Безчеткови DC двигател: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Нека направим електрически мотор, който да се върти с помощта на неодимови магнити и жица. Това показва как електрически ток се превръща в движение.

Ние изграждаме примитивен безчеткови DC двигател. Това няма да спечели награди за ефективност или дизайн, но обичаме да мислим, че прост пример улеснява виждането на случващото се.

Необходими материали:

-(2) неодимови магнити

-Ротор (използвахме лагер 608ZZ)

-Магнетичен проводник

-стоманен болт

-Дървена дъска

-Електроника - Reed превключвател, транзистор, flyback диод, 20ohm резистор, LED, 6V DC захранване. Използвахме 4AA батерии в комплект батерии

Стъпка 1: Направи си сам ротор

Въртящата се част на електродвигател се нарича ротор. Повечето безчеткови двигатели имат постоянни магнити върху ротора.

Нашият ротор се върти благодарение на лагер 608ZZ, залепен върху молив. Този лагер обикновено се използва в неща като джанти за скейтборд и джаджи.

Залепяхме два неодимови магнита 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442 на външния ръб на лагера, на 180 градуса един от друг. И двата са ориентирани със северните си полюси навън. Това е различно от повечето BLDC двигатели, които имат променливи полюси навън. Това опростяване направи нашата електронна схема малко по -лесна.

Стъпка 2: Движете се

Как да завъртим това нещо? Можем просто да го размахваме с пръст, но търсим магнитно натискане. Донесете друг магнит близо до един от магнитите на ротора, като северният му полюс е обърнат към северния полюс на роторния магнит. Това ще доведе до отблъскване или натискане на магнитите, като настройва въртенето на ротора.

Ако натиснем магнита достатъчно силно, за да завъртим ротора наполовина, можем да го направим отново до следващия магнит. Ако бяхме достатъчно бързи, бихме могли да продължим да поставяме магнита близо и да го отнемаме, въртейки ротора непрекъснато.

Това е мястото, където идва електрониката. Трябва да създадем електромагнит, който да изключи и да натисне магнитите на ротора.

Стъпка 3: Електромагнит

Един прост електромагнит се състои от намотка от магнитна тел, увита около стоманена сърцевина. Използвахме едножилен меден магнитен проводник с 24 габарита с тънка емайлирана изолация. Болт се превърна в стоманена сърцевина.

Когато приложим напрежение към него, той се превръща в магнит. При правилно разположен електромагнит, той трябва да изтласка магнита на ротора. Сега остава само да го включим и изключим в точния момент.

Искаме да включим електромагнита веднага след като един от магнитите на ротора премине болта, за да го избутаме. След малко пътуване, да речем около 30 градуса, трябва да се изключи отново. Как можем да извършим това превключване по електронен път?

Стъпка 4: Магнитен сензор

Избрахме тръстиков превключвател, за да ни каже кога магнитите са в правилната позиция. Тръстиковият превключвател е сензор със стъклена обвивка, където два феромагнитни проводника почти се допират един до друг. Приложете магнитно поле към сензора с точната магнитна сила и посока и това води до това, че тези два проводника се допират един друг, създавайки електрически контакт и завършвайки веригата.

С поставения тръстиков превключвател, както е показано, той осъществява контакт само по време на правилната част от въртенето на ротора.

Стъпка 5: Крайна верига - Подобрена

Докато простата настройка на тръстовия превключвател работи за кратко, бързо се сблъскахме с проблеми. Прекарвахме много ток през този тръстиков превключвател и той заварява двата контакта заедно. Това е така, защото по същество бяхме къси на батерии.

За да разрешим този проблем, добавихме транзистор. Вместо да прекараме целия ток на електромагнита през тръстиковия превключвател, използвахме тръстиковия превключвател, за да изключим и изключим транзистора, така че токът преминава през транзистора. Транзисторът е основно превключвател за включване и изключване, който може да издържи малко повече ток.

Окончателната настройка включва и диод за предотвратяване на обратен поток от електромагнита. Това се нарича "Flyback Diode", който предотвратява тока да изпържи транзистора, когато се изключи.

Стъпка 6: Гледайте как работи

При включване на електромагнита само през малка част от въртенето, роторът се върти непрекъснато! Вижте го във видеото.

Добавихме светодиод, който светва при активиране на електромагнита, за да визуализира какво се случва.

В диаграмата можете да видите измереното напрежение в намотката, включващо се и изключващо!