Мендосинский мотор своими руками: все необходимое для успешной сборки двигателя

все необходимое для успешной сборки двигателя

Дата публикации: 6 сентября 2019

Содержание

• Собираем мотор Мендосино своими руками: детальное рассмотрение конструкции
• Материалы, необходимые для сборки двигателя Мендосино своими руками
• Мендосинский мотор своими руками: изготовление во всех подробностях

В 1994 году все жители округа Мендосино на калифорнийском побережье наперебой обсуждали изобретение местного умельца Ларри Спринга. Небольшой мотор, подвешенный в воздухе, удивительным образом вращался сам собой и не требовал подключения к сети. Стоя на подоконнике небольшого магазинчика, загадочный движок неизменно становился предметом пристального внимания детей и взрослых. Попытки разгадать тайну мастера не увенчались успехом, пока сам Ларри не признался самым настойчивым посетителям, какой секрет он положил в основу своего изобретения.

Все оказалось очень просто. Умение подогнать законы физики друг под друга и немного смекалки позволили Спрингу сконструировать небольшой двигатель, основными элементами которого являются ротор и статор – все, как у «настоящих» моторов.

Однако здесь и кроется основной секрет. В роли статора используется подставка с постоянным магнитом и магнитной опорой. А роль ротора выполняет диэлектрический каркас с комплектом солнечных батарей, смонтированных поверх вращающихся катушек.

Принцип работы двигателя основан на вращении ротора под воздействием магнитных полей, возникающих за счет прохождения электрического тока по катушкам устройства. Необходимый заряд поступает на мотор благодаря работе солнечных панелей. Получая питание по очереди, катушки за счет силы Ампера «выталкиваются» со стороны возникающего магнитного поля. Но, поскольку они зафиксированы на магнитных опорах, запускается процесс вращения. Именно так действует любой магнитно-левитационный мотор небольшой мощности, к которым относится двигатель Мендосино.

Собираем мотор Мендосино своими руками: детальное рассмотрение конструкции

Секрет американского изобретателя открыл возможность тысячам домашних умельцев сконструировать аналогичное устройство у себя дома, чтобы впечатлить родных и удивить любителей загадок природы.

Однако прежде чем приниматься за работу, стоит рассмотреть устройство в деталях. На счету здесь каждый сантиметр – важно, чтобы все элементы находились на своем месте и взаимодействовали строго в рамках физических законов.

Ротор движка Мендосино имеет квадратное сечение и располагается в устройстве горизонтально. Такое решение позволяет расположить на его поверхности солнечные панели. На концах вала ротора закреплены постоянные кольцевые магниты. Благодаря созданному ими магнитному полю ротор запускается в движение, которое неспособна остановить даже сила взаимного трения металлических элементов.

Чтобы удержать ротор в подвешенном состоянии, магнитные кольца валов располагаются прямо над магнитными подставками. Еще один магнит под ротором необходим для создания магнитного поля статора, которое дает «старт» вращению ротора.

При попадании солнечного света на одну из солнечных панелей генерируется электрический ток. Он направляется на обмотку ротора, которая находится у магнита прямо под осью. Создается магнитное поле соответствующего полюса ротора, и последний начинает вращение, отталкиваясь от магнитного поля статора. Солнечный свет поочередно попадает на каждую из солнечных батарей по четырем сторонам оси, запуская аналогичный процесс в отношении каждой из обмоток катушек. Это обеспечивает постоянное вращение ротора в его «подвешенном» состоянии. Устройство будет исправно работать при наличии интенсивного или среднего светового потока.

И последний секрет, о котором нужно знать перед началом изготовления и сборки мендосинского мотора по схеме. Постоянные магниты в подвеске ротора – обязательный элемент конструкции, благодаря которому удается преодолеть возникающую силу трения. В противном случае мощности движка окажется недостаточно, и вращение прекратится уже после первых оборотов.

Материалы, необходимые для сборки двигателя Мендосино своими руками

Для работы потребуется следующий набор материалов и инструментов:

• Деревянный штырь диаметром чуть более 10 мм;
• Термоклей;
• Шпон для изготовления ротора;
• Проволока для намотки катушек 0,28 мм в диаметре;
• Два кольцевых магнита типа RX088;
• Несколько реек и досок для основы и опор;
• Алюминий для стенки;
• Двенадцать магнитов типа RX033CS-N.

Выбор в пользу указанных моделей магнитов не случаен. Они протестированы на практике и лучше других подходят для мендосинского движка, гарантируя его работоспособность.

Мендосинский мотор своими руками: изготовление во всех подробностях

Последовательность работы выглядит следующим образом:

• В качестве вала выбран деревянный штырь около 25 см длиной. На его концах необходимо закрепить кольцевые магниты RX088.
• Рассчитывается интервал между центрами пар рабочих магнитов. Слишком большое расстояние не удержит движок на весу, тогда как маленький промежуток приведет к нестабильности положения основного плавающего магнита. Для конструкции в рамках указанных выше параметров магниты стоит расположить на расстоянии около 75 мм между центральными точками.
• Чтобы вал не задирался вверх во время движения под действием силы вращения, дальнюю пару магнитов следует установить чуть дальше от стены относительно магнита на валу. На этом этапе сборки можно поэкспериментировать, чтобы найти оптимальную точку фиксации.
• Чтобы обеспечить стабильность вращающихся магнитов, параллельно оси укладывают два магнитных диска. Взаимодействие их магнитных полей обеспечит устойчивое положение вращающегося элемента.
• Из шпона изготавливается конструкция ротора. Отдельные элементы склеиваются с помощью термоклея.
• После того как детали подсохнут, можно приступать к намотке катушек. Десять витков делают на одной стороне вала, затем десять витков — на противоположной. Аналогичным образом наматывают витки на каждой из двух оставшихся поверхностей. Число витков в каждой катушке должно составлять около 1000. После намотки провода каждой катушки помечают, чтобы отследить направление намотки.
• Теперь необходимо подключить солнечные панели – по одной на каждую катушку.

Собранный своими руками двигатель Мендосино можно использовать как наглядную модель для демонстрации принципа действия любого мотора. Остается только выбрать для него подходящее место с учетом качества естественного освещения.

Магнито-солнечный двигатель с левитирующим ротором (Мендосинский мотор)

Здравствуйте друзья. Сегодня я хочу рассказать о наборе для самостоятельной сборки забавного «вечного двигателя», коим является Мендосинский мотор. Конечно это не вечный двигатель и не Бестопливный генератор энергии (БТГ). На самом деле энергия для вращения ротора вырабатывается солнечными элементами, установленными непосредственно на ротор двигателя. Также, «левитирующий ротор» всего навсего имеет магнитный подвес, но смотрится эффектно.
Двигатель из набора собирается достаточно легко, однако есть нюансы…

История создания и описание (взято из Wiki):
Мендосинский мотор был изобретён в 1994 году американским конструктором и популяризатором науки Ларри Спрингом. Назван по имени округа Мендосино в штате Калифорния, где проживает изобретатель.
Мотор состоит из ротора многоугольного (обычно квадратного) сечения, насаженного на вал.

Ротор имеет два набора обмоток с питанием от солнечных батарей. Вал расположен горизонтально, вблизи его концов находятся два постоянных кольцевых магнита. Магниты на валу обеспечивают левитацию, так как находятся над отталкивающими постоянными магнитами, расположенными в основании. Дополнительный магнит, находящийся под ротором, создаёт магнитное поле, которое взаимодействуя с током в обмотках ротора создаёт крутящий момент.
Освещение подаётся с одной из сторон. Когда свет падает на одну из солнечных батарей, она генерирует электрический ток, который течёт по обмотке ротора. Этот ток производит магнитное поле, которое взаимодействует с полем магнита под ротором. Это взаимодействие приводит ротор во вращение. При повороте ротора следующая солнечная батарея обращается к источнику света и возбуждает ток в следующей обмотке. Процесс повторяется до тех пор, пока на батареи падает свет. Можно провести аналогию с работой коллекторного двигателя постоянного тока: вместо щёточного электрического коллектора в данном двигателе используется «световой коллектор».
Поскольку невозможно сделать статическую устойчивую магнитную подвеску на постоянных магнитах, с одной или двух сторон ось опирается на стенку. Магнитная подвеска очень неустойчива, и важно хорошо сбалансировать ротор.

Состав набора:
Помимо присутствующего на фото, в комплекте было следующее:
— полоска медной фольги с клеевой стороной;
— отрезок медного провода в лаковой изоляции;
— маленький ключ «шестигранник»;
— пропеллер;
— 3 металлических шарика;
— 1 металлический циллиндрик;
— 2 латунные фигурные шайбы;
— стикер со ссылкой на инструкцию (http://handsmagic.cc/solar-motor-type2/).

Сборка:
1. Установка упора

2. Приклеивание магнитов Т.к. клея в комплекте не было использовал сначала клей ПВА, сохнет долго, адгезия к магнитам очень слабая, магниты выскакивают, сцепляются между собой, разрушаются от соударений. ПВА не подходит.
Пробовал термоклей из термопистолета, в принципе вариант приемлемый, клеится быстро, адгезия к дереву отличная, к магнитам слабовата, но есть.
Лучший вариант — клей Момент. Из минусов — долго сохнет.
Важное замечание: магниты необходимо ориентировать все в одном направлении. Большой магнит на дне подставки клеится в любой ориентации.

3. Пайка Для начала необходимо из комплектного куска медного провода в лаковой изоляции нарезать 4 одинаковых отрезка. Далее необходимо все концы проводов, как этих отрезков, так и обмоток, залудить. Я для этого использую таблетку аспирина. Единственный минус — уж очень едкий запах. Соединить солнечные элементы с обмотками ротора необходимо по следующей схеме:

4. Дальше, с помощью отрезков 2-х стороннего скотча необходимо закрепить солнечные элементы на ротор таким образом, чтобы элементы одной обмотки располагались на противоположных поверхностях.

5. С помощью комплектной медной ленты необходимо закрепить кольцевые магниты на оси ротора. Также необходимо предварительно проверить их ориентацию относительно магнитов подставки. Все магниты должны быть сориентированы в одну сторону.

Тут необходимо сделать замечание: в моем случае комплектной ленты не хватило — магниты сидели неплотно. Поэтому я счистил медную ленту и намотал обычный прозрачный скотч. Так и красивее и нет ограничения по количеству — не закончится 🙂

6. Ось ротора представляет из себя трубку с внутренним диаметром близким с диаметром комплектных шариков. Один из этих шариков необходимо вставить в тот конец трубки, который будет упираться в металлический упор.

7. Если всё сделано правильно (ошибиться сложно), то мотор должен вращаться под действием солнечного света или от лампы накаливания. Светодиодные лампы не обеспечивают необходимого уровня потока лучистой энергии. Если вращения нет, то в инструкции есть указание на смену мест установки солнечных элементов одной (любой) из обмоток. Т.е. нужно взять любые 2 противоположные панельки и поменять их местами (просто переклеить не перепаивая). Не знаю для чего это нужно, в этом вижу смысл, если у нас не 2 обмотки, а больше. В нашем случае работать должно в любом состоянии. Лично я не заметил разницы.
Итак, если вращение есть, то запоминаем местоположение каждого солнечного элемента, убираем 2-х сторонний скотч, надеваем на ось с обоих концов прозрачные шестигранные ограничители и к ним приклеиваем панели. Я использовал цианокрилатный клей. А на противоположный конец от шарика оси надеваем пропеллер

8. Также необходимо не забыть приклеить ножки на нижнюю часть деревянной подставки

Испытания:
Аккуратно устанавливаем ротор на своё место, желательно под прямыми солнечными лучами. Если ротор сам не начинает крутиться, то слегка помогаем пальцем.
В комплекте имеются шарики и циллиндрик. При большом биении ротора можно с помощью этих шариков попытаться уравновесить его, в моем случае этого не понадобилось.
Еще несколько фото работающего мотора:Прошу обратить внимание на изменяющиеся геометрические размеры ротора и пропеллера, выглядит забавно 🙂

Видеоверсия:
На выбор 2 ролика: 1 — короткий с музыкой, 2 — длинный с пояснениями

Заключение:
Двигатель работает. Процесс сборки не занимает много времени, но требует аккуратности.
Из минусов: цена. На мой взгляд стоимость набора завышена как минимум в 2 раза. Но это самый дешевый вариант, который я нашел на Али.
Однако я уже купил и магниты и солнечные модули, хочу попробовать сделать нечто подобное с помощью 3D принтера. Если получится, сделаю подробный обзор с предоставлением моделей и ссылок на запчасти.

Всем добра! Да прибудет с нами сила Солнечной энергии!!!

Соберите свой собственный мотор Mendocino с магнитами

Понемногу я построил мотор Мендосино. Что делает его особенным, так это его (почти) левитирующий ротор, который питается от небольших солнечных батарей.

Ротор касается твердой пластины в осевом направлении только с одной стороны, а с другой стороны левитирует благодаря постоянным магнитам.

Процесс производства двигателя Mendocino

Это основной корпус ротора, изготовленный из прозрачного поликарбоната толщиной 2 мм.

Мой 3D CAD позволил мне сконструировать фигурные и устойчивые детали. Мой маленький фрезерный станок с ЧПУ способствовал быстрому изготовлению.

Первая деталь ротора готова. Позже провод катушки будет намотан в выемки по углам.

Солнечная панель монокристаллическая и имеет максимальный ток ок. 200 мА при напряжении ок. 0,5 В.

Это соответствует максимальной мощности прибл. 0,1 Вт.

Совпадение указывает на малые габариты двигателя.

Я обточил детали определенным образом, чтобы можно было вставить солнечную панель с небольшим усилием и создать зажимное соединение.

Позже части будут склеены для постоянной фиксации.

Здесь вы видите готовый склеенный ротор. Ось изготовлена ​​из акрилового стекла, так как круглых стержней из поликарбоната я не нашел.

В наконечник (справа) вклеил стальной шар (диаметр 1,2 мм).

Он закален, что обеспечивает долговечность при минимальном износе.

Ставлю две Р-10-04-05-Н кольцевые магниты на передней и задней части ротора соответственно.

Потом сделал крепление для ротора, тоже из поликарбоната. Я вставил еще четыре кольцевых магнита в углубления крепления. Кольца в роторе и крепление отталкиваются друг от друга и поддерживают парение ротора.

Я использовал Q-40-20-05-N блочный магнит для статора, который я встроил и вклеил в пластину из акрилового стекла.

На этой картинке хорошо видна инкрустация темного дерева (маркетри), которую я добавил из эстетических соображений.

Я вставил небольшую деревянную пластину и тигровый глаз сбоку. Этот полудрагоценный камень представляет собой контрподшипник стальной сферы ротора. Это в основном инкрустация в инкрустации.

Камень имеет твердость по Моосу 6-7. Таким образом, он должен продержаться некоторое время, когда козырек ротора упирается в него.

Так это выглядит схематически

Здесь вы можете увидеть двигатель в сборе со всеми обмотками. Только теперь, когда все было сделано, приклеил магниты к креплению и ротору.

Ротор действительно парит в магнитном поле! Я очень доволен результатом.

Из-за ваших текущих настроек файлов cookie вы не можете запустить видео. При согласии с заявлением о конфиденциальности данных вы можете просматривать этот контент.

Я согласен с тем, что внешний контент будет отображаться для меня. Это позволяет передавать личные данные на сторонние платформы. Узнайте больше в нашем Положении о конфиденциальности данных.

Мини Мендосино мотор

Дополнение от Алена Глейзеса (2015 г.): Моя цель состояла в том, чтобы построить самый маленький в мире двигатель Mendocino, напечатанный на 3D-принтере. Вместо одного большого блочного магнита я использовал четыре дисковых магнита и нуждался только в двух кольцевых магнитах из-за небольшого веса.

Подробную документацию по сборке можно найти на сайте Thingiverse.com.

Детали мотора Mendocino

Я использовал следующий материал:

• 2 карбоновые трубки (магазин воздушных змеев) или 2 деревянных стержня (12 x 0,3 см)
• 4 солнечных элемента
• 1 моток эмалированного медного провода (0,2 мм)
• 4 дисковых магнита 12 x 3 мм
• 2 кольцевых магнита 10 x 4 x 5 мм
• 1 наконечник ручки

Обзор: Собирайте свой собственный Mendocino Solar Motor

Manfred Klose

28 мая, 2020
по Manfred Klose на Hobby & Modeling

IT SPIN на самом деле очень просто, когда вы впервые видите двигатель Mendocino на солнечной энергии, вы не можете не быть очарованными. Похоже, он вышел из логова волшебника — парит в воздухе и вращается сам по себе, по-видимому, без какого-либо источника энергии. Электродвигатель на магнитной подушке, названный в честь округа Мендосино в Калифорнии, питается от солнечных батарей. В нем используется ротор, подвешенный на магнитных подшипниках с низким коэффициентом трения.

Хотя его принцип работы действительно очень прост, когда вы впервые видите двигатель Mendocino AR O-8 на солнечной энергии , вы не можете не быть очарованными. Это похоже на то, что появилось в мастерской волшебника — парит в воздухе и вращается сам по себе, по-видимому, без какого-либо источника энергии.

Хорошо продуманная и аккуратно выполненная модель добавляет интриги и делает эффект еще более волшебным.
Электродвигатель на магнитной подушке был назван в честь округа Мендочино в Калифорнии.

Двигатель Mendocino питается от солнечных батарей Возможна ли статическая левитация с использованием любого
комбинация фиксированных магнитов и
электрические заряды?

В нем используется ротор, подвешенный на магнитных подшипниках с низким коэффициентом трения. Он состоит из ротора и рамы. Ротор представляет собой восьмигранный цилиндр с осью, проходящей через его центр. Круглые магниты установлены на каждом конце оси с тем же направлением намагничивания, что и магниты, установленные на раме.

Это устройство действует как подшипники ротора, в то время как магниты оказывают отталкивающую силу друг на друга, поддерживая ротор в воздухе.

Они также слегка смещены, чтобы удерживать ротор в подвешенном состоянии. Чтобы сделать это подшипниковое устройство стабильным, один конец оси заканчивается шариковым подшипником, который прижимается к пластине, образуя контакт с низким коэффициентом трения.
Расположение катушек и солнечных батарей
гарантирует, что импульсы будут держать ротор
спиннинг, пока интенсивность света
падения на клетки достаточно.
Это предотвращает выталкивание ротора из его положения в раме магнитами.

Уменьшить любой статический дисбаланс

Мощный неодимовый магнит расположен в центре под ротором.