В. Сарафанников - Такая многоликая дрель. Сантехнические работы. Водоснабжение...(Сделай сам №1•2008)

Из электротехнической литературы известно, что при подаче постоянного напряжения на статорную обмотку электродвигателя она формирует постоянное магнитное поле, которое, взаимодействуя с вращающимся ротором, вызывает его торможение. Тормозной момент в основном определяется м.д.с. обмотки статора и скоростью вращения ротора. Таким образом, изменяя постоянное напряжение на обмотке, мы будем менять величину тормозного момента и степень нагрузки на физкультурника.

Теперь о конструкции велотренажера подробнее. Его внешний вид представлен на фотографии.

От пришедшего в негодность велосипеда оставляем только раму с ведущей звездочкой и руль. Из трубы диаметром 0,5 дюйма с помощью ножовки по металлу и сварочного аппарата изготавливаем подставку, которую будем крепить к велосипедной раме вместо колес.

Конструкция подставки может быть произвольной, она должна придавать устойчивое положение велотренажеру.

Крепление электродвигателя.Большинство электромоторов стиральных машин старых выпусков для крепления имеют две пары резьбовых отверстий в задней части крышки подшипникового щита. Из полосок уголкового железа сваривают рамку, в верхней и нижней стенках которой «болгаркой» прорезают пазы под болты М8. Этими болтами электромотор будем крепить к рамке, а перемещение его в пазах рамки необходимо для регулировки натяжения цепи. На вал электродвигателя укрепляют звездочку от заднего колеса велосипеда.

Здесь возможны два варианта: либо с помощью токарного станка вытачивают под вал втулку, к которой приваривают звездочку, либо, если на электромоторе есть готовый шкив, сверлят в нем и звездочке отверстия и соединяют их с помощью болтов М5. Рамку электродвигателя приваривают к подставке, добиваясь, чтобы ведущая звездочка, ведомая звездочка и цепь находились в одной плоскости. Механическая часть готова.

Электрическая часть.Для изменения физической нагрузки на тренирующегося необходим регулируемый источник постоянного тока. Он должен отдавать в нагрузку напряжение до 42 В при силе тока 2,5А (рис. 1).

Рис. 1. Блок питания велотренажера

Выводы статорной обмотки электродвигателя в соответствии с рис. 2 и 3 присоединяют к источнику тока. Велотренажер готов к работе.

Рис. 2, а . Схема включения обмоток электродвигателя при динамическом торможении

Рис. 2, б.Схема включения обмоток электродвигателя при динамическом торможении

Рис. 2, в.Схема включения обмоток электродвигателя при динамическом торможении

Рис. 3. Общий вид блока питания для велотренажера

Несколько конкретных практических советов.

1. Если велотренажер будет применяться в качестве оздоровительного средства, вполне достаточно использовать однофазные электродвигатели мощностью до 200 Вт (стиральные машины, электронасосы для полива и т. д.). При изменении напряжения от 24 до 42 В (что соответствует требованиям техники безопасности) они создают тормозной момент на валу, достаточный для тренировки и детей, и взрослых. Мощность, рассеиваемая на статорных обмотках в виде тепла, не вызывает чрезмерного перегрева двигателя. Если велотренажер будет использоваться в спортивных целях, придется подобрать более мощный электродвигатель и источник питания постоянного тока. Нагрузка также зависит от соотношения диаметров ведущей и ведомых звездочек.

2. При использовании 3-фазных асинхронных электродвигателей их необходимо подвергнуть предварительной проверке. По наблюдению автора, некоторые типы электродвигателей использовать нецелесообразно. У них при маленькой скорости вращения ротора развивается значительный тормозной момент (трудно сдвинуть педали с места), а при большой скорости наблюдаются как бы «провалы» (тормозной эффект резко уменьшается). Это объясняется особенностью конструкции некоторых типов короткозамкнутых роторов.

3. Источник постоянного тока лучше подходит со ступенчатой регулировкой, чем с плавной, так как это позволяет достаточно точно дозировать степень нагрузки и, соответственно, отмечать возросший тренировочный эффект. На регулировочной рукоятке и передней панели источника краской помечают соответствующие деления.

4. По требованиям техники безопасности в источнике тока нельзя применять понижающие автотрансформаторы, так как все электрооборудование и металлические части конструкции будут находиться под опасным для жизни потенциалом 220 В. Использование частично вышедших из строя электромоторов (с одной сгоревшей обмоткой или с межвитковыми замыканиями) также нежелательно, так как через корпус электродвигателя под напряжением 42 В могут оказаться металлические конструкции велотренажера и при касании их вспотевшими участками тела будут ощущаться неприятные покалывания.