3d na naka-print na dc motor

Nagdisenyo ako at nag-print ng 3D ng brushless DC (BLDC)
Motor at control motor gamit ang Arduino.
Bilang karagdagan sa mga magnet, solenoid winding at Hall effect sensor, ang lahat ng bahagi ng motor ay naka-print gamit ang Makerbot Replicator 2.
Ipinapakita ng video ang tapos na gumaganang motor.
Ang itinuturo na ito ay ibinibigay bilang pdf kasama ng mga cad file at mga programa sa kontrol ng motor.
Ang motor control program ng Arduino: gamitin ang file, suriin, baguhin ang disenyo nang libre, o gawin ang anumang gusto mo dito!
Nangangailangan ang proyektong ito ng mga 3D printer, arduino microcontroller, at mga pangunahing elektronikong tool tulad ng multimeter, Oscilloscope, power supply, at mga de-koryenteng bahagi.
Kumpletong listahan ng mga bahagi at tool na ginagamit ko.
Ipinapakita sa talahanayan 1 ang halaga ng paggawa ng motor.
Ang mga de-koryenteng sangkap tulad ng mga resistor at capacitor ay hindi kasama dahil ang halaga ay bale-wala sa kabuuang halaga ng motor.
Hindi kasama ang mga Arduino micro-controller at baterya, ang kabuuang halaga ng pagmamanupaktura ng motor ay $27. 71.
Dapat ituro na ang pagbabawas ng mga gastos ay hindi ang pangunahing priyoridad. ang pag-optimize ay maaaring mabawasan ang mga gastos sa produksyon.
Batay sa prinsipyo na ang motor ay dapat na madaling gamitin na madaling ma-access na mga bahagi upang bumuo, ang mga pagtutukoy ng disenyo ng DC motor ay itinatag, at dapat magbigay ng uri na katulad ng kalidad ng pagganap ng maraming komersyal na DC motor, maliliit na electric fan.
Ang motor ay idinisenyo upang maging 3-phase, 4-
Polar DC motor na may 4-
Ang N52 nd magnet sa rotor at ang 3 wire wound solenoid na nakakabit sa stator.
Dahil sa mas mataas na kahusayan, ang bilang ng mga mekanikal na bahagi ay nabawasan, at ang alitan ay nabawasan, ang brushless na disenyo ay napili.
Ang N52 magnet ay pinili para sa lakas, presyo at kadalian ng pag-access.
Sa seksyong \'bldc motor control\', tatalakayin pa ang Brushless motor control.
Ipinapakita sa talahanayan 2 ang paghahambing sa pagitan ng DC motor at ng Brush Motor.
Solenoid sa
8-12 V, na kinokontrol ng isang electrical switch circuit.
Ang Hall sensor ay magbibigay ng impormasyon sa lokasyon tungkol sa kung kailan ipapalit ang circuit.
Ang mga sumusunod na equation ay ginagamit upang tantyahin ang pagganap ng motor, kaya lumilikha ng paunang disenyo ng motor.
Kung gusto mong makita ang mga equation na ito, tingnan ang pdf na naka-link sa intro at magulo sila.
Ang puwersa sa pagitan ng dalawang magnet sa Isang tiyak na distansya ay maaaring humigit-kumulang tinatayang sa sumusunod na equation: F = BmAmBsAs/4g2, kung saan ang B ay ang density ng magnetic field sa ibabaw ng magnet at ang A ay ang lugar ng magnet, g ay ang distansya sa pagitan ng dalawang magnet.
Bs, ang magnetic field ng solenoid ay ibinibigay ng: B = NIl, kung saan ang I ay ang kasalukuyang, N ay ang bilang ng mga pakete, at l ang haba ng solenoid.
Sa motor, ang pinakamataas na torque ay tinatantya na: t = 2 fr kung saan ang r ay ang radius at ang pagpili ay 25mm.
Kasama ng mga equation na ito, ang isang linear na expression ng output torque na nauugnay sa input current ng isang ibinigay na solenoid geometry ay maaaring makuha.
F = 2rbmamasn4g2li ang torque constant na kinakailangan upang piliin ay 40 m-
Nm/A batay sa nais na pagganap na may kaugnayan sa iba pang magagamit na mga motor [2].
Kinakailangan ang electronic control circuit para sa kontrol ng motor ng BLDC.
Upang paikutin ang BLDC motor, depende sa posisyon ng rotor, ang winding ay dapat na naka-on sa pagkakasunud-sunod na tinukoy.
Ang posisyon ng rotor ay nakita gamit ang hall sensor na naka-embed sa stator.
Ipinapakita ng Figure 3 ang isang schematic diagram ng BLDC motor control scheme.
Ang Hall sensor ay naka-embed sa stator na may tatlong motor windings, na nagbibigay ng digital na output na tumutugma sa kung ang Arctic o Antarctic ay pinakamalapit sa sensor.
Batay sa digital na output na ito, ang micro-controller ay nagbibigay ng phase sequence para sa motor driver, kaya nagbibigay ng kapangyarihan sa kaukulang winding.
Ang bawat column ng sequence ng pagbabago ng phase ay may winding na pinapagana sa positibong boltahe, isang winding na pinapagana sa negatibong boltahe, at isang winding na pinapagana sa negatibong boltahe.
Ang pagkakasunud-sunod ng pagbabago ng bahagi ay binubuo ng anim na hakbang na nag-uugnay sa output ng sensor ng hall sa output ng paikot-ikot na dapat na naka-on.
Ang talahanayan 3 sa ibaba ay nagbibigay ng isang halimbawa ng isang pakanan na pag-ikot.
Ang huling disenyo ay binubuo ng 4 na magkakaibang bahagi;
Bottom housing, rotor, top housing at solenoid gaya ng ipinapakita sa Figure 4 sa ibaba. Figure 4: (a)
Bottom shell (b) Rotor (c )Solenoid (d)
Assembly motor (e)Top assembly.
Ang lahat ng mga bahagi ay ipinapakita sa direksyon kung saan naka-print ang mga ito.
Ang ilalim na enclosure, tulad ng ipinapakita sa Figure 4 (a)
Ang ilalim na takip ng motor.
Rotor, tulad ng ipinapakita sa Figure 4 (b)
, Naglalaman ng 8 magnet, 4 para sa pagmamaneho ng motor, at 4 para sa pagbibigay ng data ng posisyon sa Hall sensor.
Tulad ng ipinapakita sa figure 4, ang rotor ay dumudulas sa ilalim na shell ng sliding bearing style (d).
Ang shell sa itaas, tulad ng ipinapakita sa Figure 4 (e)
, Naka-mount sa rotor at nakakonekta sa ibaba upang isara ang motor.
Ang tuktok na housing ay naglalaman ng 3 hall position sensor, pati na rin ang isang triangular na cut-out na nagbibigay-daan sa screw tube na makapasok sa housing.
Solenoid tulad ng ipinapakita sa Figure 4 (c)
, Ilagay ang mga tatsulok sa gitna ng mga ito upang pahintulutan silang ihanay sa mga butas sa tuktok na pabahay, na mismong nakahanay nang patayo sa rotor magnet.
Ang lahat ng bahaging inilarawan kanina ay naka-print sa Makerbot Replicator 2.
Maaaring i-print ang mga bahagi nang sabay-sabay, at ang iba't ibang mga parameter sa pag-print ay malamang na makagawa ng mga kasiya-siyang resulta.
Ang pangwakas na produkto ay nakalimbag sa transparent na PLA na plastik, na may halaga ng pagpuno na 20% at isang halaga ng pagpuno na 0.
20mm ang taas ng sahig.
Sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagsubok, napag-alaman na ang mga bahagi na magkakaugnay nang hindi dumudulas, tulad ng itaas at ibabang mga shell, ay dapat na naka-print sa 0.
Magdagdag ng 25mm sa lahat ng panig, habang ang mga bahagi para sa libreng pag-slide, tulad ng mga rotor, ay dapat na naka-print sa 0.
4mm na espasyo sa paligid.
Ang magnet at Hall effect sensor ay naka-print sa kanang ibaba ng tuktok ng gap sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng tamang panloob na void sa tamang lugar, i-pause ang pag-print at ipasok ang device, ipasok sa assembly, at pagkatapos ay ipagpatuloy ang pag-print.
Ang naaangkop na taas ng paghinto ay ibinibigay sa Talahanayan 4 sa ibaba.
Ang 3D print na piraso ay maaaring alisin mula sa Makerbot at maaaring tipunin pagkatapos alisin ang labis na plastic mula sa balsa.
Ang mga bahaging ito ay dapat na magkasama nang maayos nang walang labis na pagsisikap.
Kailangan ng solenoid solenoid ang huling solenoidprocessing.
Ang bawat solenoid ay nakabalot ng halos 400 beses na may 26gw magnet line.
Ang prosesong ito ay maaaring mapabilis sa pamamagitan ng pagpihit ng solenoid sa drill bit.
Siguraduhin na ang bawat solenoid ay naka-pack sa parehong direksyon upang ang resultang solenoid ay may parehong polarity.
Kapag handa na ang solenoid, dapat itong ipasok sa shell sa itaas.
Ang matibay na pandikit ay maaaring gamitin dito upang palakasin ang koneksyon.
Ang mga elemento ng circuit ay dapat na konektado nang magkasama ayon sa sumusunod na schematic diagram.
Ang VCC ng driver ng motor ng L6234 ay maaaring nasa kahit saan mula sa 7 v hanggang 42 V, ngunit inirerekumenda kong patakbuhin ang motor nang hindi mas mataas kaysa sa 12ish V.
Ang program na isinulat ng Arduino upang makontrol ang pagkakasunud-sunod ng pagbabago ng phase ay matatagpuan sa programa, na inangkop ayon sa manwal na ito.
Ang hinaharap na pagpapabuti ng motor ay maaaring nahahati sa apat na kategorya;
Mechanical optimization, pagpapabuti ng kahusayan, pagpapabuti ng kontrol at aplikasyon.
Ang unang hakbang sa anumang trabaho sa hinaharap ay dapat na subukan ang
bilis ng metalikang kuwintas at kahusayan ng kasalukuyang motor.
Ang kontrol ng motor ay maaaring makamit gamit ang isang pamamaraan ng hardware sa halip na isang pamamaraan ng software, na lubos na magbabawas sa gastos at sukat ng pagpapatupad.
Narito ang isang maikling paglalarawan kung paano ito makakamit-
Maraming mga lugar kung saan maaaring ma-optimize ang mekanikal na disenyo ng motor.
Ang solenoid ay maaaring ipasok lamang sa pangunahing katawan ng motor.
Ang laki ng motor ay maaaring makabuluhang bawasan.
Ang laki ng posisyon ng magnet ay maaaring lubos na mabawasan upang mabawasan ang metalikang kuwintas ng rotor.
Ang disenyo ng motor ay maaaring i-parameter at i-print sa iba't ibang laki.
Ang kahusayan ng motor ay maaaring ma-optimize sa pamamagitan ng pagsuri sa torque
Speed ​​na katangian sa loob ng saklaw ng inilapat na boltahe.
Kung ang ganap na na-optimize na 3D printing motor ay maaaring ma-parameter at mai-print sa iba't ibang laki at rating, ang saklaw ng aplikasyon ay magiging napakalawak.
Ito ang aking evernote notebook na may maraming artikulo at link na pinag-aralan ko habang ginagawa ang proyektong ito.
Mahahalagang mapagkukunan[1]
Pangunahing prinsipyo ng DC motor-
Padmaraja Yedamale-
Unawain ang DC motor