Рис. 1
В любительских кустарных условиях динамическую балансировку не выполнить. Мы можем сделать только статическую балансировку с последующей проверкой правильности на работающем двигателе. Это связано с многократной сборкой-разборкой, но другого пути в домашних условиях нет.
Для статической балансировки якоря надо изготовить нехитрое приспособление, требующее тем не менее высокой точности при сборке.
Схематически это приспособление показано на рис. 1. На достаточно жестком основании 1 закрепляют два стальных закаленных лезвия 2. Эти лезвия должны обладать хорошей прямолинейностью и высокой чистотой обработки. Лезвия устанавливают и закрепляют строго параллельно относительно друг друга. Очень хорошо подойдут для нашей цели поверочные лекальные линейки типа ЛД-125 первого или лучше нулевого класса точности. Размеры приспособления определяются размерами балансируемого ротора (якоря).
Перед работой приспособление устанавливаем на стол и с помощью трех регулировочных винтов 3 выставляем плоскость лезвий строго горизонтально, контролируя по хорошему слесарному уровню в двух перпендикулярных направлениях.
Балансируемый якорь 4 устанавливаем шейками вала на линейки и наблюдаем за его поведением. Если якорь имеет дисбаланс, то более тяжелая его часть займет нижнее положение. Шейки вала не должны иметь забоин, царапин, грязи и ржавчины. Балансировать будем не съемом лишнего металла, а припаиванием на один из торцов якоря кусочка припоя. Электротехническая сталь, из которой набран пакет якоря, паяется плохо. Поэтому паять надо с применением какого-либо активного флюса. Утяжелив припоем верхнюю часть якоря, снова проверяем балансировку. И так до тех пор, пока якорь не перестанет поворачиваться, какой бы стороной его ни клали на лезвия линеек.
Таким образом, мы сделали балансировку в статическом режиме. Вполне возможно (с вероятностью 50 %), что напайка сделана не на том торце якоря, где надо. Это покажет проверка в динамическом режиме. Для этого соберем двигатель и подадим на него напряжение. Сделать это лучше через ЛATP или другой прибор, позволяющий изменять напряжение от нуля до нормального. Тем самым мы проверим двигатель на вибрацию при разных оборотах якоря. Включив двигатель и держа его в руке (если его вес позволяет это), плавно повышаем напряжение, наблюдая за вибрацией. Хорошо сбалансированный якорь вращается плавно при любых оборотах. Если при достижении какого-то определенного числа оборотов двигатель начинает «трясти», значит, он вошел в механический резонанс из-за неправильной балансировки. Припаянные грузики надо перенести на противоположный торец якоря. Проделав эти операции несколько раз, можно добиться вполне хорошей сбалансированности якоря.
Ознакомившись с приемами балансировки, можно приступать к перемотке якоря. В нашей практике придется иметь дело с двигателем конкретной конструкции. Тем не менее неплохо иметь общее представление о разнообразии этой группы электрических машин. В быту коллекторные двигатели переменного тока применяются в электробритвах, пылесосах, кофемолках, электродрелях, в любительских кинопроекторах и т. д. Коллекторные двигатели постоянного тока — в электрифицированных игрушках, переносных магнитофонах. Целый ряд таких двигателей — от электростартера до омывателя лобовых стекол — в грузовых и легковых автомобилях. В настоящее время трудно найти квартиру или жилой дом, где бы ни применялись электродвигатели, в том числе коллекторные. Кроме этого, многие мастера-самодельщики применяют всевозможные двигатели мощностью от долей ватта до нескольких киловатт в своих конструкциях.
Коллекторные двигатели различаются по способу возбуждения (рис. 2).
Рис. 2
Здесь А и Б — двигатели с независимым возбуждением, причем А — с возбуждением от постоянных магнитов, Б — с возбуждением от источника UB, гальванически не связанного с источником рабочего напряжения Up. В, Г и Д — двигатели с зависимым возбуждением. В — последовательное соединение якоря и обмоток возбуждения, Г — параллельное, Д — смешанное, где одна обмотка соединена последовательно, вторая — параллельно якорю. Кроме этого, якори могут иметь разное число коллекторных пластин, полюсов и обмоток. Число коллекторных пластин бывает четным и нечетным. Конструкции и схемы обмоток тоже разнообразны. От всего этого зависят пусковые, тяговые и скоростные характеристики двигателей. Эти вопросы рассматривает специальный раздел электротехники — «Электропривод», наука достаточно сложная и интересная.