3D -painettu harjaton moottori: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Suunnittelin tämän moottorin Fusion 360: n avulla esittelyyn moottoreista, joten halusin tehdä nopean mutta yhtenäisen moottorin. Se näyttää selvästi moottorin osat, joten sitä voidaan käyttää harjattoman moottorin perusperiaatteiden mallina.

Huomasin, että kun moottoriin syötetään standardia AA, se toimii parhaiten vain yhdellä laakerilla, koska kitka vähenee. Kun käytetään korkeampaa jännitettä, ylälaakeri auttaa keskittämään roottorin ja antamaan sen saavuttaa suurempia nopeuksia.

Sain moottorille virtaa tasavirtalähteellä, joka oli asetettu 1-12 V: iin ja 6A: n virtarajaan. Virtalähteen näytöllä näkyvä 6,0A ei ole virrankulutuksen mitta, vaan pikemminkin virtaraja. Ohutulotteisten moottorikäämien vastuksen vuoksi todellinen virranotto on paljon alempi kuin asetettu raja. Jos haluat hyödyllisemmän moottorin, jolla on enemmän vääntömomenttia, voit kokeilla paksumpia mittarikäämiä.

Tässä linkki tämän projektin tiedostoihin:

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

Kuinka se toimii: Kun kela saa jännitteen, se luo magneettikentän, joka työntää tai vetää magneettia. Kun kela saa jännitteen juuri oikeaan aikaan, magneetti työnnetään tai vedetään ja roottori pyörii. Kela ajastetaan ruoko -kytkimellä: Kun toinen magneetti on lähellä ruoko -kytkintä, toinen on juuri oikeassa asennossa, jota kela työntää tai vetää, mikä puolestaan saa roottorin pyörimään.

Voi tuntua sopimattomalta kutsua tätä harjaton moottori reed -kytkimen takia, mutta ruoko -kytkin voidaan korvata salpaavalla Hall Effect -anturilla ja jopa joillakin ohjauselektroniikoilla. Jotta moottoria voitaisiin käyttää ilman virtarajoituksia, tämän anturin on liitettävä Darlington -transistoriparin kantaan. Valitsin reed -kytkimen, koska minulla oli muutama ympärillä, enkä halunnut tehdä moottorista liian monimutkaista, koska käytin sitä esittelyssä harjaton moottori.

Tiedostonimien erittely:

'roottori': Tämä roottori tarvitsee tukea tulostamiseen.

'base': No, pohja!

'sensorMount': Kiinnittää reed -kytkimen tai hall -tehosteanturin tukiasemaan. Tämä osa vaatii tulostusta.

'spool1' ja 'spool2': Tulosta yksi kummastakin; Nämä muodostavat yhdessä kelan käämin muodostamiseksi.

"switchMount": Tämä valinnainen osa menee kytkimen päälle pitääkseen sen paikallaan.

** Moottori voidaan konfiguroida kahdella tavalla: AA- tai muulla pienjännitelähteellä moottori toimii hyvin ilman ylempää laakerikiinnitystä. Itse asiassa edes nopeassa pyörimisessä moottori ei tarvitse ylempää ja alempaa laakerikiinnitystä.

'lowBearingMountONLY': Tätä kiinnitystä kannattaa käyttää, jos haluat käyttää vain yhtä laakeria kitkan vähentämiseksi.

'bottomBearingMount' ja 'yläBearingMount': Nämä ovat kiinnikkeitä, joita sinun tulee käyttää, jos valitset kahden laakerin käytön vakauden ja tasapainon lisäämiseksi.

*En ole vastuussa mistään vammoista tai omaisuusvahingoista, jotka voivat johtua tämän ohjeen noudattamisesta. Jos magneetteja ei ole kiinnitetty kunnolla, ne voivat aiheuttaa vaaraa sinulle ja ympäristöllesi.

Tarvikkeet:

1. 3D -tulostin tai pääsy 3D -tulostimeen (ei tarvita erityistä magneettista filamenttia)

2. 2x 12⌀ x 5mm pyöreä neodyymimagneetti

3. Käytössä oleva kuparilanka. Käytin ~ 26 mittaria, mutta ehdotan kokeilua erilaisilla mittareilla eri vääntömomentin ja nopeuden saamiseksi; Paksemman langan pitäisi sallia enemmän virtaa ja johtaa usein moottoriin, jolla on enemmän vääntöä ja suurempi virranotto, mutta pienempi kV. Ohuemman langan pitäisi johtaa päinvastaiseen kuin edellä mainitut ominaisuudet. Muista: Mitä suurempi langanmitan numero, sitä ohuempi lanka.

4. ~ 14 gaugen silikonilanka

5. 1 tai 2 x rasvattomat/ tiivistämättömät 608 kuulalaakeria (samankokoiset kuin fidget spinnerissä)

6. Reed -kytkin tai kynnyshallin anturi

Vaihe 1: Kelan valmistaminen

Liimaa 'puola1' ja 'kela2' yhteen luodaksesi kelan. Tee emaloitua kuparilankaa käyttäen kela kelalle, kunnes se on ~ 3 mm reunojen alapuolella. Pidä langan molemmat päät muutaman tuuman pituisina myöhempää käyttöä varten.

Vaihe 2: Roottorin kokoaminen

Paina 12 mm x 5 mm: n pyöreät magneetit roottoriin ja käytä runsaasti liimaa. Tarkasteltaessa moottorini räjähdyksen jälkeistä lisätietoa (katso esittelyvideo) huomasin, että suuret keskipakovoimat saivat yhden magneetin lentämään pois ja tasapainottamaan roottorin. Sähköteipin kääriminen roottorin ympärille magneettien kiinnittämiseksi ei olisi huono idea. Kun olet kiinnittänyt magneetit, testaa roottorin akselien sopivuus laakereihin. Jos sovitus on liian löysä, kääri sähköteippi akselien ympärille, kunnes istuvuus on tiukka.

Jos haluat tasapainottaa roottorin, suosittelen lisäämään pieniä määriä savea kevyemmälle puolelle tai hiomalla pois muovia raskaammalta puolelta.

Vaihe 3: Kytkimen asentaminen

"SwitchMount" yksinkertaisesti kiertää kytkimen yläosan ja kiinnitetään liimalla. Kytkin on valinnainen, mutta hyödyllinen.

Vaihe 4: Kelan asennus

Työnnä kela pohjan kahteen rakoon ja kiinnitä liimalla. Suunnalla ei ole väliä, koska voimme muuttaa napaisuutta kytkemällä sen.

Vaihe 5: Roottorin asennus

Testaa 608 laakerin sopivuus "lowBearingMount" -laitteeseen. Jos se on liian löysä, kiedo teippiä sen ympärille, kunnes se on tiukka.

'' LowBearingMount '' tai '' lowBearingMountONLY '' tulee liimata 4 mm kelan oikealle puolelle (katkaisijasta katsottuna). Tulostettavan osan tulostuspohjaa vasten oleva puoli tulee liimata pohjaan nähden. Varmista, että käytät korkean lujuuden omaavaa liimaa, koska omani lähti erilleen, kun liimasin sen löysästi (katso esittelyvideo).

Jos et ole jo tehnyt niin, paina laakeri kiinnikkeeseen ja paina sitten roottori laakeriin:

Jos käytät yhtä laakeria, paina roottorin puoli ylöspäin tulostuksen aikana laakeriin (käännä se ympäri) yllä olevan kuvan mukaisesti

Jos käytät kahta laakeria, paina toinen laakeri "yläBearingMount" -liitäntään ja liimaa se alempaanBearingMount -kiinnikkeeseen. Varmista, että teet tämän sen jälkeen, kun olet asentanut roottorin tulostuspuoli alaspäin tulostuksen aikana alaspäin (älä käännä sitä ympäri).

Vaihe 6: Anturin asennus

Voit käyttää kynnyshallitehosensoria, joka syttyy, kun magneetti on lähellä tai ruoko -kytkintä. Käytin ruoko -kytkintä, koska minulla oli muutama, mutta myös halliefektianturin pitäisi toimia (mahdollisesti edellyttää transistoria).

Teipasin ruoko -kytkimen 'sensorMountiin' ja liimasin telineen 45 ° kelaan. Jos haluat nopeuttaa ajoitusta ja optimoida moottorin suorituskyvyn tiettyyn suuntaan, voit tehdä sen anturin asennosta hieman suuremman tai alle 45 °. Sen tulisi olla riittävän kaukana roottorista, jotta magneeteille jää tilaa. Katso yllä olevat kuvat.

Vaihe 7: Johdotus

Reed -kytkin: Kytke toinen johdin kelasta mustaan johtoon kytkimestä ja kiinnitä sitten toinen johto kelasta ruoko -kytkimen yläosaan. Kytke sitten reed -kytkimen pohja 12 AWG: n johtoon, joka menee virtalähteeseesi. Kytkimen punainen johto menee myös virtalähteeseesi.

Napaisuudella ei ole väliä, koska moottori yksinkertaisesti pyörii vastakkaiseen suuntaan, jos napaisuus käännetään.

Voit sen sijaan käyttää hallitunnistinta ja Arduinoa moottorin ajamiseen sen sijaan, että käyttäisit ruoko -kytkintä, mutta minulla oli muutamia ruoko -kytkimiä, enkä halunnut tehdä moottorista liian monimutkaista, kun käytin sitä esittelyyn.