Harjaton tasavirtamoottori: 6 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Tehdään sähkömoottori, joka pyörii käyttämällä neodyymimagneetteja ja lankaa. Tämä osoittaa, kuinka sähkövirta muuttuu liikeksi.

Rakennamme primitiivistä harjatonta tasavirtamoottoria. Se ei voita mitään tehokkuus- tai muotoilupalkintoja, mutta haluamme ajatella, että yksinkertainen esimerkki helpottaa tapahtumien näkemistä.

Tarvittavat materiaalit:

-(2) neodyymimagneetit

-Roottori (käytimme 608ZZ -laakeria)

-Magneettilanka

-Teräspultti

-Leipälauta

-Elektroniikka - Reed -kytkin, transistori, flyback -diodi, 20 ohmin vastus, LED, 6 V: n tasavirtalähde. Käytimme 4AA -paristoja paristopakkauksessa

Vaihe 1: DIY -roottori

Sähkömoottorin pyörivää osaa kutsutaan roottoriksi. Useimmissa harjattomissa moottoreissa on kestomagneetit roottorissa.

Roottorimme pyörii kynään kiinnitetyn 608ZZ -laakerin ansiosta. Tätä laakeria käytetään yleisesti esimerkiksi rullalautapyörissä ja lenkkeilijöissä.

Kiinnitimme kaksi 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442 -neodyymimagneettia laakerin ulkoreunaan, 180 asteen etäisyydelle toisistaan. Molemmat suuntautuvat pohjoisnavat ulospäin. Tämä on erilaista kuin useimmat BLDC -moottorit, joissa on vuorottelevat navat ulospäin. Tämä yksinkertaistaminen helpotti elektroniikkapiiriämme hieman.

Vaihe 2: Liiku

Miten saamme tämän jutun pyörimään? Voisimme vain heiluttaa sitä sormellamme, mutta etsimme magneettista työntöä. Tuo toinen magneetti yhden roottorimagneetin lähelle siten, että se on pohjoisnapaa kohti roottorimagneetin pohjoisnapaa. Tämä saa magneetit hylkäämään tai työntämään roottorin pyörimään.

Jos painamme magneettia tarpeeksi voimakkaasti pyörimään roottoria puolivälissä, voimme tehdä sen uudelleen seuraavalle magneetille. Jos olisimme tarpeeksi nopeita, voisimme laittaa magneetin lähelle ja ottaa sen pois, pyörittäen roottoria jatkuvasti.

Tässä kohtaa elektroniikka tulee sisään. Meidän on luotava sähkömagneetti, joka sammuttaa ja työntää roottorin magneetteja.

Vaihe 3: Sähkömagneetti

Yksinkertainen sähkömagneetti koostuu magneettilangasta, joka on kääritty teräsytimen ympärille. Käytimme 24 -mittaista, yksisäikeistä kuparimagneettilankaa, jossa oli ohut, emalieriste. Pultista tuli terässydän.

Kun käytämme siihen jännitettä, siitä tulee magneetti. Kun sähkömagneetti on asetettu oikein, sen pitäisi työntää roottorin magneetti pois. Nyt meidän tarvitsee vain kytkeä se päälle ja pois päältä juuri oikeaan aikaan.

Haluamme kytkeä sähkömagneetin päälle heti sen jälkeen, kun yksi roottorimagneetista ohittaa pultin, työntääksemme sen pois. Pienen matkan jälkeen, esimerkiksi 30 astetta, sen pitäisi sammua. Kuinka voimme tehdä tämän kytkennän sähköisesti?

Vaihe 4: Magneettianturi

Valitsimme ruoko -kytkimen kertomaan meille, milloin magneetit ovat oikeassa asennossa. Ruoko-kytkin on lasipäällysteinen anturi, jossa kaksi ferromagneettista johtoa koskettaa lähes toisiaan. Käytä magneettikenttää anturiin juuri oikean magneettisen voiman ja suunnan avulla, jolloin nämä kaksi johtoa koskettavat toisiaan, muodostavat sähkökontaktin ja täydentävät piirin.

Kun ruoko -kytkin on asetettu kuvan mukaisesti, se koskettaa vain roottorin oikean osan aikana.

Vaihe 5: Viimeinen piiri - parannettu

Vaikka yksinkertainen ruoko -kytkimen asennus toimi lyhyesti, törmäsimme nopeasti ongelmiin. Kävimme paljon virtaa tämän ruoko -kytkimen läpi ja se hitsasi kaksi kosketinta yhteen. Tämä johtuu siitä, että olimme olennaisesti oikosulussa paristoissa.

Tämän ongelman korjaamiseksi lisäsimme transistorin. Sen sijaan, että kaikki sähkömagneetin virta menisi reed -kytkimen läpi, käytimme reed -kytkintä laukaisemaan transistori päälle ja pois, joten virta kulkee sen sijaan transistorin läpi. Transistori on pohjimmiltaan virtakytkin, joka pystyy käsittelemään hieman enemmän virtaa.

Lopullinen asennus sisältää myös diodin, joka estää paluuvirtauksen sähkömagneetista. Tätä kutsutaan "Flyback -diodiksi", joka estää virtaa paistamasta transistoria, kun se sammuu.

Vaihe 6: Katso, että se toimii

Kun sähkömagneetti kytkeytyy päälle vain pienen osan kierrosta, roottori pyörii jatkuvasti! Tarkista se videolta.

Lisäsimme LED -valon, joka syttyy, kun sähkömagneetti aktivoidaan, jotta voimme visualisoida, mitä tapahtuu.

Kaaviossa näet mitatun jännitteen kelan yli, päälle ja pois päältä!