Bešepetėlis nuolatinės srovės variklis: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Padarykime elektros variklį, kuris sukasi naudojant neodimio magnetus ir vielą. Tai rodo, kaip elektros srovė paverčiama judesiu.

Mes kuriame primityvų bešepetį nuolatinės srovės variklį. Tai negaus jokių efektyvumo ar dizaino apdovanojimų, tačiau mums patinka galvoti, kad paprastas pavyzdys leidžia lengviau pamatyti, kas vyksta.

Reikalingos medžiagos:

-(2) neodimio magnetai

-rotorius (mes naudojome 608ZZ guolį)

-Magnetinė viela

-Plieninis varžtas

-Bandomoji Lenta

-Elektronika - nendrinis jungiklis, tranzistorius, atbulinis diodas, 20 omų rezistorius, LED, 6 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinis. Mes naudojome 4 AA tipo baterijas

1 žingsnis: „Pasidaryk pats“rotorius

Sukamoji elektros variklio dalis vadinama rotoriumi. Dauguma šepetėlių neturinčių variklių rotoriaus turi nuolatinius magnetus.

Mūsų rotorius sukasi dėl pieštuku įstrigusio 608ZZ guolio. Šis guolis dažniausiai naudojamas tokiuose dalykuose kaip riedlenčių ratai ir besisukantys suktukai.

Mes pritvirtinome du 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442 neodimio magnetus ant išorinio guolio krašto, 180 laipsnių atstumu vienas nuo kito. Abu yra nukreipti taip, kad jų šiaurės poliai būtų nukreipti į išorę. Tai skiriasi nuo daugelio BLDC varikliai, kurių kintamieji poliai nukreipti į išorę. Šis supaprastinimas šiek tiek palengvino mūsų elektroninę grandinę.

2 žingsnis: judėkite

Kaip mes galime tai suktis? Galėtume tiesiog pamojuoti pirštu, bet ieškome magnetinio stūmimo. Prie vieno iš rotoriaus magnetų priartinkite kitą magnetą, o jo šiaurinis polius nukreiptas į rotoriaus magneto šiaurinį polių. Dėl to magnetai atbaidys arba stums, sukdami rotorių.

Jei pakankamai stipriai paspausime magnetą, kad pusiau suktume rotorių, galime tai padaryti dar kartą kitam magnetui. Jei būtume pakankamai greiti, galėtume ir toliau uždėti magnetą ar jį atimti, nuolat sukdami rotorių.

Čia ateina elektronika. Turime sukurti elektromagnetą, kuris išjungia ir stumia rotoriaus magnetus.

3 žingsnis: elektromagnetas

Paprastas elektromagnetas susideda iš magnetinės vielos ritės, apvyniotos aplink plieninę šerdį. Mes naudojome 24 gabaritų vienos grandinės vario magneto vielą su plona emalio izoliacija. Varžtas tapo plienine šerdimi.

Kai mes įjungiame įtampą, jis tampa magnetu. Kai elektromagnetas yra teisingai pastatytas, jis turėtų atstumti rotoriaus magnetą. Dabar viskas, ką turime padaryti, tai įjungti ir išjungti tinkamu momentu.

Norime įjungti elektromagnetą iškart po to, kai vienas iš rotoriaus magnetų praeina varžtą, kad jį atstumtų. Po truputį pakeliavus, tarkime, maždaug 30 laipsnių, jis turėtų vėl išsijungti. Kaip tai padaryti elektroniniu būdu?

4 žingsnis: magnetinis jutiklis

Mes pasirinkome nendrinį jungiklį, kad mums praneštų, kada magnetai yra tinkamoje padėtyje. Nendrinis jungiklis yra stiklo gaubtas, kuriame du feromagnetiniai laidai beveik liečiasi. Taikykite magnetinį lauką jutikliui tik tinkama magnetine jėga ir kryptimi, todėl šie du laidai liečiasi vienas su kitu, užmezga elektros kontaktą ir užbaigia grandinę.

Kai nendrinis jungiklis yra padėtyje, kaip parodyta, jis liečiasi tik tada, kai rotorius sukasi teisingai.

5 žingsnis: galutinė grandinė - patobulinta

Nors paprasto nendrių jungiklio sąranka veikė trumpai, greitai susidūrėme su problemomis. Per tą nendrinį jungiklį tekėjome daug srovės, ir jis suvirino abu kontaktus. Taip yra todėl, kad mes iš esmės sutrumpinome baterijas.

Norėdami išspręsti šią problemą, pridėjome tranzistorių. Vietoj to, kad visa elektromagneto srovė tekėtų per nendrinį jungiklį, mes panaudojome nendrinį jungiklį, kad įjungtume ir išjungtume tranzistorių, todėl srovė eina per tranzistorių. Tranzistorius iš esmės yra įjungimo-išjungimo jungiklis, galintis valdyti šiek tiek daugiau srovės.

Galutinėje sąrankoje taip pat yra diodas, neleidžiantis grįžti iš elektromagneto. Tai vadinama „Flyback Diode“, kuri neleidžia srovei kepti tranzistoriaus, kai jis išsijungia.

6 žingsnis: žiūrėkite, kaip jis veikia

Kai elektromagnetas įjungiamas tik nedidelę sukimosi dalį, rotorius sukasi nuolat! Patikrinkite tai vaizdo įraše.

Pridėjome šviesos diodą, kuris užsidega įjungus elektromagnetą, kad būtų lengviau įsivaizduoti, kas vyksta.

Diagramoje galite pamatyti išmatuotą įtampą per ritę, įjungdami ir išjungdami!