3D четене на безчетков двигател: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Проектирах този двигател, използвайки Fusion 360 за демонстрация на тема двигатели, затова исках да направя бърз, но съгласуван двигател. Той ясно показва частите на двигателя, така че може да се използва като модел на основните принципи на работа, присъстващи в безчетков двигател.

Открих, че при захранване на двигателя със стандартен AA, той работи най -добре само с един лагер, поради намаленото триене. Когато използвате по -високо напрежение, горният лагер помага за центриране на ротора и му позволява да достигне по -високи скорости.

Захранвах двигателя си с DC захранване, зададено на 1-12V и ограничение на тока от 6А. 6.0A, показан на екрана на захранването, не е мярка за текущото потребление, а по -скоро ограничение на тока. Поради съпротивлението, присъстващо в намотките на двигателя с тънък габарит, действителният ток е много по -нисък от зададената граница. Ако искате по -полезен двигател, с по -голям въртящ момент, можете да опитате да използвате намотки с по -дебел габарит.

Ето връзката към файловете за този проект:

www.dropbox.com/sh/8vebwqiwwc8tzwm/AAAcG_RHluX8c6uigPLOJPYza?dl=0

Как работи: При захранване намотката създава магнитно поле, което изтласква или дърпа магнит. Когато бобината се захранва в точното време, магнитът се натиска или дърпа и роторът се върти. Намотката се измерва с помощта на тръстиков превключвател: Когато единият магнит е близо до тръстиковия превключвател, другият е в точното положение, за да бъде натиснат или издърпан от намотката, което от своя страна кара ротора да се върти.

Може да изглежда неподходящо да се нарича това безчеткови двигател поради тръстиковия превключвател, но тръстиковият превключвател може да бъде заменен с фиксиращ сензор за ефекта на Хол и дори някаква управляваща електроника. За да задвижва двигателя без ограничения на тока, този сензор трябва да се свърже към основата на Дарлингтънска двойка транзистори. Избрах тръстиков превключвател, защото имах няколко наоколо и не исках да усложнявам прекалено много двигателя, тъй като го използвах за демонстрация на принципите на безчетковия мотор.

Разбивка на имената на файловете:

„ротор“: Това е роторът, който ще се нуждае от опори за печат.

'base': Е, базата!

'sensorMount': Монтира тръстиковия превключвател или сензора за ефект на Хол към основата. Тази част изисква поддръжка за печат.

'spool1' и 'spool2': Отпечатайте по един от всеки; Те заедно образуват макарата, за да направят намотка.

'switchMount': Тази незадължителна част преминава през превключвателя, за да го задържи на място.

** Двигателят може да бъде конфигуриран по два начина: С АА или друг източник на ниско напрежение, двигателят работи добре без горната опора на лагера. Всъщност, дори когато се върти бързо, моторът не се нуждае от горната и долната стойка на лагера.

„lowerBearingMountONLY“: Това е стойката, която трябва да използвате, ако искате да използвате само един лагер за намалено триене.

„lowerBearingMount“и „upperBearingMount“: Това са стойките, които трябва да използвате, ако решите да използвате два лагера за повишена стабилност и баланс.

*Не нося отговорност за каквито и да било наранявания или материални щети, които могат да възникнат в резултат на спазването на настоящите инструкции. Ако не са закрепени правилно, въртящите се магнити могат да представляват риск за вас и вашето обкръжение.

Консумативи:

1. 3D принтер или достъп до 3D принтер (не се изисква специална магнитна нишка)

2. 2x 12 ⌀ x 5 мм кръгъл неодимов магнит

3. Активиран меден проводник. Използвах ~ 26 габарит, но предлагам да експериментирам с различни габарити, за да получа различно количество въртящ момент и скорост; По -дебелият проводник трябва да позволява по -голям ток и често води до двигател с по -голям въртящ момент и по -висок ток, но по -ниско kV. По -тънкият проводник трябва да доведе до обратното на гореспоменатите свойства. Запомнете: Колкото по -висок е номерът на проводника, толкова по -тънък е проводникът.

4. ~ 14 габарит силиконова жица

5. 1 или 2x Немазани/ незапечатани 608 сачмени лагери (същите размери, както се срещат при въртящи се въртящи се машини)

6. Сензорен превключвател или сензор за хол на прага

Стъпка 1: Изработка на бобината

Залепете „spool1“и „spool2“заедно, за да създадете макара. Използвайки емайлирана медна тел, направете намотка върху макарата, докато тя е ~ 3 мм под ръбовете. Дръжте двата края на проводника с дължина няколко инча за по -късна употреба.

Стъпка 2: Сглобяване на ротора

Натиснете кръгли магнити с диаметър 12 мм на 5 мм в ротора и използвайте обилно количество лепило. При по-нататъшна инспекция на моя мотор след експлозията (вижте въвеждащото видео), установих, че високите центробежни сили са причинили излитането на един магнит и са нарушили баланса на ротора. Увиването на електрическа лента около ротора за закрепване на магнитите не би било лоша идея. След като закрепите магнитите, проверете прилягането на валовете на ротора в лагерите. Ако фитингът е прекалено хлабав, увийте електрическата лента около валовете, докато прилягането е плътно.

Ако трябва да балансирате ротора, бих препоръчал да добавите малки количества глина към по -светлата страна или да шлифовате малко пластмаса от по -тежката страна.

Стъпка 3: Монтиране на превключвателя

„SwitchMount“просто обикаля горната част на превключвателя и е закрепен с лепило. Превключвателят е по избор, но полезен.

Стъпка 4: Монтиране на бобината

Плъзнете бобината в двата слота в основата и закрепете с лепило. Ориентацията няма значение, тъй като можем да променим полярността, когато я свържем.

Стъпка 5: Монтиране на ротора

Тествайте прилягането на лагерите 608 в „lowerBearingMount“. Ако е прекалено хлабав, увийте около него някаква лента, докато стане плътно.

„LowerBearingMount“или „lowerBearingMountONLY“трябва да бъдат залепени 4 мм вдясно от бобината (от гледна точка на лице към превключвателя). Страната на отпечатаната част, обърната към печатното легло, трябва да бъде залепена, докосвайки основата. Не забравяйте да използвате лепило с висока якост, тъй като моето се разлетя, когато го залепих хлабаво (вижте видеото на въведението).

Ако все още не сте го направили, натиснете лагера в стойката му и след това натиснете ротора в лагера:

Ако използвате един лагер, натиснете страната на ротора, обърната нагоре по време на отпечатването в лагера (обърнете го), както е показано по -горе

Ако използвате два лагера, натиснете втория лагер в 'upperBearingMount' и го залепете към 'lowerBearingMount'. Уверете се, че правите това СЛЕД като сте инсталирали ротора със страната, обърната надолу по време на печата, надолу (не го обръщайте).

Стъпка 6: Монтиране на сензора

Можете да използвате сензор за праг на ефекта на Хол, който се включва, когато магнит е близо или тръстиков ключ. Използвах тръстиков превключвател, защото имах няколко, но сензорът за ефекта на Хол също трябва да работи (вероятно е необходим транзистор).

Залепих тръстиковия превключвател към 'sensorMount' и залепих стойката на 45 ° към бобината. Ако искате да увеличите времето за оптимизиране на работата на двигателя в определена посока, можете да направите това, като направите позицията на сензора малко по -голяма или по -малка от 45 °. Тя трябва да бъде отдалечена от ротора толкова, колкото да остави свободно пространство за магнитите. Вижте горните изображения.

Стъпка 7: Окабеляване

Reed Switch: Свържете един проводник от бобината към черния проводник от превключвателя и след това прикрепете другия проводник от бобината към горната част на тръстиковия превключвател. След това свържете долната част на тръстиковия превключвател към проводник от 12 AWG, който ще отиде към вашия източник на захранване. Червеният проводник от превключвателя също ще отиде към вашия източник на захранване.

Полярността няма значение, тъй като двигателят просто ще се върти в обратна посока, ако полярността е обърната.

Вместо това можете да използвате сензор на Хол и Arduino за задвижване на двигателя, вместо да използвате тръстиков превключвател, но аз имах няколко тръстикови превключватели, които лежаха наоколо, и не исках да усложнявам двигателя много, тъй като го използвах за демонстрация.