محرك بدون فرشاة مطبوع ثلاثي الأبعاد: 7 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:35

لقد صممت هذا المحرك باستخدام Fusion 360 لعرض توضيحي حول موضوع المحركات ، لذلك أردت صنع محرك سريع ومتماسك. يظهر بوضوح أجزاء المحرك ، لذلك يمكن استخدامه كنموذج لمبادئ العمل الأساسية الموجودة في محرك بدون فرش.

لقد وجدت أنه عند تشغيل المحرك باستخدام معيار AA ، فإنه يعمل بشكل أفضل مع محمل واحد فقط بسبب انخفاض الاحتكاك. عند استخدام الجهد العالي ، يساعد المحمل العلوي على توسيط الدوار والسماح له بالوصول إلى سرعات أعلى.

لقد قمت بتشغيل محركي باستخدام مصدر طاقة تيار مستمر مضبوط على 1-12 فولت والحد الحالي 6A. إن 6.0A المصورة على شاشة مزود الطاقة ليست مقياسًا للسحب الحالي ، بل هي الحد الحالي. نظرًا للمقاومة الموجودة في لفات المحرك ذات المقياس الرفيع ، فإن السحب الحالي الفعلي أقل بكثير من الحد المحدد. إذا كنت تريد محركًا أكثر فائدة ، مع مزيد من عزم الدوران ، فيمكنك تجربة استخدام لفات قياس أكثر سمكًا.

إليك رابط الملفات لهذا المشروع:

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

كيف يعمل: عند تنشيطه ، ينشئ الملف مجالًا مغناطيسيًا يدفع أو يسحب المغناطيس. عندما يتم تنشيط الملف في الوقت المناسب تمامًا ، يتم دفع المغناطيس أو سحبه ، ويدور الدوار. يتم ضبط توقيت الملف باستخدام مفتاح القصب: عندما يكون أحد المغناطيس بالقرب من مفتاح القصب ، يكون الآخر في الموضع الصحيح تمامًا ليتم دفعه أو سحبه بواسطة الملف ، مما يؤدي بدوره إلى دوران الدوار.

قد يبدو من غير المناسب أن نطلق على هذا المحرك بدون فرش بسبب مفتاح القصب ، ولكن يمكن استبدال مفتاح القصب بمستشعر Hall Effect وحتى بعض إلكترونيات التحكم. من أجل قيادة المحرك دون قيود حالية ، يجب أن يتصل هذا المستشعر بقاعدة زوج دارلينجتون من الترانزستورات. لقد اخترت مفتاح القصب لأن لدي القليل منه ولم أرغب في تعقيد المحرك ، حيث كنت أستخدمه في عرض توضيحي حول مبادئ المحرك بدون فرش.

توزيع أسماء الملفات:

"الدوار": هذا هو الدوار الذي سيحتاج إلى دعائم للطباعة.

"القاعدة": حسنًا ، القاعدة!

"sensorMount": يثبت مفتاح القصب أو مستشعر تأثير القاعة على القاعدة. يتطلب هذا الجزء دعمًا للطباعة.

"spool1" و "spool2": اطبع واحدًا من كل منهما ؛ هذه بشكل جماعي تشكل التخزين المؤقت لعمل ملف.

"switchMount": يمر هذا الجزء الاختياري فوق المفتاح لتثبيته في مكانه.

** يمكن تكوين المحرك بطريقتين: باستخدام AA أو مصدر آخر للجهد المنخفض ، يعمل المحرك بشكل جيد بدون حامل المحمل العلوي. في الواقع ، حتى عند الدوران السريع ، لا يحتاج المحرك إلى حامل المحمل العلوي والسفلي.

"LowerBearingMountONLY": هذا هو الحامل الذي يجب عليك استخدامه إذا كنت ترغب فقط في استخدام محمل واحد لتقليل الاحتكاك.

'LowerBearingMount' و 'upperBearingMount': هذه هي الحوامل التي يجب عليك استخدامها إذا اخترت استخدام محلين لزيادة الاستقرار والتوازن.

* لست مسؤولاً عن أي إصابات أو أضرار بالممتلكات قد تنجم عن اتباع التعليمات. إذا لم يتم تأمينها بشكل صحيح ، فقد تشكل مغناطيسات الدوران خطرًا عليك وعلى محيطك.

اللوازم:

1. طابعة ثلاثية الأبعاد أو الوصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد (لا يلزم وجود خيوط مغناطيسية خاصة)

2. 2 × 12 × 5 مم دائري مغناطيس نيوديميوم

3. تمكين الأسلاك النحاسية. لقد استخدمت مقياس ~ 26 ، لكنني أقترح تجربة مقاييس مختلفة للحصول على كميات مختلفة من عزم الدوران والسرعة ؛ يجب أن يسمح السلك السميك بتدفق المزيد من التيار وغالبًا ما ينتج عنه محرك بعزم دوران أكبر وسحب تيار أعلى ، ولكن أقل كيلو فولت. يجب أن ينتج عن السلك الرقيق عكس الخصائص المذكورة أعلاه. تذكر: كلما زاد رقم مقياس السلك ، كان السلك أرق.

4. ~ 14 سلك سيليكون قياس

5. 1or2x غير مدهون / غير مختومة 608 كروي (نفس الحجم الموجود في مغازل تململ)

6. مفتاح ريد أو مستشعر قاعة العتبة

الخطوة 1: عمل الملف

ألصق "spool1" و "spool2" معًا لإنشاء بكرة. باستخدام الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا ، قم بعمل ملف على التخزين المؤقت حتى يصبح حوالي 3 مم تحت الحواف. احتفظ بطرفين من السلك بطول بضع بوصات لاستخدامها لاحقًا.

الخطوة 2: تجميع الدوار

اضغط على مغناطيس دائري 12 مم × 5 مم في الدوار واستخدم كميات وفيرة من الغراء. عند إجراء مزيد من الفحص لمحرك ما بعد الانفجار (انظر فيديو المقدمة) ، اكتشفت أن قوى الطرد المركزي العالية تسببت في تحليق مغناطيس واحد وعدم توازن الدوار. لن يكون لف الشريط الكهربائي حول الدوار لتأمين المغناطيس فكرة سيئة. بمجرد تثبيت المغناطيس ، اختبر مدى ملاءمة أعمدة الدوار في المحامل. إذا كان الملاءمة فضفاضًا جدًا ، فلف الشريط الكهربائي حول العواميد حتى يتم إحكام التثبيت.

إذا كنت بحاجة إلى موازنة الدوار ، فإنني أقترح إضافة كميات صغيرة من الطين إلى الجانب الأخف ، أو إزالة بعض البلاستيك من الجانب الأثقل.

الخطوة 3: تركيب المفتاح

يدور "switchMount" ببساطة حول الجزء العلوي من المفتاح ويتم تثبيته بالغراء. المفتاح اختياري ولكنه مفيد.

الخطوة 4: تركيب الملف

حرك الملف في الفتحتين في القاعدة وثبته بالغراء. لا يهم الاتجاه ، حيث يمكننا تغيير القطبية عندما نربطها.

الخطوة 5: تركيب الدوار

اختبر ملاءمة المحامل 608 في "LowerBearingMount". إذا كان مرتخيًا جدًا ، لف بعض الشريط اللاصق حوله حتى يصبح دافئًا.

يجب لصق "LowerBearingMount" أو "LowerBearingMountONLY" بمقدار 4 مم على يمين الملف (من منظور مواجهة المفتاح). يجب لصق جانب الجزء المطبوع المواجه لسرير الطباعة بحيث يلامس القاعدة. تأكد من استخدام مادة لاصقة عالية القوة لأن المنجم يتفكك عندما قمت بلصقه بشكل فضفاض (انظر الفيديو في المقدمة).

إذا لم تكن قد قمت بذلك بالفعل ، فاضغط على المحمل في حامله ثم اضغط على الدوار في المحمل:

إذا كنت تستخدم محملًا واحدًا ، فاضغط على جانب الدوار الذي يتجه لأعلى أثناء الطباعة في المحمل (اقلبه) كما هو موضح أعلاه

إذا كنت تستخدم اثنين من المحامل ، فاضغط على المحمل الثاني في "الجزء العلوي من المحمل" ، وألصقه في "حامل المحمل السفلي". تأكد من القيام بذلك بعد تثبيت الدوار بحيث يكون الجانب الذي يكون متجهًا لأسفل أثناء الطباعة ، لأسفل (لا تقلبه).

الخطوة السادسة: تركيب المستشعر

يمكنك استخدام مستشعر تأثير قاعة العتبة الذي يتم تشغيله عندما يكون المغناطيس قريبًا أو مفتاح القصب. لقد استخدمت مفتاحًا من القصب لأنه كان لدي القليل ، ولكن يجب أن يعمل مستشعر تأثير القاعة أيضًا (ربما يتطلب ترانزستورًا).

لقد قمت بتسجيل مفتاح القصب على "sensorMount" ولصق الحامل 45 درجة على الملف. إذا كنت ترغب في زيادة التوقيت لتحسين أداء المحرك في اتجاه معين ، فيمكنك القيام بذلك عن طريق جعل موضع المستشعر أكبر قليلاً أو أقل من 45 درجة. يجب أن تكون متباعدة عن الدوار بما يكفي للسماح بخلوص للمغناطيس. انظر الصور أعلاه.

الخطوة 7: توصيل الأسلاك

Reed Switch: قم بتوصيل سلك واحد من الملف بالسلك الأسود من المفتاح ، ثم قم بتوصيل السلك الآخر من الملف بأعلى مفتاح القصب. بعد ذلك ، قم بتوصيل الجزء السفلي من مفتاح القصب بسلك 12 AWG الذي سينتقل إلى مصدر الطاقة الخاص بك. سينتقل السلك الأحمر من المفتاح أيضًا إلى مصدر الطاقة الخاص بك.

لا يهم القطبية لأن المحرك سوف يدور ببساطة في الاتجاه المعاكس إذا تم عكس القطبية.

يمكنك بدلاً من ذلك استخدام مستشعر القاعة و Arduino لقيادة المحرك بدلاً من استخدام مفتاح القصب ، لكن كان لدي عدد قليل من مفاتيح القصب ، ولم أرغب في تعقيد المحرك لأنني كنت أستخدمه في العرض التوضيحي.