды задержки.

Также в схему были введены два переменных резистора номиналом 100 КОм R6 R8, управляемые двойным переключателем S1 S2. Благодаря этому можно управлять скоростью вращения барабана медогонки, просто переключая тумблер. Это бывает необходимо при откачивании тяжеловесных рамок, чтобы, допустим, с одной стороны выполнить вращение с меньшей скоростью, чем с другой.

Таймер для медогонки

Отдельно хочу рассказать о том, как я выполнил таймер для медогонки. Я считаю, что он необходим, так как вручную контролировать вращение не очень удобно, также это сэкономит электроэнергию аккумулятора. Конечно, можно было использовать такой же таймер 11-секундный, о котором я рассказывал выше. Достаточно подобрать несколько электролитических конденсаторов и вывести переменный резистор на переднюю панель. Переключая конденсаторы и подбирая необходимое время при помощи переменного резистора, можно добиться нужного времени вращения. Но мы не ищем легких путей, к тому же у меня в наличии были два блока управления от разных микроволновых печей. Эти блоки совершенно разные, один был от микроволновой печи немецкого производства. Другой — чисто китайский, но он мне больше понравился, так как его панель закрыта пленкой и он не имеет кнопок, как в первом блоке, благодаря этому можно не бояться за попадание меда внутрь устройства. К тому же этот блок имеет минимальное количество самих кнопок, что не путает взгляда и проще в настройках, как говорится, нажал, и таймер включился.

Чтобы прикрепить таймер к медогонке, пришлось немного повозиться. Дело в том, что взяв в руки блок управления микроволновкой, становится всё понятно,достаточно померить какие напряжение выходит с трансформатора, и станет ясно, как можно реализовать питание этого блока. Собственно, с этим проблем не было. В результате замера на диодных мостах оказалось, что выходит питание номиналом 14 вольт и 9 вольт. Высокое напряжение используется для управления электромагнитного реле и концевых датчиков а, более низкое — для питания микроконтроллера блока таймера.

После этого я демонтировал трансформатор, поставил по 9-вольтовой шине питания советский стабилизатор кр142ен8А, который выдает 9 вольт. Затем подал питания 12 вольт на всю схему и был приятно удивлён, схема совсем не заработала, даже не загорелся дисплей. После этого пришлось обратиться к даташиту на микроконтроллер этого таймера. Я выяснил, что для нормальной работы микроконтроллера необходимо на него подать опорную частоту, равную 50 герц, которую он брал через резистор прямо со вторичной обмотки трансформатора. Эта опорная частота необходима для того, чтобы синхронизировать работу таймера с переменной частотой сети, а также для запуска его.

Чтобы выйти из создавшейся ситуации, пришлось воспользоваться китайским мультивибратором собранном на самой распространенной микросхеме NE555:

Эту схему пришлось слегка доработать. Вооружившись осциллографом, я приступил к настройке нужной частоты в 50 Гц. Дело в том, что не удавалось выставить нужную частоту. Передвигая перемычки и подкручивая резисторы, частота получалась либо ниже, либо выше 50 Гц. Пришлось заменить один smd керамический конденсатор. В результате получилась нужная частота и таймер заработал. Но на этом приключения не закончились.

Нужно было обеспечить стабильность частоты 50 Гц в определённых рамках при изменении окружающей температуры. Так как если частота уходит плюс-минус 10 Гц, время таймера просто останавливается, и работа его прекращается. При помощи фена паяльной станции выяснилось, что дрейф частоты происходит из-за изменения ёмкости керамических конденсаторов. А именно при нагревании ёмкость уменьшается, и частота начинает расти, поднимается выше 70 Гц. Так как я с этим был знаком, как любой радиолюбитель, решил поступить следующим образом. Выпаял со старого радиоприёмника парочку конденсаторов с противоположным ТКЕ и припаял их параллельно керамическому. В итоге при изменении окружающей температуры измениться ёмкость этого бутерброда не может:

Были произведены как нагревание, так и охлаждение всей платы целиком. Чтобы меньшее влияние оказывало движение воздуха на всю плату, я её поместил на лист текстолита и накрыл стеклянной банкой. В таком виде производил нагревание и охлаждение. Контролировал уход частоты по осциллографу, результат был великолепный, частота практически не дрейфовала:

Настроенные платы были размещены в блоке управления микроволновой печи:

Широтно-импульсный регулятор оборотов и тахометр для медогонки были размещены в корпусе из-под электрического счётчика. Монтаж получился достаточно плотный. В принципе, корпус нужно было бы использовать попросторнее:

После тестовых испытаний выяснилось, что диод Шоттки нагревается значительно сильнее, чем 3 полевых транзистора. В связи с этим было принято решение поставить еще один диод (на схеме VD5) параллельно стоковом диоду VD3. Его я позаимствовал из старого компьютерного блока питания. В результате нагрев снизился значительно, на ощупь практически еле заметен:

Силовые транзисторы греются так же не сильно. При длительной эксплуатации при температуре окружающего воздуха 30 градусов транзисторы нагревались в районе 50 градусов. Это хорошо видно на электронном термометре:

Электронный тахометр был подключён по следующей схеме:

С электроникой мы покончили, теперь немного расскажу о механической части медогонки.

Как сделать электропривод для медогонки своими руками

Прежде всего нужно убрать червячный редуктор, который вращает барабан медогонки. Вместо него нужно разместить шкив, в моём случае его диаметр равен 120 мм. Ведущий шкив, который нужно разместить на генераторе Г 108, имеет диаметр 30 мм. Шкивы я использовал готовые, от стиральных машин. Были расточены отверстия под вал генератора, также вал переходной ступицы, который крепится на медогонку. Также в токарном станке был расширен ручей под ремень:

Ремень я использовал автомобильный, который был приобретён в автомагазине. Ремень подбирал самый мягкий. Насколько помню, продавец сказал, что выбранный мной ремень был с автомобиля Волга, но импортного производства:

На ведомый шкив был размещен неодимовый магнит, который шел в комплекте с тахометром. При помощи напильника было выбрано посадочное место под магнит, а также в ребре просверлено отверстие. Впоследствии в это отверстие затечет эпоксидная смола и придаст жесткости. Благодаря этому магнит будет крепко держаться на шкиву. Чтобы эпоксидная смола не растекалась, нужно изготовить опалубку чуть больше диаметра магнита. Как правильно разместить магнит, вы можете узнать, посмотрев видео в конце статьи:

Для изготовления ступицы под ведомый шкив мне понадобилось 2 подшипника номер 202 ,распорная втулка между ними, упорная втулка под нижний подшипника, также вал. В качестве корпуса я использовал подходящую трубу, которая была слегка расточена, чтобы подшипники входили внатяг:

На конце вала была приварена трубка, на который был произведен пропил вдоль. Этот пропил будет одеваться на барабан медогонки, затем фиксироваться при помощи хомута и надежно удерживать барабан медогонки от болтания в разные стороны:

Верхний подшипник я закрыл плоской шайбой, которую зафиксировал стопорным кольцом. Шкив имеет снаружи проточку, благодаря которой он входит почти без зазора в эту шайбу. Благодаря этому подшипник будет надежно защищён от проникновения инородных частиц:

Посередине между подшипниками я разместил тавотницу для смазывания подшипников. В качестве основания ступицы была взята пластина из толстого металла,около 5 мм:

Осталось собрать всё вместе и покрасить для защиты от коррозии:

Датчик Холлаа, от тахометра, был размещен на металлическую п-образную скобу. При помощи регулировочных гаек датчик был настроен как можно ближе к магниту для его надежного срабатывания:

Для крепления двух электронных блоков и генератора Г 108 к медогонке была изготовлена переходная пластина из металла толщиной 3 мм. Сам генератор был закреплен при помощи барашков, а с другой стороны был использован талреп, благодаря которому можно регулировать натяжение ремня без ключей:

Кстати натягивать ремень сильно не нужно. Так как шкивы имеют клиновидный профиль, ремень вообще не проскальзывает. Главное сберегать ремень от попадания на него мёда. Также не стоит забывать сливать мёд с медогонки. Иначе его уровень поднимается в баке, рамки начинают задевать за мёд, сильно тормозить, и ток потребления электродвигателя возрастает. Это может вывести из строя широтно-импульсный регулятор. Готовый привод электромедогонки нужно запитать двухжильным медным проводом сечением не менее 4 квадратных миллиметров. На входе я поставил однополюсный автомат на 10 ампер. Также я забыл упомянуть о кнопке отключения пьезоизлучателя, который установлен на таймере. Он издает после отключение таймера звук. Это хорошо, когда вы подогреваете пищу,а когда он будет пищать каждые 2 минуты, можно сойти с ума. Поэтому стоит позаботиться о кнопке отключения пьезоизлучателя. На вопрос, насколько хватит аккумулятора, могу с уверенностью сказать: на два дня точно. И еще остается заряд. Так что генератор Г-108 в качестве двигателя очень экономичный.

Словами невозможно описать весь процесс изготовления привода медогонки своими руками.
Поэтому лучше посмотреть видео. Это видео о тестировании генератора Г 108, а также тахометра:

Это видео было снято уже летом. Здесь показана работа электропривода на медогонке в действии на пасеке:

В заключение хочу сказать несколько слов о моих впечатлениях после работы на электромедогонке.

Во-первых, значительно облегчается труд во время откачивания мёда. Сам процесс откачивания происходит на постоянной скорости а, благодаря этому за всё лето я не сломал ни одной рамки, даже свежеотстроенные. Также из рамок лучше выкачивается мед, так как устанавливается фиксированное время, которое можно регулировать в зависимости от сорта мёда.

Во-вторых, за одно и то же время на электрической медогонке можно откачать больше рамок. Пока происходит откачивание одной стороны, за это время можно открыть забрус на рамках новой партии.

На этом всё. Надеюсь, моя статья поможет многим пчеловодам при изготовлении самодельного электропривода для медогонки.