Dizajnirao sam i 3D ispisao motor bez četkice (BLDC) i upravljački motor pomoću Arduino. Osim magneta, senzora za namotavanje solenoida i dvorane, sve komponente motora ispisuju se s MakerBot Replicator 2. Video prikazuje gotov radni motor. Ovaj se instruktiv daje kao PDF zajedno s CAD datotekama i programima upravljanja motorom. Arduino -ov program upravljanja motorom: Koristite datoteku, pregledajte, mijenjajte dizajn besplatno ili radite sve što želite s njom! Ovaj projekt zahtijeva 3D pisače, Arduino mikrokontrolere i osnovne elektroničke alate poput multimetra, osciloskopa, napajanja i električnih komponenti. Kompletan popis dijelova i alata koje koristim. Tablica 1 prikazuje troškove proizvodnje motora. Električne komponente poput otpornika i kondenzatora nisu uključene jer su troškovi zanemarivi u odnosu na ukupne troškove motora. Izuzevši Arduino mikrokontrolere i baterije, ukupni trošak proizvodnje motora iznosi 27 dolara. 71. Treba istaknuti da smanjenje troškova nije glavni prioritet. Optimizacija može smanjiti troškove proizvodnje. Na temelju principa da bi motor trebao biti jednostavan za korištenje lako dostupnih dijelova za izgradnju, uspostavljene su dizajnerske specifikacije istosmjernog motora i trebale bi pružiti vrstu slične kvalitetnim performansama mnogih komercijalnih DC motora, malih električnih ventilatora. Motor je dizajniran kao 3-fazni, 4- polarni istosmjerni motor s 4- N52 ND magnetom na rotoru i solenoidom od 3 žice rane pričvršćen na stator. Zbog povećane učinkovitosti, broj mehaničkih dijelova se smanjuje, a trenje se smanjuje, odabire se dizajn bez četkice. Magnet N52 odabran je zbog svoje snage, cijene i lakoće pristupa. U odjeljku \ 'BLDC Motor Control \', dalje će se raspravljati o upravljanju motorom bez četkica. Tablica 2 prikazuje usporedbu između istosmjernog motora i motora četke. Solenoid u 8-12 V, kontroliran krugom električnog prekidača. Senzor Hall pružit će informacije o lokaciji o tome kada će krug biti zamijenjen. Sljedeće jednadžbe koriste se za procjenu performansi motora, stvarajući tako početni motorički dizajn. Ako želite vidjeti ove jednadžbe, pogledajte PDF povezan u uvodu i oni se zabrljaju. Sila između dva magneta na određenoj udaljenosti može se približno približiti sljedećom jednadžbom: F = Bmambsas/4G2, gdje je B gustoća magnetskog polja na površini magneta, a A područje magneta, G je udaljenost između dva magneta. BS, magnetsko polje solenoida daje: b = nil, gdje je i struja, n je broj paketa, a L je duljina solenoida. U motoru se procjenjuje da je maksimalni okretni moment: t = 2 frawhere r je polumjer, a odabir 25 mm. U kombinaciji s tim jednadžbama može se dobiti linearna ekspresija izlaznog okretnog momenta povezanog s ulaznom strujom određene solenoidne geometrije. F = 2RBMamasn4g2li Konstanta zakretnog momenta potrebna za odabir je 40 m- nm/a na temelju željenih performansi u odnosu na ostale dostupne motore [2]. Elektronski upravljački krug potreban je za kontrolu motora BLDC -a. Za rotiranje BLDC motora, ovisno o položaju rotora, namota se mora uključiti u definiranom redoslijedu. Položaj rotora otkriva se pomoću Hall senzora ugrađenog u stator. Na slici 3 prikazan je shematski dijagram sheme upravljanja motorom BLDC. Senzor Hall ugrađen je u stator s tri namota motora, pružajući digitalni izlaz koji odgovara je li Arktik ili Antarktik najbliži senzoru. Na temelju ovog digitalnog izlaza, mikrokontroler osigurava fazni slijed za pokretač motora, pružajući tako snagu odgovarajuće namota. Svaka stupac sekvence promjene faze ima namotavanje na pozitivni napon, namotavanje na negativan napon i namotavanje na negativnom naponu. Slijed promjene faze sastoji se od šest koraka koji koreliraju izlaz senzora Hall s izlazom namota koji bi trebao biti uključen. Tablica 3 u nastavku daje primjer rotacije u smjeru kazaljke na satu. Konačni dizajn sastoji se od 4 različita dijela; Donji kućište, rotor, gornji kućište i solenoid kao što je prikazano na slici 4 ispod. Slika 4: (a) Donja ljuska (b) Rotor (c) Solenoid (D) Motor motora (E) Gornji sklop. Svi su dijelovi prikazani u smjeru u kojem su tiskani. Donji prostor, kao što je prikazano na slici 4 (a) Donji poklopac motora. Rotor, kao što je prikazano na slici 4 (b) , sadrži 8 magneta, 4 za vožnju motora i 4 za pružanje podataka o položaju senzoru Hall. Kao što je prikazano na slici 4, rotor se klizi na donju školjku stila kliznog ležaja (D). Školjka na vrhu, kao što je prikazano na slici 4 (e) , montirana je na rotor i spojena na dno kako bi zatvorila motor. Gornje kućište sadrži 3 senzora položaja u dvorani, kao i trokutasti izrez koji omogućava da se epruveta za vijak zabije u kućište. Solenoid kao što je prikazano na slici 4 (c) , stavite trokute u sredinu njih kako bi im omogućili da se usklade s rupama u gornjem kućištu, koje se sami poklapaju s magnetom rotora. Svi ranije opisani dijelovi ispisani su na MakerBot Replikatoru 2. Dijelovi se mogu istovremeno ispisati, a različiti parametri ispisa vjerojatno će dati zadovoljavajuće rezultate. Konačni proizvod ispisuje se u prozirnoj plastičnoj plastici, s količinom punjenja od 20% i količinom punjenja od 0,0 mm visine poda. Kroz ponovljena ispitivanja utvrđeno je da dijelovi koji su spojeni zajedno bez klizanja, poput gornjih i donjih školjki, treba ispisati na 0. Dodajte 25 mm na sve strane, dok dijelove za slobodno klizanje, poput rotora, treba ispisati na prostoru od 0. 4 mm. Ispišite senzor magneta i dvorane na desno dno vrha jaza dizajniranjem desne unutarnje praznine na pravom mjestu, pauzirajući ispis i umetanje uređaja, umetnuti u sklop, a zatim nastaviti tiskati. Odgovarajuća visina stanke navedena je u tablici 4 u nastavku. 3D komad ispisa može se ukloniti iz MakerBot -a i može se sastaviti zajedno nakon uklanjanja viška plastike s splava. Te bi dijelove trebalo bez puno napora sastaviti bez puno napora. Solenoidni solenoid treba posljednju solenoidnu obradu. Svaki solenoid omotan je oko 400 puta s 26GW magnetskom linijom. Ovaj se postupak može ubrzati okretanjem solenoida na bit bušilice. Provjerite je li svaki solenoid spakiran u istom smjeru tako da rezultirajući solenoid ima isti polaritet. Jednom kada je solenoid spreman, na vrhu ih treba ubiti u školjku. Ovdje se može koristiti snažno ljepilo za jačanje veze. Elementi kruga trebaju biti povezani zajedno prema sljedećem shematskom dijagramu. VCC pokretača motora L6234 može biti bilo gdje od 7 V do 42 V, ali preporučujem pokretanje motora bez da je veći od 12ish V. Program koji je Arduino napisao za kontrolu redoslijeda promjene faze može se naći u programu, koji je prilagođen u skladu s ovim priručnikom. Buduće poboljšanje motora može se podijeliti u četiri kategorije; Mehanička optimizacija, poboljšanje učinkovitosti, poboljšanje kontrole i primjena. Prvi korak u bilo kojem budućem radu trebao bi biti testiranje brzine momenta i učinkovitosti trenutnog motora. Kontrola motora može se postići pomoću hardverske metode, a ne softverske metode, što će uvelike smanjiti troškove i razmjere implementacije. Evo kratkog opisa kako se to može postići- postoje mnoga područja na kojima se mehanički dizajn motora može optimizirati. Solenoid se može jednostavno umetnuti u glavno tijelo motora. Veličina motora može se značajno smanjiti. Veličina magneta položaja može se uvelike smanjiti kako bi se smanjio okretni moment rotora. Dizajn motora može se parametrizirati i ispisati u različitim veličinama. Učinkovitost motora može se optimizirati provjerom karakteristike brzine okretnog momenta u rasponu primijenjenog napona. Ako se potpuno optimizirani motor za 3D ispis može parametrizirati i ispisati u različitim veličinama i ocjenama, raspon aplikacija bit će vrlo širok. Ovo je moja Evernote bilježnica s puno članaka i veza koje sam proučavao dok sam radio ovaj projekt. Važni izvori [1] Osnovni princip DC motor- padmaraja yedamale- razumije DC motor
