誘導電動機

部品と材料

• AC電源：120VAC
• コンデンサ、3.3 µF（または2.2 µF）120VACまたは350VDC、無極性
• 15〜25ワットの白熱灯または820Ωの25ワットの抵抗器
• ＃32AWGマグネットワイヤ
• 木の板約。 5インチ四方。
• プラグ付きACラインコード
• 直径1.75インチ段ボール製チューブ（トイレットペーパーロール）
• ランプソケット

• AC電源：220VAC
• コンデンサ、1.5 µF 240VACまたは680VDC、無極性
• 25〜40ワットの白熱灯または820Ωの25ワットの抵抗器
• ＃32AWGマグネットワイヤ
• 木の板約。 15cm。正方形。
• プラグ付きACラインコード
• 4.5〜5cm。直径段ボール製のチューブ。
• ランプソケット

相互参照

電気回路の教訓 、第2巻、第13章：「ACモーター」、「単相誘導モーター」、「永久分割コンデンサーモーター」。

学習目標

• AC永久コンデンサ単相誘導電動機を構築するため。
• AC誘導モーターのシンプルさを説明するため。

回路図

イラスト

手順

120VACまたは220VACの可用性に応じて、2つのパーツリストから選択できます。お住まいの地域に合わせて選択してください。この一連の手順は、120VACバージョン用です。

これは、「永久コンデンサ単相誘導電動機」の簡略版です。単純化すると、コイルに必要なワイヤの巻き数は、数千回ではなく数百回になります。これは巻きやすいです。とはいえ、数千回転の大きいモデルが印象的です。上の図に示すように、2つの固定子コイルがあります。直径1.75インチのトイレットペーパーチューブのわずかに長い部分の1インチの長さに、約440ターンの＃32 AWG（米国ワイヤゲージ）エナメル線が巻かれています。巻き数を数えないようにするには、チューブの1インチ幅に4層のマグネットワイヤを密巻きします。上記（b）を参照してください。リード線用に数インチのマグネットワイヤを残します。巻線がテープを覆って固定するように、チューブの端の近くに最初のリード線をテープで固定します。巻き取りが完了するまで、段ボールのチューブの最終的な幅をカットしないでください。単層の風を閉じます。 2番目の層に進む前に、巻き戻されないように最初の層をテープまたはセメントで固定します。既存のレイヤーの上に直接追加のレイヤーを巻くことは可能ですが、概略図（b）に示すように、レイヤーの間にテープまたは紙を貼ることを検討してください。 4層を巻いた後、巻線を所定の位置に接着します。

4層のマグネットワイヤを密に巻くのが難しい場合は、段ボールのチューブの端にマグネットワイヤを440回転スクランブルします。ただし、クローズワインドスタイルのコイルはベースボードに簡単に取り付けることができます。巻線を1インチの長さ以内に保ちます。

段ボールのチューブの端からカミソリナイフで完成した巻線を切り取り、フォームが巻線を少し超えて伸びるようにします。紙やすりでリード線のペアの端から1インチからエナメルをはがします。裸の端をより太いゲージの絶縁フックアップワイヤに接続します。スプライスをはんだ付けします。テープまたは熱収縮チューブで断熱します。スプライスをコイル本体に固定します。次に、2番目の同一のコイルに進みます。

組み立てについては、概略図と図の両方を参照してください。コイルは直角に取り付けられていることに注意してください。それらは木のような絶縁幅木にセメントで固められるかもしれません。 25ワットのランプは1つのコイルと直列に配線されています。これにより、コイルを流れる電流が制限されます。ランプは820Ωの電力抵抗器の代わりになります。コンデンサは他のコイルと直列に配線されています。また、コイルを流れる電流を制限します。さらに、電圧に対する電流の先行位相シフトを提供します。回路図と図は、電源スイッチやヒューズがないことを示しています。必要に応じてこれらを追加してください。

ローターは、スチール缶の蓋やボトルキャップなどの強磁性体でできている必要があります。下の図は、ローターの作り方を示しています。コイルフォームよりも小さいか、少し大きい円形ローターを選択します。ジオメトリを使用して、中心を見つけてマークします。センターはくぼむ必要があります。直径8インチ（数mm）の釘（a）を選択し、（b）に示すように、ポイントをやすりで磨くか、研磨します。ローターを針葉樹の上に置き（c）、丸みを帯びたポイントを中央に打ち込みます（d）。同様の金属くずで練習します。ローターに穴を開けないように注意してください。ディッシュローター（f）またはリッド（g）は、フラットローター（e）よりもバランスが取れています。ピボットポイント（e）は、可動式の木製台座またはメインボードを介して駆動されるまっすぐなピンである場合があります。ボールペンの先も使えます。ローターがピボット上でバランスが取れていない場合は、重い側から金属を取り除きます。

配線を再確認してください。裸線が絶縁されていることを確認してください。回路はローターなしでパワーアップすることができます。ランプが点灯するはずです。両方のコイルは数分以内に暖まります。過度の加熱は、より低いワット数（より高い抵抗）のランプとより低い値のコンデンサをそれぞれのコイルと直列に置き換える必要があることを意味します。

ローターをピボットの上に置き、両方のコイル間で動かします。回転するはずです。近ければ近いほど、回転が速くなります。両方のコイルが暖かく、電力を示している必要があります。さまざまなサイズとスタイルのローターを試してください。図と比較して、コイルの反対側にある小さなローターを試してください。

＃32 AWGマグネットワイヤがない場合は、直径がわずかに大きい（AWG番号が小さい）ワイヤを440ターン試してください。これには、必要なターンに4つ以上のレイヤーが必要になります。常夜灯器具は、図に示すフルサイズのランプソケットよりも安価な場合があります。常夜灯の電球は3または7ワットではワット数が低すぎますが、15ワットの電球はソケットに適合します。

関連ワークシート：

• ACモーター理論ワークシート
• ACモーター制御回路ワークシート