Bezkartáčový jednosmerný motor: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Vytvorme elektrický motor, ktorý sa točí pomocou neodýmových magnetov a drôtu. Toto ukazuje, ako sa elektrický prúd premieňa na pohyb.

Staviame primitívny bezkartáčový jednosmerný motor. Nevyhrá žiadne ceny za efektivitu ani za dizajn, ale radi si myslíme, že jednoduchý príklad uľahčuje pochopenie toho, čo sa deje.

Potrebný materiál:

-(2) neodymové magnety

-Rotor (použili sme ložisko 608ZZ)

-Magnetický drôt

-Oceľová skrutka

-Breadboard

-Elektronika - jazýčkový spínač, tranzistor, dióda flyback, odpor 20 ohmov, LED, napájanie 6 V DC. V batérii sme použili batérie 4AA

Krok 1: DIY rotor

Rotujúca časť elektrického motora sa nazýva rotor. Väčšina bezkartáčových motorov má na rotore trvalé magnety.

Náš rotor sa točí vďaka ložisku 608ZZ nalepenému na ceruzke. Toto ložisko sa bežne používa vo veciach, ako sú kolieska na skateboarde a vrtáky.

Na vonkajší okraj ložiska sme nalepili dva neodymové magnety 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442, vzájomne od seba vzdialené 180 stupňov. Oba sú orientované severnými pólmi smerom von. To sa líši od väčšiny Motory BLDC so striedavými pólmi smerom von. Toto zjednodušenie trochu zjednodušilo naše elektronické obvody.

Krok 2: Rozhýbte sa

Ako prinútime túto vec točiť? Mohli by sme to jednoducho švihnúť prstom, ale hľadáme magnetické zatlačenie. Priblížte jeden magnet k magnetu rotora tak, aby jeho severný pól smeroval k severnému pólu magnetu rotora. To spôsobí, že magnety budú odpudzovať alebo tlačiť, čím sa nastaví otáčanie rotora.

Ak magnet zatlačíme dostatočne silno na točenie rotora do polovice, môžeme to urobiť znova k ďalšiemu magnetu. Ak by sme boli dostatočne rýchli, mohli by sme magnet stále prikladať a odoberať, pričom rotujeme rotor nepretržite.

Tu vstupuje elektronika. Musíme vytvoriť elektromagnet, ktorý sa vypne a zatlačí na magnety rotora.

Krok 3: Elektromagnet

Jednoduchý elektromagnet sa skladá z cievky magnetického drôtu omotanej okolo oceľového jadra. Použili sme jednovláknový medený magnetický drôt s hrúbkou 24 mm s tenkou smaltovanou izoláciou. Z oceľového jadra sa stal svorník.

Keď naň priložíme napätie, stane sa z neho magnet. Keď je elektromagnet umiestnený správne, mal by odtlačiť magnet rotora. Teraz všetko, čo musíme urobiť, je zapnúť a vypnúť v správnom momente.

Chceme zapnúť elektromagnet hneď po tom, ako jeden z magnetov rotora prejde skrutkou, aby sme ho odtlačili. Po troche cesty, povedzme asi 30 stupňov, by sa malo vypnúť. Ako môžeme toto prepínanie urobiť elektronicky?

Krok 4: Magnetický snímač

Vybrali sme si jazýčkový spínač, ktorý nám povie, kedy sú magnety v správnej polohe. Jazýčkový spínač je snímač zapuzdrený sklom, kde sa dva feromagnetické zvody takmer dotýkajú. Na snímač naneste magnetické pole so správnou magnetickou silou a smerom a spôsobí, že sa tieto dva vodiče navzájom dotýkajú, čím sa vytvorí elektrický kontakt a dokončí sa obvod.

Keď je jazýčkový spínač v polohe podľa obrázka, kontaktuje sa iba počas správnej časti otáčania rotora.

Krok 5: Konečný obvod - vylepšený

Kým jednoduché nastavenie jazýčkového spínača krátko fungovalo, rýchlo sme narazili na problémy. Cez ten jazýčkový spínač sme prechádzali veľkým prúdom a tie dva kontakty spojili dohromady. Dôvodom je, že sme v podstate skratovali batérie.

Na vyriešenie tohto problému sme pridali tranzistor. Namiesto toho, aby všetok prúd elektromagnetu prechádzal jazýčkovým spínačom, použili sme jazýčkový spínač na zapnutie a vypnutie tranzistora, takže prúd namiesto toho prechádza cez tranzistor. Tranzistor je v podstate vypínač, ktorý zvládne o niečo viac prúdu.

Konečné nastavenie obsahuje aj diódu, ktorá má zabrániť spätnému toku z elektromagnetu. Hovorí sa tomu „dióda Flyback“, ktorá zabraňuje vyprážaniu tranzistora prúdom, keď sa vypne.

Krok 6: Sledujte, ako to beží

Keď sa elektromagnet zapína iba malou časťou otáčania, rotor sa nepretržite otáča! Pozrite sa na to vo videu.

Pridali sme diódu LED, ktorá sa rozsvieti, keď je elektromagnet aktivovaný, aby sme pomohli vizualizovať, čo sa deje.

V grafe vidíte namerané napätie na cievke, ktoré sa zapína a vypína!