محرك DC بدون فرشات: 6 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

لنصنع محركًا كهربائيًا يدور باستخدام مغناطيس وأسلاك النيوديميوم. يوضح هذا كيف يتم تحويل التيار الكهربائي إلى حركة.

نحن نبني محرك DC بدائي بدون فرش. لن تفوز بأي جوائز كفاءة أو تصميم ، لكننا نحب أن نفكر في مثال بسيط يجعل من السهل رؤية ما يحدث.

المواد المطلوبة:

- (2) مغناطيس نيوديميوم

- الدوار (استخدمنا محمل 608ZZ)

-سلك مغناطيسي

الترباس الصلب

- اللوح

-الإلكترونيات - مفتاح ريد ، ترانزستور ، صمام ثنائي ، مقاوم 20 أوم ، LED ، مصدر طاقة 6 فولت تيار مستمر. استخدمنا بطاريات 4AA في حزمة بطارية

الخطوة 1: DIY الدوار

يسمى الجزء الدوار من المحرك الكهربائي الدوار. تحتوي معظم المحركات عديمة الفرشاة على مغناطيس دائم على الدوار.

يدور دوارنا بفضل المحمل 608ZZ العالق على قلم رصاص. يشيع استخدام هذا المحمل في أشياء مثل عجلات لوح التزلج والمغازل.

لقد علقنا مغناطيس نيوديميوم مقاس 1/4 بوصة × 1/4 بوصة × 1/8 بوصة من B442 على الحافة الخارجية للمحمل ، على مسافة 180 درجة بعيدًا عن بعضهما البعض. وكلاهما موجه بحيث تكون أقطابهما الشمالية متجهة للخارج. وهذا يختلف عن معظم محركات BLDC التي لها أقطاب متناوبة متجهة للخارج ، وهذا التبسيط جعل الدوائر الإلكترونية أسهل قليلاً.

الخطوة 2: تحرك

كيف نحصل على هذا الشيء يدور؟ يمكننا فقط تحريكه بإصبعنا ، لكننا نبحث عن دفعة مغناطيسية. أحضر مغناطيسًا آخر بالقرب من أحد مغناطيس الدوار ، بحيث يكون القطب الشمالي مواجهًا للقطب الشمالي لمغناطيس الدوار. سيؤدي هذا إلى صد المغناطيس ، أو دفعه ، مما يؤدي إلى دوران الدوار.

إذا ضغطنا على المغناطيس بقوة كافية لتدوير الجزء المتحرك في منتصف الطريق ، فيمكننا فعل ذلك مرة أخرى للمغناطيس التالي. إذا كنا سريعين بما يكفي ، فيمكننا الاستمرار في وضع المغناطيس بالقرب منه وإزالته ، وتدوير الدوار باستمرار.

هذا هو المكان الذي تدخل فيه الإلكترونيات. نحتاج إلى إنشاء مغناطيس كهربائي يعمل على إيقاف تشغيل ، ودفع مغناطيس الدوار.

الخطوة الثالثة: المغناطيس الكهربائي

يتكون المغناطيس الكهربائي البسيط من ملف من سلك مغناطيسي ملفوف حول قلب فولاذي. استخدمنا قياس 24 ، سلك مغناطيسي نحاسي أحادي الحبل مع عزل رقيق من المينا. أصبح الترباس جوهر الصلب.

عندما نطبق عليه جهدًا ، فإنه يصبح مغناطيسًا. مع وضع المغناطيس الكهربائي في مكانه الصحيح تمامًا ، يجب أن يدفع مغناطيس الدوار بعيدًا. الآن كل ما علينا فعله هو تشغيله وإيقاف تشغيله في اللحظة المناسبة.

نريد تشغيل المغناطيس الكهربائي مباشرة بعد أن يمر أحد مغناطيس الدوار بالمسامير ، لدفعه بعيدًا. بعد قليل من السفر ، قل 30 درجة أو نحو ذلك ، يجب أن ينطفئ. كيف يمكننا عمل هذا التحويل الكترونيا؟

الخطوة 4: جهاز استشعار مغناطيسي

اخترنا مفتاح القصب لإخبارنا عندما تكون المغناطيسات في الموضع الصحيح. مفتاح القصب عبارة عن مستشعر مغطى بالزجاج ، حيث يلمس سلكان مغناطيسيان حديديان بعضهما البعض تقريبًا. قم بتطبيق مجال مغناطيسي على المستشعر بالقوة والاتجاه المغنطيسيين المناسبين فقط ، مما يؤدي إلى تلامس هذين الخيوط مع بعضهما البعض ، وإجراء التلامس الكهربائي وإكمال الدائرة.

مع وضع مفتاح القصب كما هو موضح ، فإنه يقوم بالاتصال فقط أثناء الجزء الصحيح من دوران الدوار.

الخطوة 5: الدائرة النهائية - مُحسَّنة

بينما عمل إعداد مفتاح القصب البسيط لفترة وجيزة ، واجهنا مشكلات بسرعة. كنا نشغل الكثير من التيار من خلال مفتاح القصب هذا وقام بلحام جهات الاتصال معًا. هذا لأننا كنا في الأساس نختصر البطاريات.

لإصلاح هذه المشكلة ، أضفنا ترانزستورًا. بدلاً من تمرير كل تيار المغناطيس الكهربائي عبر مفتاح القصب ، استخدمنا مفتاح القصب لتشغيل وإيقاف الترانزستور ، بحيث يمر التيار عبر الترانزستور بدلاً من ذلك. الترانزستور هو في الأساس مفتاح تشغيل / إيقاف يمكنه التعامل مع تيار أكثر قليلاً.

يتضمن الإعداد النهائي أيضًا صمامًا ثنائيًا لمنع التدفق العكسي من المغناطيس الكهربائي. وهذا ما يسمى "Flyback Diode" ، والذي يمنع التيار من قلي الترانزستور عند إيقاف تشغيله.

الخطوة 6: شاهدها وهي تعمل

مع تشغيل المغناطيس الكهربائي فقط من خلال جزء صغير من الدوران ، يدور الدوار باستمرار! تحقق من ذلك في الفيديو.

أضفنا مؤشر LED يضيء عند تنشيط المغناطيس الكهربائي للمساعدة في تصور ما يجري.

في الرسم البياني ، يمكنك رؤية الجهد المقاس عبر الملف ، وتشغيله وإيقافه!