موتور DC بدون برس: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

بیایید یک موتور الکتریکی بسازیم که با استفاده از آهنرباهای نئودیمیوم و سیم بچرخد. این نشان می دهد که چگونه جریان الکتریکی به حرکت تبدیل می شود.

ما در حال ساخت یک موتور DC بدون برس اولیه هستیم. این هیچ جایزه ای برای کارآیی یا طراحی دریافت نمی کند ، اما ما دوست داریم فکر کنیم که یک مثال ساده باعث می شود مشاهده آنچه در جریان است آسان تر شود.

مواد مورد نیاز:

-(2) آهنرباهای نئودیمیوم

-روتور (ما از بلبرینگ 608ZZ استفاده کردیم)

-سیم مگنت

-پیچ فولادی

-تختخواب

-Electronics - سوئیچ نی ، ترانزیستور ، دیود فلای بک ، مقاومت 20 اهم ، LED ، منبع تغذیه 6 ولت DC. ما از باتری های 4AA در یک بسته باتری استفاده کردیم

مرحله 1: روتور DIY

قسمت چرخان موتور الکتریکی روتور نامیده می شود. اکثر موتورهای بدون برس آهنربای دائمی روی روتور دارند.

روتور ما به لطف یاتاقان 608ZZ که روی مداد چسبیده است می چرخد. این یاتاقان معمولاً در مواردی مانند چرخ های اسکیت بورد و فیجت اسپینر استفاده می شود.

ما دو آهنربای نئودیمیوم B442 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442 را در لبه بیرونی بلبرینگ ، 180 درجه از یکدیگر چسبانده ایم. هر دو با قطب های شمالی خود به سمت بیرون متمایل شده اند. این با بیشتر متفاوت است موتورهای BLDC که قطب های متناوب رو به بیرون دارند. این ساده سازی مدارهای الکترونیکی ما را کمی ساده تر کرد.

مرحله 2: حرکت کنید

چگونه می توانیم این چیز را بچرخانیم؟ ما فقط می توانیم آن را با انگشت خود تکان دهیم ، اما ما به دنبال فشار مغناطیسی هستیم. آهنربای دیگری را نزدیک یکی از آهنرباهای روتور بیاورید ، قطب شمال آن رو به قطب شمال آهنربای روتور است. این باعث می شود که آهن ربا دفع شود یا چرخش روتور را تنظیم کند.

اگر آهن ربا را به اندازه کافی فشار دهیم تا روتور را تا نیمه بچرخاند ، می توانیم دوباره این کار را به آهن ربای بعدی انجام دهیم. اگر ما به اندازه کافی سریع بودیم ، می توانستیم آهن ربا را نزدیک کرده و آن را برداریم و روتور را به طور مداوم بچرخانیم.

اینجاست که وسایل الکترونیکی وارد می شوند. ما باید یک آهنربای الکتریکی ایجاد کنیم که خاموش شود و آهنرباهای روتور را تحت فشار قرار دهد.

مرحله 3: الکترومغناطیس

یک الکترومغناطیس ساده شامل یک سیم پیچ آهنربایی است که دور یک هسته فولادی پیچیده شده است. ما از سیم مگنت مسی تک رشته ای 24 عیار با عایق نازک و مینای دندان استفاده کردیم. یک پیچ به هسته فولادی تبدیل شد.

وقتی به آن ولتاژ وارد می کنیم ، تبدیل به آهنربا می شود. با قرار گرفتن الکترومغناطیسی درست در سمت راست ، باید آهنربای روتور را دور کند. اکنون تنها کاری که باید انجام دهیم این است که آن را در لحظه مناسب روشن و خاموش کنیم.

ما می خواهیم الکترومغناطیس را درست پس از عبور یکی از آهنرباهای روتور از پیچ ، روشن کرده و آن را دور کنیم. پس از کمی سفر ، مثلاً 30 درجه یا بیشتر ، باید خاموش شود. چگونه می توانیم این سوئیچینگ را به صورت الکترونیکی انجام دهیم؟

مرحله 4: سنسور مغناطیسی

ما یک سوئیچ نی را انتخاب کردیم تا به ما بگوید آهنرباها در چه موقعیتی هستند. سوئیچ نی یک حسگر شیشه ای است که در آن دو سیم فرومغناطیس تقریباً یکدیگر را لمس می کنند. یک میدان مغناطیسی را فقط با قدرت و جهت مغناطیسی مناسب به سنسور اعمال کنید ، و این باعث می شود که این دو سیم با یکدیگر تماس پیدا کرده ، تماس الکتریکی برقرار کرده و مدار را تکمیل کنند.

با قرار دادن سوئیچ نی همانطور که در تصویر نشان داده شده است ، فقط در قسمت مناسب چرخش روتور تماس می گیرد.

مرحله 5: مدار نهایی - بهبود یافته است

در حالی که تنظیم ساده سوئیچ نی به طور مختصر کار می کرد ، ما به سرعت با مشکل روبرو شدیم. ما جریان زیادی را از طریق آن سوئیچ نی می گذراندیم و این دو کنتاکت را به هم جوش داد. این به این دلیل است که ما اساساً باتری را کوتاه می کردیم.

برای رفع این مشکل ، ما یک ترانزیستور اضافه کردیم. به جای اینکه تمام جریان الکترومغناطیس از طریق سوئیچ نی عبور کند ، ما از کلید نی برای روشن و خاموش کردن ترانزیستور استفاده کردیم ، بنابراین جریان به جای آن از طریق ترانزیستور می گذرد. ترانزیستور در اصل یک کلید خاموش و روشن است که می تواند جریان بیشتری را کنترل کند.

تنظیمات نهایی همچنین شامل یک دیود برای جلوگیری از جریان برگشتی از الکترومغناطیس است. این دیود "Flyback Diode" نامیده می شود که مانع سرخ شدن ترانزیستور هنگام خاموش شدن جریان می شود.

مرحله 6: اجرای آن را تماشا کنید

با روشن شدن الکترومغناطیس فقط در قسمت کوچکی از چرخش ، روتور بطور مداوم می چرخد! آن را در ویدئو بررسی کنید.

ما یک LED اضافه کردیم که با روشن شدن الکترومغناطیس روشن می شود تا به تجسم آنچه در جریان است کمک کند.

در نمودار ، می توانید ولتاژ اندازه گیری شده روی سیم پیچ را ببینید که روشن و خاموش می شود!