Børsteløs DC -motor: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Lad os lave en elektrisk motor, der spinder ved hjælp af neodymmagneter og wire. Dette viser, hvordan en elektrisk strøm omdannes til bevægelse.

Vi bygger en primitiv børsteløs DC -motor. Det kommer ikke til at vinde nogen effektivitets- eller designpriser, men vi synes gerne, at et enkelt eksempel gør det lettere at se, hvad der foregår.

Nødvendige materialer:

-(2) neodymmagneter

-Rotor (vi brugte et 608ZZ leje)

-Magnetkabel

-Stålbolt

-Brødbræt

-Elektronik - Reed switch, transistor, flyback diode, 20ohm modstand, LED, 6V DC strømforsyning. Vi brugte 4AA batterier i en batteripakke

Trin 1: DIY Rotor

Den roterende del af en elektrisk motor kaldes rotoren. De fleste børsteløse motorer har permanente magneter på rotoren.

Vores rotor snurrer takket være et 608ZZ leje, der sidder fast på en blyant. Dette leje bruges almindeligvis til ting som skateboard hjul og fidget spinners.

Vi stak to 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442 neodymmagneter på ydersiden af lejet, 180 grader fra hinanden. Begge er orienteret med deres nordpoler udad. Dette er anderledes end de fleste BLDC -motorer, der har vekslende poler vendt ud. Denne forenkling gjorde vores elektroniske kredsløb lidt lettere.

Trin 2: Kom i gang

Hvordan får vi denne ting til at snurre? Vi kunne bare slå det med vores finger, men vi leder efter et magnetisk skub. Bring en anden magnet i nærheden af en af rotormagneterne, med dens nordpol mod nordpolen af rotormagneten. Dette får magneterne til at frastøde eller skubbe og indstille rotoren.

Hvis vi skubber på magneten hårdt nok til at rotere rotoren halvvejs rundt, kan vi gøre det igen til den næste magnet. Hvis vi var hurtige nok, kunne vi blive ved med at lægge magneten tæt og tage den væk og rotere rotoren kontinuerligt.

Det er her, elektronikken kommer ind. Vi skal oprette en elektromagnet, der slukker og tænder ved at skubbe rotormagneterne.

Trin 3: Elektromagnet

En simpel elektromagnet består af en spole af magnettråd viklet omkring en stålkerne. Vi brugte 24 gauge, enkeltstrenget kobbermagnetledning med en tynd emaljeisolering. En bolt blev stålkernen.

Når vi anvender en spænding på den, bliver den til en magnet. Med elektromagneten placeret helt rigtigt, bør den skubbe rotorens magnet væk. Nu skal vi bare tænde og slukke det på det rigtige tidspunkt.

Vi vil tænde elektromagneten lige efter at en af rotormagneten passerer bolten for at skubbe den væk. Efter en lille rejse, f.eks. 30 grader, skal den slukke igen. Hvordan kan vi gøre dette skifte elektronisk?

Trin 4: Magnetisk sensor

Vi valgte en sivkontakt for at fortælle os, når magneterne er i den rigtige position. En sivkontakt er en sensor i glas, hvor to ferromagnetiske ledninger næsten rører hinanden. Påfør et magnetfelt på sensoren med den helt rigtige magnetiske styrke og retning, og det får disse to ledninger til at røre hinanden, skabe elektrisk kontakt og afslutte kredsløbet.

Med sivkontakten placeret som vist, får den kun kontakt under den korrekte del af rotorens rotation.

Trin 5: Endelig kredsløb - Forbedret

Mens den enkle reed switch -opsætning fungerede kortvarigt, stødte vi hurtigt på problemer. Vi kørte meget strøm gennem den reed switch, og den svejste de to kontakter sammen. Dette skyldes, at vi i det væsentlige var ved at kortslutte batterierne.

For at løse dette problem tilføjede vi en transistor. I stedet for at lade alle elektromagnetens strøm gå gennem reedkontakten, brugte vi reed -kontakten til at slukke og slukke transistoren, så strømmen går gennem transistoren i stedet. En transistor er dybest set en tænd / sluk-kontakt, der kan klare lidt mere strøm.

Den endelige opsætning indeholder også en diode for at forhindre tilbageløb fra elektromagneten. Dette kaldes en "Flyback Diode", som forhindrer strømmen i at stege transistoren, når den slukker.

Trin 6: Se det køre

Med elektromagneten kun tændt gennem en lille del af rotationen, roterer rotoren kontinuerligt! Se det i videoen.

Vi tilføjede en LED, der lyser, når elektromagneten aktiveres for at hjælpe med at visualisere, hvad der foregår.

I diagrammet kan du se den målte spænding over spolen, tænde og slukke!