Am proiectat și am imprimat 3D un motor DC fără perii (BLDC) și un motor de control folosind Arduino. În plus față de magneți, de înfășurare a solenoidului și senzori de efect Hall, toate componentele motorului sunt tipărite cu MakerBot Replicator 2. Videoclipul arată motorul de lucru finalizat. Această instrucțiune este furnizată ca PDF împreună cu fișiere CAD și programe de control al motorului. Programul de control al motorului lui Arduino: Utilizați fișierul, revizuirea, schimbați designul gratuit sau faceți orice doriți cu acesta! Acest proiect necesită imprimante 3D, microcontrolere Arduino și instrumente electronice de bază precum multimetru, osciloscop, sursă de alimentare și componente electrice. Lista completă de piese și instrumente pe care le folosesc. Tabelul 1 prezintă costul fabricației motorului. Componentele electrice, cum ar fi rezistențele și condensatoarele, nu sunt incluse, deoarece costul este neglijabil în raport cu costul total al motorului. Excluzând micro-controlerii și bateriile Arduino, costul total al fabricației motorului este de 27 dolari. 71. Trebuie subliniat faptul că reducerea costurilor nu este prioritatea principală. Optimizarea poate reduce costurile de producție. Pe baza principiului potrivit căruia motorul ar trebui să fie ușor de utilizat piese ușor accesibile pentru a construi, sunt stabilite specificațiile de proiectare ale motorului DC și ar trebui să ofere genul similar cu performanța de calitate a multor motoare DC comerciale, ventilatoare electrice mici. Motorul este proiectat pentru a fi motor de 3 faze, 4-polar DC, cu 4- magnetul N52 ND pe rotor și solenoidul cu 3 sârmă atașat la stator. Din cauza eficienței crescute, numărul de piese mecanice este redus, iar frecarea este redusă, este selectat designul fără perii. Magnetul N52 este ales pentru puterea, prețul și ușurința accesului său. În secțiunea \ „BLDC Motor Control \”, controlul motorului fără perie va fi discutat în continuare. Tabelul 2 prezintă comparația dintre motorul DC și motorul periei. Solenoid în 8-12 V, controlat de un circuit de întrerupător electric. Senzorul Hall va oferi informații despre locație despre momentul în care circuitul va fi schimbat. Următoarele ecuații sunt utilizate pentru a estima performanța motorului, creând astfel proiectarea inițială a motorului. Dacă doriți să vedeți aceste ecuații, aruncați o privire la PDF -ul legat în introducere și acestea sunt încurcate. Forța dintre cei doi magneți la o anumită distanță poate fi aproximativ aproximativă cu următoarea ecuație: F = BMAMBSAS/4G2, unde B este densitatea câmpului magnetic de pe suprafața magnetului și A este aria magnetului, G este distanța dintre doi magneți. BS, câmpul magnetic al solenoidului este dat de: b = nil, unde i este curentul, n este numărul de pachete, iar L este lungimea solenoidului. În motor, cuplul maxim este estimat a fi: t = 2 frwhere r este raza, iar selecția este de 25 mm. Combinată cu aceste ecuații, se poate obține o expresie liniară a cuplului de ieșire asociat cu curentul de intrare al unei geometrii solenoidului dat. F = 2RBMAMASN4G2LI Constanta de cuplu necesară pentru a selecta este de 40 m- nm/A pe baza performanței dorite în raport cu alte motoare disponibile [2]. Circuitul de control electronic este necesar pentru controlul motorului al BLDC. Pentru a roti motorul BLDC, în funcție de poziția rotorului, înfășurarea trebuie să fie pornită în ordinea definită. Poziția rotorului este detectată folosind senzorul hol încorporat în stator. Figura 3 prezintă o diagramă schematică a schemei de control a motorului BLDC. Senzorul Hall este încorporat în stator cu trei înfășurări ale motorului, oferind o ieșire digitală corespunzătoare dacă arctica sau Antarctica este cea mai apropiată de senzor. Pe baza acestei ieșiri digitale, micro-controlorul oferă secvența de fază pentru șoferul motorului, furnizând astfel energie la înfășurarea corespunzătoare. Fiecare coloană de secvență de modificare a fazei are o înfășurare pornită spre tensiunea pozitivă, o înfășurare alimentate la tensiunea negativă și o înfășurare pornită la tensiunea negativă. Secvența de schimbare a fazelor constă din șase pași care corelează ieșirea senzorului Hall cu ieșirea înfășurării care ar trebui să fie pornită. Tabelul 3 de mai jos oferă un exemplu de rotație în sensul acelor de ceasornic. Designul final este format din 4 părți diferite; Carcasă de jos, rotor, carcasă de sus și solenoid, așa cum se arată în figura 4 de mai jos. Figura 4: (a) Shell de jos (b) rotor (c) solenoid (d) Motor de asamblare (E) ansamblu superior. Toate piesele sunt afișate în direcția în care sunt tipărite. Incostia de jos, așa cum se arată în figura 4 (a) capacul de jos al motorului. Rotor, așa cum se arată în figura 4 (b) , conține 8 magneți, 4 pentru conducerea motorului și 4 pentru furnizarea de date de poziție senzorului holului. Așa cum se arată în figura 4, rotorul alunecă spre coaja de jos a stilului de rulment glisant (D). Învelișul din partea de sus, așa cum se arată în figura 4 (e) , montat pe rotor și conectat la partea inferioară pentru a închide motorul. Carcasa superioară conține 3 senzori de poziție de hol, precum și o decupaj triunghiular care permite tubului cu șurub să se prindă în carcasă. Solenoid, așa cum se arată în figura 4 (c) , așezați triunghiuri în centrul lor pentru a le permite să se alinieze cu găurile din carcasa superioară, care ei înșiși se aliniază vertical cu magnetul rotorului. Toate părțile descrise anterior sunt tipărite pe MakerBot Replicator 2. Piesele pot fi tipărite în același timp, iar diverși parametri de imprimare pot produce rezultate satisfăcătoare. Produsul final este tipărit în plastic PLA transparent, cu o cantitate de umplere de 20% și o cantitate de umplere de 0. 20 mm înălțime a podelei. Prin încercări repetate, se constată că piesele care sunt conectate între ele fără alunecare, cum ar fi cojile de sus și de jos, ar trebui să fie tipărite la 0. Adăugați 25 mm în toate părțile, în timp ce piesele pentru alunecare gratuită, cum ar fi rotoarele, ar trebui să fie tipărite la 0. 4mm spațiu în jur. Imprimarea senzorului cu efect de magnet și hall în partea dreaptă a partea superioară a decalajului prin proiectarea golului intern drept la locul potrivit, pauză imprimarea și introduceți dispozitivul, este introdusă în ansamblu și apoi continuați imprimarea. Înălțimea de pauză corespunzătoare este prezentată în tabelul 4 de mai jos. Piesa de imprimare 3D poate fi îndepărtată din Makerbot și poate fi asamblată împreună după îndepărtarea excesului de plastic din plută. Aceste părți ar trebui să fie puse fără probleme fără prea mult efort. Solenoid solenoid are nevoie de ultima procedură solenoid. Fiecare solenoid este înfășurat de aproximativ 400 de ori cu o linie de magnet de 26 GW. Acest proces poate fi accelerat prin rotirea solenoidului pe bitul de burghiu. Asigurați -vă că fiecare solenoid este ambalat în aceeași direcție, astfel încât solenoidul rezultat să aibă aceeași polaritate. Odată ce solenoidul este gata, acestea ar trebui să fie prinse în coaja din partea de sus. Aici poate fi utilizat un lipici puternic pentru a consolida conexiunea. Elementele de circuit ar trebui să fie conectate împreună în funcție de următoarea diagramă schematică. VCC al șoferului de motor L6234 poate fi oriunde de la 7 V la 42 V, dar recomand să rulați motorul fără a fi mai mare decât 12ish V. Programul scris de Arduino pentru a controla ordinea schimbării de fază poate fi găsit în program, care este adaptat în funcție de acest manual. Îmbunătățirea viitoare a motorului poate fi împărțită în patru categorii; Optimizarea mecanică, îmbunătățirea eficienței, îmbunătățirea controlului și aplicarea. Primul pas în orice lucrare viitoare ar trebui să fie testarea vitezei cuplului și a eficienței motorului curent. Controlul motorului poate fi obținut folosind o metodă hardware, mai degrabă decât o metodă software, care va reduce considerabil costul și scara implementării. Iată o scurtă descriere a modului în care se poate realiza acest lucru- există multe domenii în care proiectarea mecanică a motorului poate fi optimizată. Solenoidul poate fi introdus pur și simplu în corpul principal al motorului. Mărimea motorului poate fi redusă semnificativ. Mărimea magnetului de poziție poate fi mult redusă pentru a reduce cuplul rotorului. Proiectarea motorului poate fi parametrizată și tipărită într -o varietate de dimensiuni diferite. Eficiența motorului poate fi optimizată prin verificarea vitezei cuplului caracteristice în intervalul tensiunii aplicate. Dacă motorul de imprimare 3D complet optimizat poate fi parametrizat și tipărit într -o varietate de dimensiuni și evaluări diferite, gama de aplicații va fi foarte largă. Acesta este caietul meu Evernote cu o mulțime de articole și link -uri pe care le -am studiat în timp ce făceam acest proiect. Surse importante [1] Principiul de bază al motorului DC- Padmaraja Yedamale- Înțelegeți motorul DC
