Motor DC fără perii: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Să facem un motor electric care se rotește folosind magneți și sârmă de neodim. Aceasta arată cum un curent electric este transformat în mișcare.

Construim un motor DC fără perii primitiv. Nu va câștiga niciun premiu pentru eficiență sau design, dar ne place să credem că un exemplu simplu face mai ușor să vedem ce se întâmplă.

Materiale necesare:

- (2) magneți de neodim

-Rotor (am folosit un rulment 608ZZ)

-Fir magnetic

-Surub de oțel

-Panoul

-Electronică - Comutator Reed, tranzistor, diodă flyback, rezistor de 20ohm, LED, sursă de alimentare 6V DC. Am folosit baterii 4AA într-un pachet de baterii

Pasul 1: Rotor DIY

Partea rotativă a unui motor electric se numește rotor. Majoritatea motoarelor fără perii au magneți permanenți pe rotor.

Rotorul nostru se rotește datorită unui rulment 608ZZ blocat pe un creion. Acest rulment este utilizat în mod obișnuit în lucruri precum roțile de skateboard și spinner-urile.

Am lipit doi magneți de neodim B442 de 1/4 "x 1/4" x 1/8 "pe marginea exterioară a lagărului, la 180 de grade unul de altul. Ambii sunt orientați cu polii nordici orientați spre exterior. Acest lucru este diferit de majoritatea Motoare BLDC care au poli alternanți orientați spre exterior. Această simplificare ne-a ușurat circuitele electronice.

Pasul 2: Mutați-vă

Cum facem ca acest lucru să se învârtă? Am putea să-l aruncăm cu degetul, dar căutăm o împingere magnetică. Aduceți un alt magnet lângă unul dintre magneții rotorului, cu polul său nord orientat spre polul nord al magnetului rotorului. Acest lucru va face ca magneții să respingă sau să împingă setarea rotirii rotorului.

Dacă împingem magnetul suficient de tare pentru a roti rotorul la jumătate, îl putem face din nou la următorul magnet. Dacă am fi suficient de repede, am putea continua să punem magnetul aproape și să îl luăm, rotind rotorul continuu.

Aici intră electronica. Trebuie să creăm un electromagnet care să oprească pornirea, împingând magneții rotorului.

Pasul 3: Electromagnet

Un electromagnet simplu constă dintr-o bobină de sârmă magnetică înfășurată în jurul unui miez de oțel. Am folosit sârmă magnetică din cupru cu un singur fir, cu ecartament 24, cu o izolație subțire, emailată. Un șurub a devenit miezul de oțel.

Când îi aplicăm o tensiune, aceasta devine un magnet. Cu electromagnetul poziționat corect, ar trebui să împingă magnetul rotorului departe. Acum tot ce trebuie să facem este să îl pornim și să îl oprim în momentul potrivit.

Vrem să pornim electromagnetul imediat după ce unul dintre magnetii rotorului trece șurubul, să-l împingem. După un pic de călătorie, să zicem cu aproximativ 30 de grade, ar trebui să se oprească. Cum putem face această comutare electronic?

Pasul 4: senzor magnetic

Am ales un comutator reed pentru a ne spune când magneții sunt în poziția corectă. Un comutator reed este un senzor încapsulat cu sticlă, unde două conducte feromagnetice se ating aproape unul de celălalt. Aplicați un câmp magnetic senzorului cu puterea și direcția magnetică potrivite, ceea ce face ca aceste două cabluri să se atingă, făcând contact electric și completând circuitul.

Cu comutatorul reed poziționat așa cum se arată, acesta face contact doar în timpul porțiunii corecte de rotație a rotorului.

Pasul 5: Circuitul final - Îmbunătățit

În timp ce configurarea simplă a comutatorului reed a funcționat pe scurt, am întâmpinat rapid probleme. Treceam o mulțime de curent prin acel comutator reed și a sudat cele două contacte împreună. Acest lucru se datorează faptului că am scurtat în esență bateriile.

Pentru a remedia această problemă, am adăugat un tranzistor. În loc să facem ca întregul curent al electromagnetului să treacă prin comutatorul Reed, am folosit comutatorul Reed pentru a declanșa și opri tranzistorul, astfel încât curentul trece prin tranzistor. Un tranzistor este practic un comutator on-off care poate gestiona ceva mai mult curent.

Setarea finală include, de asemenea, o diodă pentru a preveni fluxul invers de la electromagnet. Aceasta se numește "Flyback Diode", care împiedică curentul să prăjească tranzistorul atunci când acesta se oprește.

Pasul 6: Urmăriți-l

Cu electromagnetul pornit doar printr-o mică porțiune a rotației, rotorul se rotește continuu! Verificați-l în videoclip.

Am adăugat un LED care se aprinde atunci când electromagnetul este activat pentru a ajuta la vizualizarea a ceea ce se întâmplă.

În grafic, puteți vedea tensiunea măsurată pe bobină, pornind și oprind!