Navrhol som a 3D vytlačil motor bez kefy DC (BLDC) a riadiaci motor pomocou Arduino. Okrem magnetov, solenoidných vinutia a senzorov efektu haly sú všetky komponenty motora vytlačené pomocou Makerbot Replicator 2. Video zobrazuje hotový pracovný motor. Tento výučba je poskytovaná ako PDF spolu so súborom CAD a programami riadenia motorov. Program riadenia motora Arduino : Použite súbor, skontrolujte, zmeňte dizajn zadarmo alebo s ním urobte, čo chcete! Tento projekt vyžaduje 3D tlačiarne, mikrokontroléry Arduino a základné elektronické nástroje, ako sú multimeter, osciloskop, napájací zdroj a elektrické komponenty. Kompletný zoznam častí a nástrojov, ktoré používam. Tabuľka 1 ukazuje náklady na výrobu motora. Elektrické komponenty, ako sú rezistory a kondenzátory, nie sú zahrnuté, pretože náklady sú zanedbateľné v porovnaní s celkovými nákladmi na motor. Okrem mikrokontrolérov a batérií Arduino sú celkové náklady na výrobu motora 27 dolárov. 71. Je potrebné zdôrazniť, že zníženie nákladov nie je najvyššou prioritou. Optimalizácia môže znížiť výrobné náklady. Na základe zásady, že motor by sa mal ľahko používať ľahko dostupné diely na konštrukciu, sa vytvoria konštrukčné špecifikácie jednosmerného motora a mali by poskytovať druh podobný kvalitnému výkonu mnohých komerčných jednosmerných motorov, malých elektrických ventilátorov. Motor je navrhnutý na 3-fázový, 4- polárny jednosmerný motor so 4- N52 ND magnetom na rotore a solenoidom 3 drôtu pripevnený k statovi. Z dôvodu zvýšenej účinnosti sa zníži počet mechanických častí a trenie je znížené, vyberie sa bezbrusový dizajn. Magnet N52 je vybraný pre svoju silu, cenu a ľahký prístup. V časti \ 'BLDC Motor Control \' sa bude diskutovať ďalej. Tabuľka 2 ukazuje porovnanie jednosmerného motora a motora kefy. Solenoid v 8- 12 V, riadený obvodom elektrického spínača. Senzor Hall poskytne informácie o polohe o tom, kedy bude obvod vymenený. Na odhad výkonu motora sa používajú nasledujúce rovnice, čím sa vytvorí počiatočný návrh motora. Ak chcete vidieť tieto rovnice, pozrite sa na PDF prepojený v úvode a oni sú zmätení. Sila medzi dvoma magnetmi v určitej vzdialenosti môže byť približne približná s nasledujúcou rovnicou: F = BMAMBSAS/4G2, kde B je hustota magnetického poľa na povrchu magnetu a A je plocha magnetu, G je vzdialenosť medzi dvoma magnetmi. BS, magnetické pole solenoidu je dané: b = nil, kde I je prúd, n je počet balíkov a l je dĺžka solenoidu. V motore sa odhaduje, že maximálny krútiaci moment je: t = 2 frwe r je polomer a výber je 25 mm. V kombinácii s týmito rovnicami je možné získať lineárnu expresiu výstupného krútiaceho momentu spojeného so vstupným prúdom danej solenoidovej geometrie. F = 2RBMAMASN4G2LI KONTEČNÁ KONTEČNÁ KONTEČNÁ KONTEČNOSŤ POTREBNÝ VÝBER JE 40 M- NM/A založená na požadovanom výkone vzhľadom na iné dostupné motory [2]. Elektronický riadiaci obvod je potrebný na riadenie motora BLDC. Na otáčanie motora BLDC v závislosti od polohy rotora musí byť vinutie zapnuté v definovanom poradí. Poloha rotora sa deteguje pomocou senzora haly zabudovaného do statora. Obrázok 3 zobrazuje schematický diagram schémy riadenia motora BLDC. Senzor haly je zabudovaný do statora s tromi motorovými vinutiami, čo poskytuje digitálny výstup zodpovedajúci tomu, či je Arktída alebo Antarktída najbližšie k senzoru. Na základe tohto digitálneho výstupu poskytuje mikrokontrolér fázovú sekvenciu pre vodiča motora, čím dodáva výkon zodpovedajúcemu vinutiu. Každý stĺpec sekvencie fázy má vinutie zapnuté na pozitívne napätie, vinutie zapnuté na záporné napätie a vinutie zapnuté na záporné napätie. Sekvencia fázovej zmeny pozostáva zo šiestich krokov, ktoré korelujú výstup senzora haly s výstupom vinutia, ktorý by mal byť zapnutý. Tabuľka 3 nižšie uvádza príklad rotácie v smere hodinových ručičiek. Konečný dizajn pozostáva zo 4 rôznych častí; Spodné puzdro, rotor, horné puzdro a solenoid, ako je znázornené na obrázku 4 nižšie. Obrázok 4: a) spodná škrupina (B) rotor (C) solenoid (D) montážny motor (E) horná zostava. Všetky časti sú zobrazené v smere, v ktorom sú vytlačené. Spodný kryt, ako je znázornené na obrázku 4 (a) spodný kryt motora. Rotor, ako je znázornené na obrázku 4 (b) , obsahuje 8 magnetov, 4 na riadenie motora a 4 na poskytovanie polohových údajov senzora haly. Ako je znázornené na obrázku 4, rotor sa posúva k spodnej škrupine štýlu posuvného ložiska (D). Škrupina na vrchu, ako je znázornené na obrázku 4 (e) , namontované na rotor a pripojené k dne, aby sa motor zavrel. Horné puzdro obsahuje 3 senzory polohy haly, ako aj trojuholníkový výrez, ktorý umožňuje skrutkovú trubicu zaskočiť do krytu. Solenoid, ako je znázornené na obrázku 4 (c) , vložte trojuholníky do ich stredu, aby sa im umožnilo zarovnať s otvormi v hornom puzdre, ktoré sa samy o sebe zarovnajú vertikálne s rotorovým magnetom. Všetky časti opísané skôr sú vytlačené na replikátore MakerBot 2. Časti sa dajú vytlačiť súčasne a rôzne parametre tlače pravdepodobne prinesú uspokojivé výsledky. Konečný produkt je vytlačený v priehľadnom plastovom plastovom plastke, s množstvom náplň 20% a množstvom výplne 0,20 mm výšky podlahy. Prostredníctvom opakovaných pokusov sa zistilo, že časti, ktoré sú spojené spolu bez kĺzania, ako sú horné a spodné škrupiny, by sa mali vytlačiť na 0. Pridajte 25 mm na všetky strany, zatiaľ čo diely na voľné kĺzanie, ako napríklad rotory, by sa mali vytlačiť na 0,4 mm priestor okolo. Senzor efektu magnetu a haly tlačí na pravú spodnú časť hornej časti medzery navrhnutím správnej vnútornej medzery na správnom mieste, pozastaví tlač a vložte zariadenie, vloží sa do zostavy a potom pokračujte v tlači. V príslušnej výške pauzy je uvedená v tabuľke 4 nižšie. 3D tlačový kus je možné odstrániť z Makerbot a dá sa zostaviť spolu po odstránení prebytočného plastu z plte. Tieto časti by sa mali bezplatne zostaviť bez veľkého úsilia. Solenoid solenoid potrebuje posledné solenoidné spracovanie. Každý solenoid je zabalený asi 400 -krát pomocou magnetickej línie 26 GW. Tento proces sa dá zrýchliť otočením solenoidu na bit vŕtania. Uistite sa, že každý solenoid je zabalený rovnakým smerom, takže výsledný solenoid má rovnakú polaritu. Akonáhle je solenoid pripravený, mali by byť zaseknutí do škrupiny hore. Na posilnenie spojenia je možné použiť silné lepidlo. Prvky obvodu by sa mali spojiť podľa nasledujúceho schematického diagramu. VCC vodiča motorového vozidla L6234 môže byť kdekoľvek od 7 V do 42 V, ale odporúčam spustenie motora bez toho, aby bol vyšší ako 12ish V. Program napísaný Arduino na riadenie poradia fázy zmeny sa dá nájsť v programe, ktorý je upravený podľa tejto príručky. Budúce zlepšenie motora možno rozdeliť do štyroch kategórií; Mechanická optimalizácia, zlepšenie účinnosti, zlepšenie riadenia a aplikácia. Prvým krokom v akejkoľvek budúcej práci by malo byť testovanie rýchlosti a účinnosti prúdového motora krútiaceho momentu. Ovládanie motora je možné dosiahnuť skôr pomocou hardvérovej metódy ako softvérovou metódou, ktorá výrazne zníži náklady a rozsah implementácie. Tu je stručný opis toho, ako sa to dá dosiahnuť- existuje veľa oblastí, v ktorých je možné optimalizovať mechanický návrh motora. Solenoid sa dá jednoducho vložiť do hlavného tela motora. Veľkosť motora sa môže výrazne znížiť. Veľkosť magnetu polohy sa dá výrazne zredukovať, aby sa znížil krútiaci moment rotora. Dizajn motora môže byť parametrizovaný a vytlačený v rôznych veľkostiach. Účinnosť motora je možné optimalizovať kontrolou charakteristiky rýchlosti krútiaceho momentu v rozsahu aplikovaného napätia. Ak je možné plne optimalizovaný 3D tlačový motor parametrizovať a vytlačiť v rôznych veľkostiach a hodnotení, rozsah aplikačných aplikácií bude veľmi široký. Toto je môj notebook Evernote s množstvom článkov a odkazov, ktoré som študoval pri tomto projekte. Dôležité zdroje [1] Základný princíp jednosmerného motora- Padmaraja Yedamale- Pochopte DC Motor
