מנוע DC ללא מברשות: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

בואו לייצר מנוע חשמלי שמסתובב באמצעות מגנטים וחוטים ניאודימיום. זה מראה כיצד זרם חשמלי הופך לתנועה.

אנו בונים מנוע DC פרימיטיבי ללא מברשת. זה לא יזכה בפרסי יעילות או עיצוב, אבל אנחנו אוהבים לחשוב שדוגמה פשוטה מקלה על הנעשה.

חומרים דרושים:

-(2) מגנטים ניאודימיום

-מנוע (השתמשנו במסב 608ZZ)

-חוט מגנטי

-בורג פלדה

-קרש

-אלקטרוניקה - מתג קנים, טרנזיסטור, דיודת flyback, נגד 20 אוהם, LED, ספק כוח 6V DC. השתמשנו בסוללות 4AA באריזה

שלב 1: רוטור עשה זאת בעצמך

החלק המסתובב של מנוע חשמלי נקרא הרוטור. לרוב המנועים ללא מברשת יש מגנטים קבועים על הרוטור.

הרוטור שלנו מסתובב בזכות מיסב 608ZZ שנתקע על עיפרון. מיסב זה משמש בדרך כלל בדברים כמו גלגלי סקייטבורד וספינרים.

הדבקנו שני מגנטים מסוג ניאודימיום B442 בגודל 1/4 "x 1/4" x 1/8 "בקצה החיצוני של המסב, במרחק של 180 מעלות זה מזה. שניהם מכוונים כאשר הקטבים הצפוניים שלהם פונים כלפי חוץ. זה שונה מרובם מנועי BLDC עם מוטות מתחלפים הפונים כלפי חוץ. הפשט הזה הקל מעט על המעגלים האלקטרוניים שלנו.

שלב 2: צאו לדרך

איך נגרום לדבר הזה להסתובב? אנחנו יכולים פשוט להעיף אותו באצבע, אבל אנחנו מחפשים דחיפה מגנטית. הבא מגנט נוסף ליד אחד ממגנטים הרוטור, כשהקוטב הצפוני שלו פונה לקוטב הצפוני של מגנט הרוטור. זה יגרום למגנטים לדחות, או לדחוף, להגדיר את הרוטור מסתובב.

אם נדחוף את המגנט מספיק חזק כדי לסובב את הרוטור באמצע הדרך, נוכל לעשות זאת שוב למגנט הבא. אם היינו מהירים מספיק, נוכל להמשיך ולשים את המגנט ולהוציא אותו ולסובב את הרוטור ברציפות.

כאן נכנסת האלקטרוניקה. עלינו ליצור אלקטרומגנט המכבה את הדלקה ולוחץ על מגנטים הרוטור.

שלב 3: אלקטרומגנט

אלקטרומגנט פשוט מורכב מסליל של חוט מגנט העוטף סביב ליבת פלדה. השתמשנו בחוט מגנט נחושת בגודל 24 מד אחד, בעל בידוד דק ואמייל. בריח הפך לליבת הפלדה.

כאשר אנו מפעילים עליו מתח הוא הופך למגנט. כשהאלקטרומגנט ממוקם בדיוק כמו שצריך, הוא אמור לדחוף את מגנט הרוטור משם. עכשיו כל שעלינו לעשות הוא להפעיל ולכבות אותו ברגע הנכון.

אנו רוצים להפעיל את האלקטרומגנט רק לאחר שאחד ממגנט הרוטור עובר את הבורג, כדי להרחיק אותו. לאחר טיול קטן, נניח 30 מעלות בערך, הוא אמור להיכבות לאחור. כיצד נוכל לבצע את המעבר הזה בצורה אלקטרונית?

שלב 4: חיישן מגנטי

בחרנו במתג קנה כדי לספר לנו מתי המגנטים נמצאים במיקום הנכון. מתג קנים הוא חיישן עטוף זכוכית, שבו שני מוליכים פרומגנטיים כמעט נוגעים זה בזה. החלת שדה מגנטי על החיישן עם הכוח והמגנט הנכונים בדיוק, וזה גורם לשתי ההובלות האלה לגעת זו בזו, ליצור מגע חשמלי ולהשלים את המעגל.

כאשר מתג הקנים ממוקם כפי שמוצג, הוא יוצר קשר רק במהלך החלק הנכון של סיבוב הרוטור.

שלב 5: מעגל סופי - משופר

בעוד שההגדרה הפשוטה של מתג הקנים עבדה לזמן קצר, נתקלנו במהירות בבעיות. הזרמנו הרבה זרם דרך מתג הקנים ההוא והוא ריתך את שני המגעים יחד. הסיבה לכך היא שבעצם קיצרנו את הסוללות.

כדי לפתור בעיה זו, הוספנו טרנזיסטור. במקום שכל זרם האלקטרומגנט יעבור דרך מתג הקנה, השתמשנו במתג הקנה כדי להפעיל ולכבות את הטרנזיסטור, כך שהזרם עובר דרך הטרנזיסטור במקום זאת. טרנזיסטור הוא בעצם מתג כיבוי שיכול להתמודד עם קצת יותר זרם.

ההתקנה הסופית כוללת גם דיודה למניעת זרימה אחורית מהאלקטרומגנט. זה נקרא "דיודת Flyback", המונעת מהזרם לטגן את הטרנזיסטור כשהוא מכבה.

שלב 6: Watch It Run

כאשר האלקטרומגנט מופעל רק דרך חלק קטן מהסיבוב, הרוטור מסתובב ברציפות! בדוק את זה בסרטון.

הוספנו נורית LED שנדלקת כאשר האלקטרומגנט מופעל כדי לעזור לדמיין את המתרחש.

בתרשים, אתה יכול לראות את המתח הנמדד על פני הסליל, נדלק ונכבה!