מנוע ללא מברשות מודפס בתלת -ממד: 7 שלבים (עם תמונות)

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-13 06:57

עיצבתי את המנוע הזה באמצעות Fusion 360 להדגמה בנושא מנועים, אז רציתי להכין מנוע מהיר אך קוהרנטי. הוא מראה בבירור את חלקי המנוע, כך שהוא יכול לשמש מודל לעקרונות העבודה הבסיסיים הקיימים במנוע ללא מברשת.

גיליתי שכאשר מפעילים את המנוע באמצעות AA סטנדרטי, הוא פועל בצורה הטובה ביותר עם מיסב אחד בלבד בגלל הירידה בחיכוך. בעת שימוש במתח גבוה יותר, המסב העליון מסייע למרכז את הרוטור ולאפשר לו להגיע למהירויות גבוהות יותר.

הפעלתי את המנוע שלי באמצעות ספק כוח DC המוגדר ל- 1-12V ומגבלת זרם של 6A. ה- 6.0A המצויר על מסך אספקת החשמל אינו מדד למשיכה הנוכחית, אלא גבול הנוכחי. בגלל ההתנגדות הקיימת בפיתולי המנוע הדקים, מד הזרם בפועל נמוך בהרבה מהגבול שנקבע. אם אתה רוצה מנוע שימושי יותר, עם יותר מומנט, אתה יכול לנסות להשתמש בפיתולי מד עבים יותר.

להלן הקישור לקבצים לפרויקט זה:

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

איך זה עובד: כשהוא מפעיל, הסליל יוצר שדה מגנטי שדוחף או מושך מגנט. כאשר הסליל מופעל בדיוק בזמן הנכון, המגנט נדחף או מושך, והרוטור מסתובב. הסליל מתוזמן באמצעות מתג קנים: כאשר מגנט אחד נמצא ליד מתג הקנים, השני נמצא בדיוק במיקום הנכון להידחף או למשוך אותו על ידי הסליל, מה שבתורו גורם לרוטור להסתובב.

זה אולי נראה לא תקין לקרוא לזה מנוע ללא מברשות בגלל מתג הקנים, אך ניתן להחליף את מתג הקנה בחיישן הול אפקט נעול ואפילו באלקטרוניקה של בקרה. על מנת להניע את המנוע ללא מגבלות זרם, חיישן זה צריך להתחבר לבסיס זוג טרנזיסטורים של דרלינגטון. בחרתי במתג קנה כי היו לי כמה מסביב ולא רציתי לסבך את המנוע יתר על המידה, מכיוון שהשתמשתי בו להדגמה על עקרונות המנוע ללא מברשת.

פירוט שמות הקבצים:

'רוטור': זהו הרוטור שיזדקק לתמיכות להדפסה.

'בסיס': ובכן, הבסיס!

'sensorMount': מרכיב את מתג הקנים או חיישן אפקט האולם לבסיס. חלק זה דורש תמיכה להדפסה.

'spool1' ו- 'spool2': הדפס אחד מכל אחד; אלה יוצרים ביחד את הסליל ליצירת סליל.

'switchMount': חלק אופציונלי זה עובר על המתג כדי להחזיק אותו במקומו.

** ניתן להגדיר את המנוע בשתי דרכים: עם AA או מקור מתח נמוך אחר, המנוע עובד היטב ללא הר הנושא העליון. למעשה, גם בעת סיבוב מהיר, המנוע אינו זקוק לתושבת המסבים העליונה והתחתונה.

'lowerBearingMountONLY': זהו ההר שעליך להשתמש בו אם ברצונך להשתמש במיסב אחד בלבד לירידה בחיכוך.

'lowerBearingMount' ו- 'upperBearingMount': אלה התושבים שבהם עליך להשתמש אם תבחר להשתמש בשני מסבים ליציבות ושיווי משקל מוגברים.

*אינני אחראי לכל פציעה או נזק לרכוש שייגרמו בעקבות הוראה זו. אם הם אינם מאובטחים כראוי, המגנטים המסתובבים עלולים להוות סיכון לך ולסביבתך.

אספקה:

1. מדפסת תלת מימד או גישה למדפסת תלת מימד (אין צורך בנימה מגנטית מיוחדת)

2. 2x 12⌀ x 5mm מגנט ניאודימיום מעגלי

3. תיל נחושת מופעל. השתמשתי ~ 26 מד, אך אני מציע להתנסות במדדים שונים כדי לקבל כמויות שונות של מומנט ומהירות; חוט עבה יותר צריך לאפשר זרם רב יותר ולרוב מוביל למנוע בעל יותר מומנט וגרירת זרם גבוהה יותר, אך kV נמוך יותר. חוט דק יותר צריך לגרום להיפך מהמאפיינים האמורים. זכור: ככל שמספר החוט גבוה יותר, כך החוט דק יותר.

4. ~ 14 חוט סיליקון

5. 1or2x מיסבים 608 כדורים לא משומנים/ לא אטומים (בגודל זהה לזה שנמצא בספינרים).

6. מתג קנים או חיישן אולם סף

שלב 1: הכנת הסליל

הדבק את 'סליל 1' ו'סליל 2 'יחד כדי ליצור סליל. בעזרת חוט הנחושת האמייל יוצרים סליל על הסליל עד שהוא ~ 3 מ מ מתחת לקצוות. שמור את שני קצות החוט באורך של כמה סנטימטרים לשימוש מאוחר יותר.

שלב 2: הרכבת הרוטור

לחץ על המגנטים המעגליים של 12 מ"מ על 5 מ"מ לתוך הרוטור והשתמש בכמויות אדירות של דבק. לאחר בדיקה נוספת של המנוע שלי לאחר הפיצוץ (ראו סרטון המבוא) גיליתי שהכוחות הצנטריפוגליים הגבוהים גרמו למגנט אחד לעוף ולחוסר איזון של הרוטור. גלישת סרט חשמלי סביב הרוטור לאבטחת המגנטים לא יהיה רעיון רע. לאחר אבטחת המגנטים, בדוק את התאמת פיר הרוטור במיסבים. אם ההתאמה רופפת מדי, עטפו סרט חשמלי סביב הפירים עד שההתאמה צמודה.

אם אתה צריך לאזן את הרוטור, הייתי מציע להשתמש בכמויות קטנות של חימר לצד הבהיר יותר, או לשפשף קצת פלסטיק מהצד הכבד יותר.

שלב 3: הרכבת המתג

ה- 'switchMount' פשוט מסתובב בחלק העליון של המתג ומאובטח בעזרת דבק. המתג הוא אופציונלי אך שימושי.

שלב 4: הרכבת הסליל

החלק את הסליל לשני החריצים בבסיס ואבטח בעזרת דבק. הכיוון לא משנה, מכיוון שאנו יכולים לשנות את הקוטביות כאשר אנו מחברים אותו.

שלב 5: הרכבת הרוטור

בדוק את ההתאמה של 608 המיסבים ב- 'lowerBearingMount'. אם הוא רופף מדי, עטפו סרט דבק סביבו עד שהוא צמוד.

יש להדביק את 'lowerBearingMount' או 'lowerBearingMountONLY' 4 מ מ מימין לסליל (מנקודת המבט של הפנים מול המתג). יש להדביק את הצד של החלק שהודפס כלפי מיטת ההדפסה ונוגע בבסיס. הקפד להשתמש בדבק בעל חוזק גבוה כאשר שלי התעופף כאשר הדבקתי אותו באופן רופף (ראה את הסרטון בהקדמה).

אם עדיין לא עשית זאת, לחץ על המסב לתושבתו ולאחר מכן לחץ על הרוטור לתוך המסב:

אם אתה משתמש במיסב אחד לחץ על הצד של הרוטור שפנה כלפי מעלה במהלך ההדפסה לתוך המסב (הפוך אותו) כפי שמוצג למעלה.

אם אתה משתמש בשני מסבים לחץ על המסב השני לתוך 'upperBearingMount' והדבק אותו ל- 'lowerBearingMount'. הקפד לעשות זאת לאחר שהתקנת את הרוטור כשהצד הפונה כלפי מטה במהלך ההדפסה כלפי מטה (אל תהפוך אותו).

שלב 6: הרכבת החיישן

אתה יכול להשתמש בחיישן אפקט אולם סף שנדלק כאשר מגנט קרוב או מתג קנה. השתמשתי במתג קנה כי היו לי כמה, אבל גם חיישן אפקט אולם אמור לעבוד (אולי דורש טרנזיסטור).

הדבקתי את מתג הקנה ל- 'sensorMount' והדבקתי את הר 45 ° לסליל. אם ברצונך לקדם את התזמון כדי לייעל את ביצועי המנוע בכיוון מסוים, תוכל לעשות זאת על ידי הפיכת מיקום החיישן למעט גדול יותר או פחות מ- 45 °. יש להרחיק אותו מהרוטור מספיק כדי לאפשר מרווח למגנטים. עיין בתמונות למעלה.

שלב 7: חיבור זה

מתג קנים: חבר חוט אחד מהסליל לחוט השחור מהמתג, ולאחר מכן חבר את החוט השני מהסליל לחלק העליון של מתג הקנה. לאחר מכן, חברו את החלק התחתון של מתג הקנה לחוט 12 AWG שיגיע למקור החשמל שלכם. החוט האדום מהמתג יעבור גם למקור החשמל שלך.

הקוטביות לא משנה מכיוון שהמנוע פשוט יסתובב בכיוון ההפוך אם הקוטביות תהפוך.

אתה יכול במקום זאת להשתמש בחיישן אולם וארדואינו כדי להניע את המנוע במקום להשתמש במתג קנים, אבל היו לי כמה מתגי קנים מונחים ולא רציתי לסבך את המנוע יתר על המידה כשהשתמשתי בו להדגמה.