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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Dizajnirao sam ovaj motor koristeći 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 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 namotajima motora tankog kolosijeka, stvarna struja je mnogo manja od zadane granice. Ako želite korisniji motor, s većim zakretnim momentom, mogli biste pokušati koristiti namote debljeg promjera.

Evo veze do datoteka za ovaj projekat:

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

Način rada: Kada je pod naponom, zavojnica stvara magnetsko polje koje gura ili povlači magnet. Kada se zavojnica napaja u pravo vrijeme, magnet se gura ili povlači, a rotor se okreće. Zavojnica se mjeri pomoću trska: Kada je jedan magnet u blizini trske, 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 trska bi se mogla zamijeniti zasunskim Hall Effect senzorom, pa čak i nekom elektronikom za upravljanje. Kako bi pokrenuo motor bez ograničenja struje, ovaj senzor trebao bi se spojiti na bazu Darlingtonovog para tranzistora. Odlučio sam se za trstični prekidač jer ih je bilo nekoliko 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 trska prekidač ili senzor Hall efekta na bazu. Ovaj dio zahtijeva podršku za štampanje.

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

'switchMount': Ovaj opcionalni dio prelazi preko prekidača kako bi ga zadržao na mjestu.

** Motor se može konfigurirati na dva načina: Sa 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.

Potrošni materijal:

1. 3D štampač ili pristup 3D štampaču (nisu potrebne posebne magnetne niti)

2. 2x kružni neodimijumski magnet dimenzija 12⌀ x 5 mm

3. Omogućena bakarna žica. Koristio sam ~ 26 mjerač, ali predlažem da eksperimentirate s različitim mjeračima kako biste 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. Upamtite: Što je broj žice veći, žica je tanja.

4. Silikonska žica kalibra 14 ~

5. 1or2x Nemašćeni/ nezapečaćeni kuglični ležajevi 608 (iste veličine kao što se može pronaći u fidget spinnerima)

6. Reed prekidač ili senzor Hall -ovog praga

Korak 1: Izrada zavojnice

Zalijepite "spool1" i "spool2" zajedno kako biste stvorili kalem. Koristeći emajliranu bakrenu žicu, napravite zavojnicu na kalemu sve dok ne bude ~ 3 mm ispod rubova. Držite dva kraja žice dugačka nekoliko centimetara za kasniju upotrebu.

Korak 2: Sklapanje rotora

Pritisnite kružne magnete od 12 mm⌀ za 5 mm u rotor i upotrijebite obilne količine ljepila. Nakon daljnjeg pregleda moga motora nakon eksplozije (pogledajte uvodni video), otkrio sam da su velike centrifugalne sile uzrokovale odlijetanje jednog magneta i poremetile ravnotežu rotora. Omotavanje električne trake oko rotora radi pričvršćivanja magneta ne bi bila loša ideja. Nakon učvršćivanja magneta, provjerite da li su vratila rotora u ležajevima. Ako je pričvršćivanje previše labavo, omotajte električnu traku oko osovina sve dok pričvršćivanje ne zategne.

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 pričvršćen je ljepilom. Prekidač je opcionalan, ali koristan.

Korak 4: Montiranje zavojnice

Gurnite zavojnicu u dva utora u podnožju i pričvrstite ljepilom. Orijentacija nije bitna, jer možemo promijeniti polaritet kada ga spojimo.

Korak 5: Montiranje rotora

Testirajte uklapanje ležajeva 608 u 'donji ležaj'. Ako je previše labav, omotajte traku oko njega dok ne zategne.

'LowerBearingMount' ili 'lowerBearingMONTONLY' treba zalijepiti 4 mm desno od zavojnice (iz perspektive okrenute prema prekidaču). Stranicu dijela koja je odštampana okrenuta prema ležištu za štampanje treba zalijepiti dodirujući bazu. Upotrijebite ljepilo visoke čvrstoće jer se moje raspalo 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 tokom štampanja u ležište (preokrenite ga) kao što je prikazano gore

Ako koristite dva ležaja, pritisnite drugi ležaj u 'upperBearingMount' i zalijepite ga na 'lowerBearingMount'. Učinite to nakon što ste instalirali rotor sa stranom okrenutom prema dolje tokom štampanja, prema dolje (nemojte ga okretati).

Korak 6: Montiranje senzora

Možete koristiti senzor hodnog efekta praga koji se uključuje kada je magnet blizu ili trska. Koristio sam trskani 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 45 ° na zavojnicu. Ako želite unaprijediti vrijeme za optimizaciju performansi motora u određenom smjeru, to možete učiniti tako da položaj senzora bude nešto veći ili manji od 45 °. Trebalo bi ga odmaknuti od rotora tek toliko da se omogući zazor magneta. Pogledajte gornje slike.

Korak 7: Ožičite ga

Trskasti prekidač: Spojite jednu žicu sa zavojnice na crnu žicu sa 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 sa 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 imao sam nekoliko trska sklopki koji su ležali okolo i nisam htio previše komplicirati motor jer sam ga koristio za demonstraciju.