Я разработал и напечатал 3D безмолвного двигателя DC (BLDC) с использованием Arduino. В дополнение к магнитам, датчикам соленоидной обмотки и эффекта зала все компоненты двигателя напечатаны с репликатором Makerbot 2. Видео показывает готовый рабочий мотор. Этот инструкции предоставляются в качестве PDF вместе с файлами CAD и программами управления двигателями. Программа управления двигателем Arduino Этот проект требует 3D -принтеров, микроконтроллеров Arduino и основных электронных инструментов, таких как мультиметр, осциллограф, источник питания и электрические компоненты. Полный список деталей и инструментов, которые я использую. В таблице 1 показана стоимость производства мотора. Электрические компоненты, такие как резисторы и конденсаторы, не включены, потому что стоимость незначительна относительно общей стоимости двигателя. За исключением микроконтроллеров и батарей Arduino, общая стоимость производства мотор составляет 27 долларов. 71. Следует отметить, что снижение затрат не является главным приоритетом. Оптимизация может снизить производственные затраты. Основываясь на принципе, что двигатель должен быть простым в использовании легко доступных деталей для построения, конструктивные спецификации двигателя постоянного тока устанавливаются и должны обеспечить вид, аналогичный качественной производительности многих коммерческих двигателей DC, небольших вентиляторов. Двигатель предназначен для 3-фазного 4- полярного двигателя постоянного тока с 4- n52-ND-магнитом на роторе и соленоидом из 3-й проволоки, прикрепленным к статору. Из -за повышения эффективности количество механических деталей уменьшается, а трение уменьшается, бесщеточная конструкция выбирается. Магнит N52 выбирается за его прочность, цену и простоту доступа. В разделе управления двигателем \ 'BLDC \' управление бесщеточным двигателем будет обсуждаться далее. В таблице 2 показано сравнение между двигателем постоянного тока и двигателем щетки. Соленоид в 8-12 В, управляется цепью электрического переключателя. Датчик зала предоставит информацию о местоположении о том, когда цепь будет заменена. Следующие уравнения используются для оценки производительности двигателя, создавая тем самым начальную конструкцию двигателя. Если вы хотите увидеть эти уравнения, взгляните на PDF, связанный во вступлении, и они запутаются. Сила между двумя магнитами на определенном расстоянии может быть примерно приблизительно со следующим уравнением: F = Bmambsas/4G2, где B - плотность магнитного поля на поверхности магнита, а A - область магнита, G - расстояние между двумя магнитами. BS, магнитное поле соленоида определяется как: b = nil, где I - ток, n - количество пакетов, а L - длина соленоида. В двигателе максимальный крутящий момент оценивается в: t = 2 FRWHER RA RADIUS, а выбор - 25 мм. В сочетании с этими уравнениями может быть получена линейная экспрессия выходного крутящего момента, связанного с входным током данной соленоидной геометрии. F = 2rbmamasn4g2li Константа крутящего момента, необходимая для выбора, составляет 40 мл /а. На основе желаемой производительности относительно других доступных двигателей [2]. Электронная цепь управления необходима для управления двигателем BLDC. Чтобы повернуть двигатель BLDC, в зависимости от положения ротора, обмотка должна быть включена в определенном порядке. Положение ротора обнаруживается с использованием датчика зала, встроенного в статор. На рисунке 3 показана схематическая схема схемы управления двигателем BLDC. Датчик зала встроен в статор с тремя обмотками двигателя, обеспечивая цифровой выход, соответствующий, является ли Арктика или Антарктика наиболее близкой к датчику. Основываясь на этом цифровом выходе, микроконтроллер обеспечивает фазовую последовательность для драйвера двигателя, тем самым предоставляя мощность соответствующей обмотке. Каждый столбец последовательности Fase Engement имеет обмотку, прикрепленную к положительному напряжению, обмороковое питание на отрицательное напряжение и обмотоковое, включенное в отрицательное напряжение. Последовательность изменения фазы состоит из шести этапов, которые коррелируют выход датчика зала с выходом обмотки, который должен быть включен. В таблице 3 ниже приведен пример вращения по часовой стрелке. Окончательный дизайн состоит из 4 различных частей; Корпус в нижней части, ротор, верхний корпус и соленоид, как показано на рисунке 4 ниже. Рисунок 4: (а) нижняя оболочка (б) ротор (в) соленоид (г) сборочный двигатель (E) Верхняя сборка. Все детали отображаются в направлении, в котором они напечатаны. Нижний корпус, как показано на рисунке 4 (а) нижней крышки двигателя. Ротор, как показано на рисунке 4 (b) , содержит 8 магнитов, 4 для управления двигателем и 4 для предоставления данных положения для датчика зала. Как показано на рисунке 4, ротор скользят к нижней оболочке стиля скользящего подшипника (D). Оболочка сверху, как показано на рисунке 4 (e) , установленной на роторе и подключенной к дне, чтобы закрыть двигатель. Верхний корпус содержит 3 датчика положения зала, а также треугольный вырез, который позволяет винтовой трубке врезаться в корпус. Соленоид, как показано на рисунке 4 (c) , поместите в центр их треугольников, чтобы они могли выровнять отверстия в верхнем корпусе, что сами выровняет вертикально с магнитом ротора. Все детали, описанные ранее, напечатаны на Makerbot Replicator 2. Части могут быть напечатаны одновременно, а различные параметры печати, вероятно, дадут удовлетворительные результаты. Конечный продукт напечатан в прозрачном пластике PLA, с заполнением 20% и заполнительным количеством 0,20 мм высоты пола. Посредством повторных испытаний обнаружено, что детали, которые соединены вместе без скольжения, такие как верхняя и нижняя раковина, должны быть напечатаны при 0. Добавить 25 мм ко всем сторонам, в то время как детали для бесплатного скольжения, такие как роторы, должны быть напечатаны при 0. 4 мм пространства вокруг. Датчик эффекта магнита и зала печатает в правом дне верхней части зазора, разработав правую внутреннюю пустоту в нужном месте, приостановите печать и вставьте устройство, будет вставлена в сборку, а затем продолжить печать. Подходящая высота паузы приведена в таблице 4 ниже. 3D -печать может быть удален из Makerbot и может быть собрана вместе после удаления лишнего пластика с плота. Эти части должны быть составлены гладко без особых усилий. Солим -соленоид нуждается в последней соленоидной обработке. Каждый соленоид обернут примерно 400 раз с линией магнита 26 ГВт. Этот процесс может быть ускорен, повернув соленоид на буровой бит. Убедитесь, что каждый соленоид упакован в одном и том же направлении, так что полученный соленоид имеет одинаковую полярность. Как только соленоид будет готов, их следует внести в оболочку наверху. Здесь можно использовать сильный клей для укрепления соединения. Элементы цепи должны быть соединены вместе в соответствии со следующей схематической диаграммой. VCC водителя двигателя L6234 может быть где -то от 7 до 42 В, но я рекомендую запустить двигатель, не будучи выше 12ISH V. Программа, написанная Arduino для управления порядком изменения фазы, может быть найдена в программе, которая адаптирована в соответствии с этим руководством. Будущее улучшение двигателя может быть разделено на четыре категории; Механическая оптимизация, повышение эффективности, улучшение управления и применение. Первым шагом в любой будущей работе должен быть проверка скорости крутящего момента и эффективности тока двигателя. Управление двигателем может быть достигнуто с помощью аппаратного метода, а не программного метода, который значительно снизит стоимость и масштаб реализации. Вот краткое описание того, как это может быть достигнуто- есть много областей, где можно оптимизировать механическую конструкцию двигателя. Солит соленоид может быть просто вставлен в основной корпус двигателя. Размер двигателя может быть значительно уменьшен. Размер магнита положения может быть значительно уменьшен, чтобы уменьшить крутящий момент ротора. Конструкция двигателя может быть параметризована и напечатана в различных размерах. Эффективность двигателя может быть оптимизирована путем проверки характеристики скорости крутящего момента в диапазоне приложенного напряжения. Если полностью оптимизированный двигатель 3D -печати может быть параметризован и напечатан в различных размерах и рейтингах, диапазон приложений будет очень широким. Это моя Evernote Notebook с множеством статей и ссылок, которые я изучал во время выполнения этого проекта. Важные источники [1] Основной принцип DC Motor- Padmaraja yedamale- Понять DC Motor
