3D Baskılı Fırçasız Motor: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Bu motoru, motorlar konusunda bir gösteri için Fusion 360 kullanarak tasarladım, bu yüzden hızlı ama tutarlı bir motor yapmak istedim. Motorun parçalarını açıkça gösterir, bu nedenle fırçasız bir motorda bulunan temel çalışma prensiplerinin bir modeli olarak kullanılabilir.

Motoru standart bir AA ile çalıştırırken, azaltılmış sürtünme nedeniyle en iyi şekilde yalnızca bir yatakla çalıştığını buldum. Daha yüksek voltaj kullanıldığında, üst yatak rotorun ortalanmasına ve daha yüksek hızlara ulaşmasına yardımcı olur.

Motoruma 1-12V'a ayarlanmış bir DC güç kaynağı ve 6A akım sınırı kullanarak güç verdim. Güç kaynağının ekranında gösterilen 6.0A, akım çekişinin bir ölçüsü değil, bir akım sınırıdır. İnce ayarlı motor sargılarında bulunan direnç nedeniyle, gerçek akım çekişi ayarlanan limitten çok daha düşüktür. Daha kullanışlı, daha fazla torklu bir motor istiyorsanız, daha kalın ayar sargıları kullanmayı deneyebilirsiniz.

İşte bu proje için dosyaların bağlantısı:

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

Nasıl çalışır: Enerji verildiğinde, bobin bir mıknatısı iten veya çeken bir manyetik alan oluşturur. Bobine doğru zamanda enerji verildiğinde, mıknatıs itilir veya çekilir ve rotor döner. Bobin bir manyetik anahtar kullanılarak zamanlanır: Bir mıknatıs manyetik anahtarın yakınındayken, diğeri bobin tarafından itilecek veya çekilecek doğru konumdadır ve bu da rotorun dönmesine neden olur.

Kamış anahtarı nedeniyle buna fırçasız motor demek uygunsuz görünebilir, ancak kamış anahtarın yerine kilitli bir Hall Etkisi sensörü ve hatta bazı kontrol elektronikleri kullanılabilir. Motoru akım sınırlamaları olmadan sürmek için bu sensör bir Darlington Çift transistörün tabanına bağlanmalıdır. Bir kamış anahtarı seçtim çünkü etrafta birkaç tane vardı ve motoru aşırı karmaşık hale getirmek istemedim, çünkü onu fırçasız bir motorun prensipleri üzerine bir demo için kullanıyordum.

Dosya Adları Dağılımı:

'rotor': Bu, yazdırmak için desteğe ihtiyaç duyacak rotordur.

'taban': Peki, üs!

'sensorMount': Kamış anahtarı veya salon efekti sensörünü tabana monte eder. Bu kısım yazdırmak için destek gerektirir.

'spool1' ve 'spool2': Her birini yazdırın; Bunlar toplu olarak bir bobin yapmak için makarayı oluşturur.

'switchMount': Bu isteğe bağlı kısım, anahtarı yerinde tutmak için anahtarın üzerinden geçer.

**Motor iki şekilde yapılandırılabilir: AA veya başka bir düşük voltaj kaynağı ile motor, üst yatak montajı olmadan iyi çalışır. Aslında, hızlı dönerken bile motorun üst ve alt yatak montajına ihtiyacı yoktur.

'lowBearingMountONLY': Bu, sürtünmeyi azaltmak için yalnızca bir rulman kullanmak istiyorsanız kullanmanız gereken montajdır.

'lowerBearingMount' ve 'upperBearingMount': Bunlar, daha fazla stabilite ve denge için iki rulman kullanmayı seçerseniz kullanmanız gereken bağlardır.

*Bu Talimatın uygulanmasından kaynaklanabilecek herhangi bir yaralanma veya mal hasarından sorumlu değilim. Doğru şekilde sabitlenmediği takdirde dönen mıknatıslar sizin ve çevreniz için risk oluşturabilir.

Gereçler:

1. 3 boyutlu yazıcı veya 3 boyutlu yazıcıya erişim (özel manyetik filament gerekmez)

2. 2x 12⌀ x 5mm dairesel neodimyum mıknatıs

3. Etkinleştirilmiş bakır tel. ~26 gauge kullandım, ancak farklı miktarlarda tork ve hız elde etmek için farklı mastarlarla denemeler yapmanızı öneririm; Daha kalın tel, daha fazla akımın akmasına izin vermelidir ve genellikle daha fazla torklu ve daha yüksek akım çekişli, ancak daha düşük kV'lu bir motorla sonuçlanmalıdır. Daha ince tel, yukarıda belirtilen özelliklerin tam tersi ile sonuçlanmalıdır. Unutmayın: Tel ölçü numarası ne kadar yüksekse, tel o kadar incedir.

4. ~14 gauge silikon tel

5. 1 veya 2x Yağsız/sızdırmaz 608 bilyalı rulman(lar) (fidget spinner'larda bulunanla aynı boyutta)

6. Reed anahtarı veya eşik hall sensörü

Adım 1: Bobini Yapmak

Bir makara oluşturmak için 'spool1' ve 'spool2'yi birbirine yapıştırın. Emaye bakır tel kullanarak, kenarların ~3 mm altına gelene kadar makara üzerinde bir bobin yapın. Telin iki ucunu daha sonra kullanmak üzere birkaç inç uzunluğunda tutun.

Adım 2: Rotorun Montajı

12 mm⌀'ye 5 mm dairesel mıknatısları rotora bastırın ve bol miktarda yapıştırıcı kullanın. Patlama sonrası motorumu daha fazla inceledikten sonra (giriş videosuna bakın), yüksek merkezkaç kuvvetlerinin bir mıknatısın uçmasına ve rotorda dengesizliğe neden olduğunu öğrendim. Mıknatısları sabitlemek için rotorun etrafına elektrik bandı sarmak kötü bir fikir olmaz. Mıknatısları sabitledikten sonra, rotor millerinin yataklara uygunluğunu test edin. Yerleşim yeri çok gevşekse, tam oturana kadar millerin etrafına elektrik bandı sarın.

Rotoru dengelemeniz gerekiyorsa, hafif tarafa az miktarda kil eklemenizi veya ağır taraftan biraz plastiği zımparalamanızı öneririm.

Adım 3: Anahtarı Monte Etme

'switchMount' anahtarın üst kısmından geçer ve yapıştırıcı ile sabitlenir. Anahtar isteğe bağlıdır ancak kullanışlıdır.

Adım 4: Bobinin Montajı

Bobini tabandaki iki yuvaya kaydırın ve tutkalla sabitleyin. Yönlendirme önemli değil, çünkü kabloyu bağladığımızda polariteyi değiştirebiliyoruz.

Adım 5: Rotorun Monte Edilmesi

'AltBearingMount'ta 608 rulmanın uygunluğunu test edin. Çok gevşekse, tam oturana kadar etrafına bir miktar bant sarın.

'lowerBearingMount' veya 'lowBearingMountONLY' bobinin 4 mm sağına yapıştırılmalıdır (anahtara dönük açıdan). Basılan parçanın baskı yatağına bakan tarafı tabana değecek şekilde yapıştırılmalıdır. Gevşek bir şekilde yapıştırdığımda benimki uçup gittiği için yüksek mukavemetli yapıştırıcı kullandığınızdan emin olun (girişteki videoya bakın).

Henüz yapmadıysanız, yatağı yuvasına bastırın ve ardından rotoru yatağın içine doğru bastırın:

Bir yatak kullanıyorsanız, rotorun yazdırma sırasında yukarı bakan tarafına yukarıda gösterildiği gibi yatağa bastırın (ters çevirin)

İki rulman kullanıyorsanız, ikinci rulmanı 'upperBearingMount'a bastırın ve 'lowerBearingMount'a yapıştırın. Bunu, rotoru yazdırma sırasında yüzü aşağı bakacak şekilde taktıktan SONRA yaptığınızdan emin olun (ters çevirmeyin).

Adım 6: Sensörü Monte Etme

Bir mıknatıs veya bir indükleme anahtarı yakın olduğunda açılan bir eşik hall etkisi sensörü kullanabilirsiniz. Bir kamış anahtarı kullandım çünkü birkaç tane vardı, ancak bir salon efekt sensörü de çalışmalı (muhtemelen bir transistör gerektiriyor).

Manyetik anahtarı 'sensorMount'a bantladım ve yuvayı 45° bobine yapıştırdım. Motor performansını belirli bir yönde optimize etmek için zamanlamayı ilerletmek istiyorsanız, sensörün konumunu 45°'den biraz daha büyük veya daha az yaparak bunu yapabilirsiniz. Mıknatıslar için boşluk bırakmaya yetecek kadar rotordan uzağa yerleştirilmelidir. Yukarıdaki resimlere bakın.

Adım 7: Kablolama Yapın

Manyetik Anahtar: Bobinden bir kabloyu anahtardan gelen siyah kabloya bağlayın ve ardından bobinden gelen diğer kabloyu manyetik anahtarın üstüne bağlayın. Ardından, manyetik anahtarın altını güç kaynağınıza gidecek olan 12 AWG'lik bir kabloya bağlayın. Anahtardan gelen kırmızı kablo da güç kaynağınıza gidecektir.

Polarite tersine çevrilirse motor basitçe ters yönde döneceğinden, polarite önemli değildir.

Bunun yerine, bir kamış anahtarı kullanmak yerine motoru sürmek için bir salon sensörü ve Arduino kullanabilirsiniz, ancak etrafta yatan birkaç kamış anahtarım vardı ve bir demo için kullandığım için motoru aşırı karmaşık hale getirmek istemedim.