3D -brezkrtačni motor: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Ta motor sem zasnoval z uporabo Fusion 360 za predstavitev motorjev, zato sem želel narediti hiter, a skladen motor. Jasno prikazuje dele motorja, zato ga lahko uporabimo kot model osnovnih načel delovanja v motorju brez krtačk.

Ugotovil sem, da pri napajanju motorja s standardnim AA zaradi manjšega trenja najbolje deluje le z enim ležajem. Pri uporabi višje napetosti zgornji ležaj pomaga centrirati rotor in mu omogočiti, da doseže višje hitrosti.

Motor sem napajal z enosmernim napajanjem, nastavljenim na 1-12V in omejitvijo toka 6A. 6.0A, prikazana na zaslonu napajalnika, ni merilo trenutne porabe, temveč omejitev toka. Zaradi upora, ki je prisoten v navitjih motorja tankega profila, je dejanski tok toka precej nižji od nastavljene meje. Če želite bolj uporaben motor z večjim navorom, lahko poskusite uporabiti debelejša navitja.

Tukaj je povezava do datotek za ta projekt:

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

Kako deluje: Ko tuljava ustvari magnetno polje, ki potisne ali potegne magnet. Ko je tuljava v pravem trenutku pod napetostjo, magnet potisnemo ali potegnemo, rotor pa se vrti. Tuljava je časovno omejena z reed stikalom: Ko je en magnet blizu trstičnega stikala, je drugi v pravem položaju, da ga tuljava potisne ali potegne, kar posledično povzroči vrtenje rotorja.

Morda se zdi neprimerno, da temu rečemo motor brez krtačk zaradi trstičnega stikala, vendar bi lahko trstično stikalo zamenjali s zapahljivim senzorjem Hall Effect in celo nekaj krmilne elektronike. Za pogon motorja brez omejitev toka se mora ta senzor povezati z bazo Darlingtonovega para tranzistorjev. Odločil sem se za trstično stikalo, ker sem imel nekaj okoli in nisem hotel preveč komplicirati motorja, saj sem ga uporabil za predstavitev po načelih brezkrtačnega motorja.

Razčlenitev imen datotek:

'rotor': To je rotor, ki potrebuje podpore za tiskanje.

'base': No, baza!

'sensorMount': Namesti trstikalno stikalo ali senzor Hallovega učinka na podlago. Ta del zahteva podporo za tiskanje.

„spool1“in „spool2“: natisnite enega po enega; Ti skupaj tvorijo tuljavo in tvorijo tuljavo.

"switchMount": Ta neobvezni del gre preko stikala, da ga drži na mestu.

** Motor je mogoče konfigurirati na dva načina: z AA ali drugim nizkonapetostnim virom motor dobro deluje brez zgornjega nosilca ležaja. Pravzaprav tudi pri hitrem vrtenju motor ne potrebuje zgornjega in spodnjega nosilca ležaja.

'lowerBearingMountONLY': To je nosilec, ki ga morate uporabiti, če želite za zmanjšanje trenja uporabiti le en ležaj.

„lowerBearingMount“in „upperBearingMount“: To sta nosilca, ki ju morate uporabiti, če se odločite za uporabo dveh ležajev za večjo stabilnost in ravnotežje.

*Ne odgovarjam za poškodbe ali materialno škodo, ki bi lahko nastala zaradi upoštevanja tega navodila. Če magneti niso pravilno pritrjeni, lahko predstavljajo tveganje za vas in vašo okolico.

Zaloge:

1. 3D tiskalnik ali dostop do 3D tiskalnika (ni potrebna posebna magnetna nit)

2. 2x krožni neodimijski magnet 12⌀ x 5 mm

3. Omogočena bakrena žica. Uporabil sem merilnik ~ 26, vendar predlagam eksperimentiranje z različnimi merilniki, da bi dobili različne količine navora in hitrosti; Debelejša žica mora omogočati večji tok in pogosto povzroči motor z večjim navorom in večjim tokom toka, vendar nižjim kV. Tanjša žica bi morala povzročiti nasprotje zgoraj omenjenih lastnosti. Ne pozabite: višja je številka žice, tanjša je žica.

4. ~ 14 -palčna silikonska žica

5. 1or2x Nemaščen/ nezapečaten kroglični ležaj 608 (enake velikosti, kot ga najdemo v fidget spinnerjih)

6. Reed stikalo ali prag hodnega senzorja

1. korak: Izdelava tuljave

Zlepite "spool1" in "spool2" skupaj, da ustvarite tuljavo. Z emajlirano bakreno žico naredite tuljavo na tuljavi, dokler ni ~ 3 mm pod robovi. Dva konca žice hranite nekaj centimetrov dolga za kasnejšo uporabo.

2. korak: Sestavljanje rotorja

V rotor pritisnite krožne magnete velikosti 12 mm x 5 mm in uporabite obilno količino lepila. Po nadaljnjem pregledu mojega motorja po eksploziji (glej uvodni videoposnetek) sem ugotovil, da so velike centrifugalne sile povzročile, da je en magnet odletel, in uravnovesil rotor. Zavijanje električnega traku okoli rotorja za pritrditev magnetov ne bi bila slaba ideja. Ko pritrdite magnete, preizkusite prileganje gredi rotorja v ležaje. Če je prileganje preveč ohlapno, zavijte električni trak okoli gredi, dokler se ne prilega.

Če morate uravnotežiti rotor, predlagam, da na lažjo stran dodate majhne količine gline ali pa s težje strani odstranite nekaj plastike.

3. korak: Namestitev stikala

"SwitchMount" preprosto gre okoli vrha stikala in je pritrjen z lepilom. Stikalo je neobvezno, vendar uporabno.

4. korak: Namestitev tuljave

Tuljavo potisnite v dve reži na dnu in jo pritrdite z lepilom. Usmerjenost ni pomembna, saj lahko pri ožičenju spremenimo polariteto.

5. korak: Namestitev rotorja

Preverite prileganje ležajev 608 v "spodnji nosilec". Če je preveč ohlapna, okoli nje zavijte nekaj traku, da se tesno prilega.

"LowerBearingMount" ali "lowerBearingMountONLY" je treba lepiti 4 mm desno od tuljave (z vidika obrnjenega stikala). Stran tiskanega dela, obrnjena proti tiskalni plasti, mora biti zlepljena tako, da se dotika podlage. Uporabite lepilo z visoko trdnostjo, saj je moje razletelo, ko sem ga ohlapno zlepil (glejte video na uvodu).

Če tega še niste storili, potisnite ležaj v nosilec in nato pritisnite rotor v ležaj:

Če uporabljate en ležaj, pritisnite stran rotorja, ki je med tiskanjem obrnjena navzgor, v ležaj (obrnite ga), kot je prikazano zgoraj

Če uporabljate dva ležaja, pritisnite drugi ležaj v 'upperBearingMount' in ga prilepite na 'lowerBearingMount'. Naredite to po tem, ko ste rotor namestili s stranjo, ki je med tiskanjem obrnjena navzdol (ne obrnite ga).

Korak 6: Namestitev senzorja

Uporabite lahko prag Hall -ovega senzorja, ki se vklopi, ko je magnet blizu ali trstično stikalo. Uporabil sem trstično stikalo, ker sem jih imel nekaj, vendar bi moral delovati tudi Hall -ov senzor (morda bi potreboval tranzistor).

Reed stikalo sem prilepil na 'sensorMount' in pritrdil nosilec 45 ° na tuljavo. Če želite pospešiti čas, da optimizirate delovanje motorja v določeni smeri, lahko to storite tako, da položaj senzorja nekoliko povečate ali zmanjšate za 45 °. Od rotorja mora biti oddaljen le toliko, da magneti pustijo prostor. Oglejte si zgornje slike.

7. korak: Ožičite ga

Reed stikalo: Povežite eno žico iz tuljave s črno žico iz stikala, nato pa drugo žico iz tuljave pritrdite na vrh trsnega stikala. Nato priključite spodnji del trstičnega stikala na žico 12 AWG, ki bo šla do vašega vira napajanja. Rdeča žica iz stikala bo šla tudi do vašega vira napajanja.

Polarnost ni pomembna, saj se bo motor preprosto obrnil v nasprotni smeri, če je polarnost obrnjena.

Namesto reed stikala bi lahko za pogon motorja uporabili Hall -ov senzor in Arduino, vendar sem imel nekaj trstičnih stikal, ki so ležala naokoli, in nisem hotel preveč komplicirati, saj sem ga uporabljal za predstavitev.