Для начала немного теории. Как работает асинхронный двигатель? Обмотка создает магнитное поле в роторе, потом включается вторая обмотка, сдвинутая относительно первой на 90 (120) градусов и ротор начинает движение в направлении вращения магнитного поля. Ротор имеет короткозамкнутые витки из алюминия, по которым движутся токи, которые и обеспечивают «магнитное зацепление ротора и статора». И чем больше нагрузка на валу, тем ниже падают обороты ротора относительно статора и возрастает потребляемый ток. Теперь как это смоделировать в катушке, не заморачиваясь потерями на трение и подшипниками?
Для эксперимента потребуются две катушки. Опыт проводился давно, поэтому всех подробностей схемы уже не помню, так что опишу по памяти что помню, а остальное практикам подобрать не составит труда.
Итак, катушка первая. Она нужна для запуска процесса. Создает переменный ток и поддерживает резонанс в системе. Для запуска был использован блокинг – генератор. Схем множество, работают все, конкретно какую схему использовал уже не помню. Важные детали – первичная обмотка – 12 вольт от аккумулятора. Провод 0,3 – 0,5. Намотка обычная. Вторичная (съемная) обмотка – 2 вольта, провод 1,2. Третья обмотка вдвое больше первички – базовая для транзистора блокинга.
Вторая катушка хитрая. Нам нужно создать вращающееся магнитное поле в катушке. Поэтому придется потрудится. Сердечник – чашки (без зазора). И тем не менее, как бы плотно они не лежали, всегда можно создать магнитное поле в каждой половинке отдельно и они будут взаимодействовать тем лучше, чем меньше зазор. Если зазора нет – взаимодействие максимально, что нам и нужно.
Каркас катушки можно найти из двух половинок, а можно просто использовать одинарный, но мотать нужно в 3 провода одновременно правую и левую половины отдельно. Вернее, намотка идет в 6 проводов, но 3 строго справа, 3 строго слева. Важно чтобы была одинаковая длина и количество витков. Это очень сильно будет влиять на конечный результат.
Я заливал катушку и витки прозрачным «моментом» чтобы витки лежали плотно и не «гуляли» потом во время работы, когда по ним будут протекать токи. Провод для всех 0,5 мм.
Потом соединяем катушки попарно, как показано на рисунке. Получается 3 катушки, из которых 2 рабочие и одна контрольная. Она нужна для контроля того, что процесс запустился именно как надо.
Вверху рисунка – обмотка запуска. Подключаем её через неполярный конденсатор на 4,7 мкф к вторичной обмотке первой катушки. Вторую и третью обмотки соединяем и выводим как на рисунке внизу. У второй обмотки выводы спаиваем между собой, к третьей обмотке подключаем мультиметр или вольтметр переменного тока (диапазон до 2 вольт для начала устроит, потом потребуется где-то вольт 10. У меня на работающей катушке напряжение было в районе 6-7 вольт.
Подготовка окончена, включаем питание.
Измеряем напряжение на выходе первой катушки. Там должно быть 2 вольта (приблизительно). Измеряем вход второй катушки. Напряжение должно быть такое же. На контрольной обмотке напряжения не должно быть ( в идеале, реально 0,05-0,1 вольта может присутствовать. Если все работает, запускаем процесс. Для запуска нужно поднести магнит к одной из чашек вторичной катушки. Если все получилось, услышим свист и на контрольных выводах появится напряжение. Все, магнит можно убирать. Дальше процесс должен стабильно работать до отключения питания.
Вот теперь можете разрисовывать векторные диаграммы магнитного поля и осмысливать происходящие процессы.
