誘導電動機、大型

部品と材料

• AC電源：120VAC
• コンデンサ、3.3 µF 120VACまたは350VDC、無極性
• ＃33 AWGマグネットワイヤ、2ポンド
• 木の板約。 6〜12インチの正方形。
• プラグ付きACラインコード
• 直径5.1インチプラスチック製の3リットルソーダボトル
• 廃棄されたボールペン
• その他小さな木のブロック

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

• 大型の展示サイズのAC永久分割コンデンサ誘導モーターを構築するため。
• 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

これは、「永久コンデンサ単相誘導電動機」の大型バージョンです。 2つの異なる固定子コイルがあります。 1.0インチ幅の3200ターンL2巻線は、上の図（b）に示され、直径5.1インチのプラスチック製3リットルソーダボトルの一部に巻かれています。 L1は、ソー​​ダボトルのセクションの幅1.25に巻かれた、＃33 AWG（米国ワイヤゲージ）エナメル線の約3800ターンで、（b）に示されているよりも幅が広くなっています。両端に0.25インチの余白がある1.25インチ幅のシリンダーに印を付けます。

ワイヤーは1.25インチのゾーンに巻かれます。フォームは、マージンの外側の端にあるボトルから切り取られます。マージンからワインディングゾーンまでの0.25インチのカットは、マージンが90 ^o で曲がるように、両端の円周の周りに1インチ間隔で配置されます。 フォームにワイヤーを保持します。 3800回転を数えないようにするには、フォームの1インチ幅に1/8インチの厚さのマグネットワイヤをスクランブル巻きます。それ以外の場合は、ターンを数えます。自由端の1インチからエナメルをこすり、リードからスプールまでの小さな部分だけをこすります。

スプールへのリード線を切断しないでください。抵抗を測定し、894Ωを達成するためにどれだけ多くのワイヤーを巻くかを推定します。エナメル、マニキュア、テープ、またはその他の断熱材をスプールリードのむき出しの場所に塗布します。巻き続けて、抵抗を再確認してください。約894Ωに達したら、リード線用に数インチのマグネットワイヤを残します。スプールからリードを切り取ります。ひもまたは他の手段で巻線をフォームに固定します。

3200ターンのL1巻線は約744Ωで、前のL2巻線と同様に、（b）に示すように1.0インチ幅のフォームに巻かれています。まだ行っていない場合は、マグネットワイヤリードの端の1インチからエナメルを剥がします。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番目のコイルに進みます。コイルは木製ベースの片隅に取り付けることができます。または、使用の柔軟性を高めるために、可動パレットに取り付けることもできます。

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。 L2、小さい方のコイルは120Vacラインの両側に配線されています。コンデンサは幅の広いコイルL1と直列に配線されています。コンデンサは、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。

これらの追加を追加することをお勧めします。

このデバイスが技術者以外の人が監視されていない展示物として使用することを意図している場合、コンデンサのようなすべての露出した裸の終端は、シールドで覆うことによって指で安全にする必要があります。上記のスイッチとヒューズが必要です。最後に、コイルのエナメル質は単層の絶縁のみを提供します。安全のために、絶縁ラッピング、プレキシグラスボックス、またはその他の手段などの第2層が必要です。監視されていない展示で優れた火災安全性を確保するために、すべての木製コンポーネントをプレキシグラスに交換してください。

ローターは、スチール製の野菜缶やフルーツケーキ缶などの強磁性体でできている必要があります。長すぎる野菜缶は半分に切ることができます。前の小型誘導モーターの図は、ローターのくぼみベアリングとピボットの詳細を示しています。ローターは、野菜缶を切り倒した場合のように、コイルの形よりも小さい場合があります。以前の小型モーターで使用されていた缶蓋ローターと同じくらい小さくすることもできます。フルーツケーキ缶の場合のように、コイルよりも大きなローターを駆動することも可能です。ローターの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、ポイントをやすりで磨くか、丸く削ります。前の小さなモーターに示されているように、これと木のブロックを使用してローターをディンプルします。重心が低いため、かなり長い場合はフラットローターよりもバランスが良くなります。ボールペンの先端は、大きなローターのピボットとしてうまく機能します。ピボットを可動式の木製台座に取り付けます。

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。 L2の過度の加熱は、より多くのターンが必要であることを示しています。 L1の過度の熱は、C1の静電容量の減少を必要とします。熱がまったくない場合は、影響を受けたコイルへの開回路を示しています。

ローターをピボットの上に置き、両方の通電されたコイルの間で動かします。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。

このモーターの3つのモデルは、大きなスプールが手元にあったため、＃33AWGマグネットワイヤーを使用して作成されました。 AWG＃32マグネットワイヤはおそらく入手が容易です。動作するはずです。直径の大きい＃32ワイヤの抵抗が低いため、電流は高くなりますが。 3.3µFのコンデンサが利用できない場合は、適切な電圧定格がある限り、近くのものを使用してください。廃棄されたACモーター運転コンデンサー（浴槽型）が著者によって使用されました。モーター始動コンデンサー（黒いシリンダー）は使用しないでください。これらはモーター始動の数秒間のみ使用可能であり、それより長く使用すると爆発する可能性があります。

これを試してください： 複数のローターを同時に回転させることができます。たとえば、コイルによって形成される直角の内側のメインローターに加えて、頂点の直角の外側のコイルのペアの近くに2番目の小さいローター（缶またはボトルの蓋）を配置します。コイルの1つを逆にすることで回転方向を逆にすることができます。コイルが可動パレットに取り付けられている場合は、1つのコイルを180 ^o 回転させます。 。固定コイルで特に役立つ別の方法は、コイルの1つをDPDT極性反転スイッチに配線することです。たとえば、L2を外し、DPDTスイッチのワイパー（中央の接点）に配線します。上部の接点は120Vacに接続されています。上部の接点は、Xクロスオーバーパターンで下部の接点にも移動します。

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