لقد صممت وطباعة محرك DC (BLDC) ثلاثي الأبعاد محرك ومحرك تحكم باستخدام Arduino. بالإضافة إلى المغناطيس ، مستشعرات لفائف الملف اللولبي ومستشعرات تأثير القاعة ، تتم طباعة جميع مكونات المحرك باستخدام MakerBot Replicator 2. يظهر الفيديو محرك العمل النهائي. يتم توفير هذا addructable كـ PDF جنبا إلى جنب مع ملفات CAD وبرامج التحكم في المحرك. برنامج التحكم في محرك Arduino : استخدم الملف أو المراجعة أو تغيير التصميم مجانًا أو افعل ما تريد به! يتطلب هذا المشروع الطابعات ثلاثية الأبعاد ، وموكنتات Arduino ، والأدوات الإلكترونية الأساسية مثل المقياس المتعدد ، وذبذبات ، ومزود الطاقة ، والمكونات الكهربائية. قائمة كاملة من الأجزاء والأدوات التي أستخدمها. يوضح الجدول 1 تكلفة تصنيع المحرك. لا يتم تضمين المكونات الكهربائية مثل المقاومات والمكثفات لأن التكلفة ضئيلة بالنسبة للتكلفة الإجمالية للمحرك. باستثناء مرتبات وبطاريات Arduino الصغيرة ، تبلغ التكلفة الإجمالية لتصنيع المحرك 27 دولارًا. 71. يجب الإشارة إلى أن تقليل التكاليف ليس هو الأولوية القصوى. يمكن أن يقلل التحسين من تكاليف الإنتاج. استنادًا إلى المبدأ القائل بأن المحرك يجب أن يكون من السهل استخدام أجزاء يمكن الوصول إليها بسهولة ، يتم إنشاء مواصفات تصميم محرك DC ، وينبغي أن توفر نوعًا مشابهًا للأداء الجودة للعديد من محركات DC التجارية ، والمراوح الكهربائية الصغيرة. تم تصميم المحرك ليكون محرك DC من 3 طور ، 4-Polar مع 4- مغناطيس N52 ND على الدوار وملف الملف اللولبي الجرح 3 الأسلاك المتصل بجد. بسبب زيادة الكفاءة ، يتم تقليل عدد الأجزاء الميكانيكية ، ويتم تقليل الاحتكاك ، ويتم تحديد التصميم بدون فرش. يتم اختيار مغناطيس N52 لقوته وسعره وسهولة الوصول إليه. في قسم \ 'BLDC Motor Control \' ، سيتم مناقشة التحكم في المحرك بدون فرش. يوضح الجدول 2 المقارنة بين محرك DC ومحرك الفرشاة. الملف اللولبي في 8- 12 فولت ، تسيطر عليه دائرة مفتاح كهربائي. سيوفر مستشعر القاعة معلومات موقع حول متى سيتم تبديل الدائرة. تُستخدم المعادلات التالية لتقدير أداء المحرك ، وبالتالي إنشاء تصميم المحرك الأولي. إذا كنت ترغب في رؤية هذه المعادلات ، فقم بإلقاء نظرة على ملف PDF المرتبط في المقدمة ويتعرضون للأفوس. يمكن أن تكون القوة بين المغناطيستين على مسافة معينة تقريبًا تقريبًا مع المعادلة التالية: F = BMambsas/4G2 ، حيث B هي كثافة المجال المغناطيسي على سطح المغناطيس و A هي مساحة المغناطيس ، G هي المسافة بين اثنين من المغناطيس. BS ، يتم إعطاء المجال المغناطيسي للملف اللولبي بواسطة: b = nil ، حيث أنا الحالي ، n هو عدد الحزم ، و L هو طول الملف اللولبي. في المحرك ، يقدر أقصى عزم الدوران بأنه: t = 2 ferwere r هو نصف القطر والتحديد 25 مم. إلى جانب هذه المعادلات ، يمكن الحصول على تعبير خطي لعزم دوران الإخراج المرتبط بتيار إدخال من هندسة الملف اللولبي المعطى. f = 2rbmamasn4g2li ثابت عزم الدوران المطلوب لتحديده هو 40 m- nm/a بناءً على الأداء المطلوب بالنسبة للمحركات الأخرى المتاحة [2]. دائرة التحكم الإلكترونية مطلوبة للتحكم في المحرك في BLDC. لتدوير محرك BLDC ، اعتمادًا على موضع الدوار ، يجب أن يتم تشغيل اللف في الترتيب المحدد. تم اكتشاف موضع الدوار باستخدام مستشعر القاعة المضمن في الجزء الثابت. يوضح الشكل 3 مخططًا تخطيطيًا لنظام التحكم في محرك BLDC. يتم تضمين مستشعر القاعة في الجزء الثابت بثلاثة لفائف حركية ، مما يوفر ناتجًا رقميًا يتوافق مع ما إذا كان القطب الشمالي أو القطب الجنوبي هو الأقرب إلى المستشعر. استنادًا إلى هذا الإخراج الرقمي ، يوفر التحكم الدقيق تسلسل الطور لسائق المحرك ، وبالتالي توفير الطاقة لللف المقابل. يحتوي كل عمود تسلسل تغيير الطور على لف الجهد الإيجابي ، وملفًا يعمل بالجهد السلبي ، وملفقة تعمل بالجهد السلبي. يتكون تسلسل تغيير المرحلة من ست خطوات تربط ناتج مستشعر القاعة مع إخراج اللف الذي يجب تشغيله. الجدول 3 أدناه يعطي مثالا على التناوب في اتجاه عقارب الساعة. يتكون التصميم النهائي من 4 أجزاء مختلفة ؛ الإسكان السفلي ، الدوار ، السكن العلوي والملف اللولبي كما هو مبين في الشكل 4 أدناه. الشكل 4: (أ) القشرة السفلية (ب) الدوار (ج) ملول الملف اللولبي (د) محرك التجميع (E) التجميع العلوي. يتم عرض جميع الأجزاء في الاتجاه المطبوع. العلبة السفلية ، كما هو مبين في الشكل 4 (أ) الغطاء السفلي للمحرك. يحتوي الدوار ، كما هو مبين في الشكل 4 (ب) ، على 8 مغناطيس ، 4 لقيادة المحرك ، و 4 لتوفير بيانات الموضع إلى مستشعر القاعة. كما هو مبين في الشكل 4 ، ينزلق الدوار إلى القشرة السفلية لنمط المحمل المنزلق (D). القشرة في الأعلى ، كما هو موضح في الشكل 4 (هـ) ، مثبتة على الدوار ومتصل إلى أسفل لإغلاق المحرك. يحتوي السكن العلوي على 3 أجهزة استشعار لموضع القاعة ، بالإضافة إلى قطع مثلثية يسمح أنبوب المسمار بالالتفاف في السكن. الملف اللولبي كما هو موضح في الشكل 4 (ج) ، ضع مثلثات في وسطها للسماح لهم بالتوافق مع الثقوب في السكن العلوي ، والتي تتماشى بشكل رأسي مع مغناطيس الدوار. تتم طباعة جميع الأجزاء الموصوفة سابقًا على MakerBot Replicator 2. يمكن طباعة الأجزاء في نفس الوقت ، ومن المحتمل أن تؤدي معلمات الطباعة المختلفة إلى نتائج مرضية. تتم طباعة المنتج النهائي في البلاستيك الشفافة PLA ، مع كمية ملء 20 ٪ وكمية ملء من 0 . من خلال التجارب المتكررة ، وجد أن الأجزاء المتصلة معًا دون انزلاق ، مثل القذائف العلوية والسفلية ، يجب أن تتم طباعتها عند 0. أضف 25 مم إلى جميع الجوانب ، في حين يجب طباعة الأجزاء المجانية ، مثل الدوارات ، في مساحة 4 مم. طباعة مستشعر تأثير المغناطيس والقاعة إلى الجزء السفلي الأيمن من الجزء العلوي من الفجوة من خلال تصميم الفراغ الداخلي الأيمن في المكان الصحيح ، وقفة الطباعة وإدخال الجهاز ، وإدراجها في التجميع ، ثم الاستمرار في الطباعة. ويرد الارتفاع الموقف المناسب في الجدول 4 أدناه. يمكن إزالة قطعة الطباعة ثلاثية الأبعاد من MakerBot ويمكن تجميعها معًا بعد إزالة البلاستيك الزائد من الطوف. يجب وضع هذه الأجزاء بسلاسة دون جهد كبير. الملف اللولبي اللولبي يحتاج إلى معالجة الملف اللولبي الأخير. يتم لف كل الملف اللولبي حوالي 400 مرة مع خط المغناطيس 26 جيجا وات. يمكن تسريع هذه العملية عن طريق قلب الملف اللولبي على بتات الحفر. تأكد من تعبئة كل الملف اللولبي في نفس الاتجاه بحيث يتمتع الملف اللولبي الناتج بنفس القطبية. بمجرد أن يصبح الملف اللولبي جاهزًا ، يجب أن يتم قطعها في القشرة في الأعلى. يمكن استخدام الغراء القوي هنا لتعزيز الاتصال. يجب توصيل عناصر الدائرة معًا وفقًا للمخطط التخطيطي التالي. يمكن أن يكون VCC لسائق المحرك L6234 في أي مكان من 7 فولت إلى 42 فولت ، لكنني أوصي بتشغيل المحرك دون أن يكون أعلى من 12ish V. يمكن العثور على البرنامج الذي كتبه Arduino للتحكم في ترتيب تغيير المرحلة في البرنامج ، والذي تم تكييفه وفقًا لهذا الدليل. يمكن تقسيم التحسين المستقبلي للمحرك إلى أربع فئات ؛ التحسين الميكانيكي وتحسين الكفاءة وتحسين التحكم والتطبيق. يجب أن تكون الخطوة الأولى في أي عمل مستقبلي هي اختبار سرعة عزم الدوران وكفاءة المحرك الحالي. يمكن تحقيق التحكم في المحرك باستخدام طريقة الأجهزة بدلاً من طريقة البرمجيات ، والتي ستقلل بشكل كبير من تكلفة وحجم التنفيذ. فيما يلي وصف موجز لكيفية تحقيق ذلك- هناك العديد من المجالات التي يمكن فيها تحسين التصميم الميكانيكي للمحرك. يمكن إدراج الملف اللولبي ببساطة في الجسم الرئيسي للمحرك. يمكن تقليل حجم المحرك بشكل كبير. يمكن تقليل حجم مغناطيس الموضع إلى حد كبير لتقليل عزم الدوران. يمكن تصميم وطباعة تصميم المحرك في مجموعة متنوعة من الأحجام المختلفة. يمكن تحسين كفاءة المحرك عن طريق التحقق من خاصية سرعة عزم الدوران في نطاق الجهد المطبق. إذا كان من الممكن تحديد محرك الطباعة ثلاثي الأبعاد المحسن بالكامل وطباعته في مجموعة متنوعة من الأحجام والتصنيفات المختلفة ، فسيكون نطاق التطبيق واسعًا جدًا. هذا هو دفتر ملاحظات Evernote مع الكثير من المقالات والروابط التي درستها أثناء القيام بهذا المشروع. مصادر مهمة [1] المبدأ الأساسي لـ DC Motor- Padmaraja Yedamale- فهم محرك العاصمة
