3D motor bez četkica: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:31

Dizajnirao sam ovaj motor pomoću Fusion 360 za demonstraciju na temu motora, pa sam htio napraviti brz, ali koherentan motor. Jasno prikazuje dijelove motora, pa se može koristiti kao model osnovnih principa rada prisutnih u motoru bez četkica.

Otkrio sam da pri napajanju motora sa standardnim AA -om radi najbolje sa samo jednim ležajem zbog smanjenog trenja. Kada se koristi veći napon, gornji ležaj pomaže centrirati rotor i dopustiti mu da postigne veće brzine.

Napajao sam motor pomoću istosmjernog napajanja postavljenog na 1-12V i ograničenjem struje od 6A. 6.0A prikazana na ekranu napajanja nije mjera trenutnog napajanja, već ograničenje struje. Zbog otpora prisutnog u namotima motora tankog kolosijeka, stvarni napon struje mnogo je manji od zadane granice. Ako želite korisniji motor, s većim zakretnim momentom, mogli biste pokušati koristiti namote debljeg promjera.

Evo veze do datoteka za ovaj projekt:

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

Način rada: Kad je pod naponom, zavojnica stvara magnetsko polje koje gura ili povlači magnet. Kad se zavojnica napaja u pravo vrijeme, magnet se gura ili povlači, a rotor se okreće. Zavojnica se mjeri vremenom pomoću trstičnog prekidača: Kada je jedan magnet u blizini trska, drugi je u pravom položaju da ga zavojnica gurne ili povuče, što zauzvrat dovodi do okretanja rotora.

Moglo bi se činiti neprikladnim nazvati ovaj motor bez četkica zbog trska, ali bi se trska mogla zamijeniti zasunskim Hall Effect senzorom, pa čak i nekom elektronikom za upravljanje. Kako bi se motor pokretao bez ograničenja struje, ovaj bi se senzor trebao spojiti na bazu Darlingtonova para tranzistora. Odlučio sam se za trstični prekidač jer sam imao nekoliko u blizini i nisam želio previše komplicirati motor jer sam ga koristio za demonstraciju na principima motora bez četkica.

Podjela naziva datoteka:

'rotor': Ovo je rotor koji će trebati potpore za ispis.

'baza': Pa baza!

'sensorMount': Montira trstični prekidač ili osjetnik Hall efekta na bazu. Ovaj dio zahtijeva podršku za ispis.

'spool1' i 'spool2': Ispišite po jedan; Oni zajedno tvore kalem kako bi napravili zavojnicu.

'switchMount': Ovaj dodatni dio ide preko prekidača kako bi ga zadržao na mjestu.

** Motor se može konfigurirati na dva načina: S AA ili drugim niskonaponskim izvorom, motor dobro radi bez gornjeg nosača ležaja. Zapravo, čak i kad se brzo okreće, motoru nije potreban gornji i donji nosač ležaja.

'lowerBearingMountONLY': Ovo je nosač koji biste trebali koristiti ako samo želite koristiti jedan ležaj za smanjenje trenja.

'lowerBearingMount' i 'upperBearingMount': Ovo su nosači koje biste trebali koristiti ako odlučite koristiti dva ležaja za veću stabilnost i ravnotežu.

*Ne snosim odgovornost za bilo kakve ozljede ili materijalnu štetu nastalu slijedom ovih uputa. Ako nisu dobro pričvršćeni, magneti za predenje mogu predstavljati rizik za vas i vašu okolinu.

Pribor:

1. 3D pisač ili pristup 3D pisaču (nisu potrebne posebne magnetske niti)

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

3. Omogućena bakrena žica. Koristio sam ~ 26 mjerač, ali predlažem eksperimentiranje s različitim mjeračima kako bismo dobili različite količine zakretnog momenta i brzine; Deblja žica trebala bi omogućiti protok veće struje i često rezultira motorom s većim zakretnim momentom i većim izvlačenjem struje, ali nižim kV. Tanja žica trebala bi rezultirati suprotnim od gore navedenih svojstava. Zapamtite: Što je broj žice veći, žica je tanja.

4. Silikonska žica promjera 14

5. 1or2x Nepodmazani/ nezapečaćeni kuglični ležajevi 608 (iste veličine kao što se nalazi u fidget spinnerima)

6. Reed prekidač ili senzor Hall -ove praga

Korak 1: Izrada zavojnice

Zalijepite "spool1" i "spool2" zajedno kako biste stvorili kalem. Pomoću emajlirane bakrene žice napravite zavojnicu na kalemu sve dok ne bude ~ 3 mm ispod rubova. Držite dva kraja žice dugačka nekoliko centimetara za kasniju uporabu.

Korak 2: Sastavljanje rotora

Utisnite kružne magnete promjera 12 mm x 5 mm u rotor i upotrijebite obilnu količinu ljepila. Nakon daljnjeg pregleda moga motora nakon eksplozije (vidi uvodni video), otkrio sam da su velike centrifugalne sile uzrokovale odlijetanje jednog magneta i poremetile ravnotežu rotora. Omotavanje električne trake oko rotora radi učvršćivanja magneta ne bi bila loša ideja. Nakon što učvrstite magnete, provjerite da li osovine rotora pristaju u ležajeve. Ako je pričvršćivanje previše labavo, omotajte električnu traku oko osovina sve dok pričvršćivanje ne prianja čvrsto.

Ako trebate uravnotežiti rotor, predlažem da dodate svjetlije strane male količine gline ili brusite malo plastike s teže strane.

Korak 3: Montiranje prekidača

'SwitchMount' jednostavno ide oko vrha prekidača i učvršćen je ljepilom. Prekidač je opcionalan, ali koristan.

Korak 4: Montiranje zavojnice

Gurnite zavojnicu u dva utora u podnožju i učvrstite ljepilom. Orijentacija nije bitna jer možemo promijeniti polaritet kada ga ožičimo.

Korak 5: Montiranje rotora

Testirajte uklapanje ležajeva 608 u 'donji ležaj'. Ako je previše labav, omotajte ga trakom dok ne zategne.

'LowerBearingMount' ili 'lowerBearingMONTONLY' trebali bi biti zalijepljeni 4 mm desno od zavojnice (iz perspektive okrenute prema prekidaču). Stranicu dijela koja je otisnuta prema ležištu za ispis potrebno je zalijepiti dodirujući bazu. Koristite ljepilo visoke čvrstoće jer se moje razlijeglo kad sam ga labavo zalijepila (pogledajte video na uvodu).

Ako to već niste učinili, pritisnite ležaj u držač, a zatim pritisnite rotor u ležaj:

Ako koristite jedan ležaj, pritisnite stranu rotora okrenutu prema gore tijekom ispisa u ležaj (preokrenite ga) kao što je prikazano gore

Ako koristite dva ležaja, pritisnite drugi ležaj u 'upperBearingMount' i zalijepite ga na 'lowerBearingMount'. Obavezno to učinite NAKON što ste instalirali rotor sa stranom okrenutom prema dolje tijekom ispisa, prema dolje (nemojte ga okretati).

Korak 6: Montiranje senzora

Možete upotrijebiti prag Hall -ovog osjetnika učinka koji se uključuje kada je magnet blizu ili trska. Koristio sam trskasti prekidač jer sam ih imao nekoliko, ali bi trebao raditi i Hall -ov senzor (možda je potreban tranzistor).

Zalijepio sam trskasti prekidač na 'sensorMount' i zalijepio držač za 45 ° na zavojnicu. Ako želite unaprijediti vrijeme za optimiziranje performansi motora u određenom smjeru, to možete učiniti tako da položaj senzora bude nešto veći ili manji od 45 °. Trebao bi biti udaljen od rotora tek toliko da se omogući zazor za magnete. Pogledajte gornje slike.

Korak 7: Ožičite ga

Trskasti prekidač: Spojite jednu žicu s zavojnice na crnu žicu s prekidača, a zatim drugu žicu s zavojnice pričvrstite na vrh trska. Zatim spojite donji dio trska na 12 AWG žicu koja će ići do vašeg izvora napajanja. Crvena žica s prekidača također će ići do vašeg izvora napajanja.

Polaritet nije bitan jer će se motor jednostavno okrenuti u suprotnom smjeru ako je polaritet obrnut.

Umjesto toga, mogli ste upotrijebiti Hall -ov senzor i Arduino za pogon motora, a ne pomoću trska, ali ja sam ležao nekoliko trstičnih prekidača i nisam želio previše komplicirati motor jer sam ga koristio za demonstraciju.