DC motorji so povsod.
Pretvarjajo električno/magnetno energijo, ki jo ustvarjajo žice, po katerih teče tok v magnetnem polju, v gibanje in se pojavljajo v različnih električnih napravah in aplikacijah, Npr. g.
, Obstajajo v majhnih ventilatorjih, stropnih ventilatorjih, čistilnikih zraka, varilnih lovilnikih dima, kvadratnih letalih, majhnih helikopterjih in drugih dronih, ročnih ročnih
rotacijskih orodjih, okroglih žagah, svedrih, stružnicah, brusilnikih, avtomobilih, robotih (
lahko vrtijo pnevmatike ali premikajo robotske roke itd.),
zračnih črpalkah za akvarije, projektih proizvajalcev in mnogih drugih področjih.
Najbolj priljubljen motor ima običajno krožno gred ali obliko \'d \' (tj
. Ravno na eni strani)
Ravno na obeh straneh ali zobnik (tj
. Zobnik je vrezan neposredno v gred ali ga namestite na gred).
Za primere teh priljubljenih stilov osi si oglejte fotografije.
Čeprav lahko motor deluje iz enosmernega in izmeničnega toka, v primeru delovanja General Motorsa iz enosmernega in izmeničnega toka ta vadnica podrobno obravnava samo enosmerni motor.
Tok in magnet gresta z roko v roki
, saj brez drugega ne gre.
Kot je razvidno iz fotografije, tok skozi žico premika iglo kompasa, to pa zato, ker tok skozi žico ustvarja magnetno polje okoli žice.
Danski fizik Hans Christian Oster je leta 2000 odkril to povezavo med elektriko in magnetizmom. [
Nekaj zanimivih, a nepomembnih informacij: \'O\' v tukaj prikazanem imenu se lahko uporablja v velikem danskem O (tj. Ø).
Včasih si ljudje njegovo ime predstavljajo kot ø rsted].
Magnetne lastnosti, ki jih ustvarja tok, ki teče skozi žico, so šibke.
Če je ta žica navita v online krog, bo magnetno polje postalo močnejše.
Če to tuljavo navijete okoli jedra feritnega telesa, bo njeno magnetno polje postalo močnejše.
Če se spomnimo privlačnosti polovnih magnetov in ukinitve podobnih polov, teorije enosmernih motorjev ni preveč težko razumeti.
Načelo delovanja enosmernega motorja je, da tok teče skozi poli rotorja in tako ustvari magnetno polje, na katerega vpliva drugo magnetno polje, ki privlači magnetno polje rotorja.
Zanimivo je, da je ravno nasprotno.
To pomeni, da ko se motor vrti, interakcija magnetnega polja proizvaja napetost.
To lahko vidite v zgornjem videu.
Obrnite napetost koračnega motorja in prižgite LED, tj.
, kjer se motor uporablja kot generator.
V tej vadnici bomo razpravljali o več vrstah enosmernih motorjev: neprekinjenem enosmernem motorju, reduktorskem motorju, enosmernem servo motorju, enosmernem motorju brez jedra, vibracijskem motorju in enosmernem koračnem motorju, čeprav obstaja veliko drugih vrst motorjev, so ti verjetno najbolj priljubljeni za uporabnike Arduino.
Motor je naprava, ki lahko prenaša gibanje. e.
Ukrepajte pri našem projektu.
Ogledate si lahko dve moji prejšnji navodili: \'osebna, prenosna, lahka klimatska naprava: poceni in učinkovit DIY projekt\', \'izdelava hipnotiziranih diskov z uporabo Arduina in majhnih enosmernih motorjev \'.
Ponujajo primere enosmernih motorjev, ki se uporabljajo v projektih Arduino.
Nekateri drugi projekti Arduino, ki uporabljajo motorje, imajo BlackStar Vvek \'Humanoidni robot, ki uporablja servo motorje\ na osnovi Arduina', link2-thepast \'Arduino K'Nex Motors\' in tako naprej.
Pravzaprav je mogoče najti veliko navodil za uporabo Arduina in enega ali več motorjev.
Na srečo nam pri enosmernem motorju, ki ga uporablja proizvajalec, ni treba preveč skrbeti za napetost (
čeprav moramo zagotoviti, da motor deluje pod našo obstoječo napetostjo) ali tok (
čeprav moramo zagotoviti, da imamo stikalo za upravljanje toka motorja, saj je tok motorja običajno večji od razpoložljivega toka
, od digitalnih ali analognih zatičev Arduino).
Naš glavni poudarek na motorju sta hitrost in navor.
Hitrost motorja se meri, razlika je v tem, da ko merimo hitrost avtomobila na uro miljo ali uro kilometer, hitrost vrtenja na minuto (RPM)
ali radian/sekundo.
, 3.000 RPM ali 450 rad/sekundo.
Upoštevajte, da sta to samo dva primera hitrosti motorja.
Ne pomenijo, da je 3.000 RPM enako 450 rad/s; ni.
Na srečo je preprosto skriti iz vrtljajev na minuto v radian/sek ali stopinj/SEC ali obratno.
Hitrost označuje grška črka omega.
Drugi zakon gibanja sira Newtona pravi, da je sila enaka masi, pomnoženi s pospeškom, sila in pospešek pa sta v smeri, čeprav masa ni v smeri.
Navor je \'sukana moč\'.
Newton se pogosto uporablja za silo (N).
Ko silo pomnožimo z dolžino, dobimo navor. g. , Newton-metri (Nm), Newton-centimetri (N-cm) ali unča-palci (oz-in).
V motorju je vrtilni moment vedno tangenten na krog s središčem na gredi, I. E. e.
Nahaja se pravokotno na premer.
Simbol, ki označuje navor, je grška črka tau, τ z malimi črkami, frekvenca angleške velike črke T pa je nižja.
Podatkovni list motorja na enosmerni tok običajno navaja hitrost, radian ali stopinjo/sekundo.
Navor je običajno predstavljen v več oblikah v podatkovnem listu (npr.
kot najvišji navor in navor zobnika (
Več bo predstavljeno kasneje)
Nazivni navor itd .
Podatkovni list motorja na enosmerni tok je običajno zelo obsežen in na voljo so tudi drugi parametri motorja. Upoštevati je treba, da ima lahko
je hitrost mogoče spremeniti v navor (
več informacij o tem glejte motor reduktorja spodaj).
ker
v neformalnih pogovorih, je
motor enako zmogljivost moči, vendar sta hitrost in navor različna,
Kakovost
Za
in teža sta Čeprav se pogosto izmenjuje
masa motorja enaka kot na Zemlji,
glavne
na primer
tokovne tuljave, ki ustvarja magnetno polje).
Tukaj je rotor enak. e. Vsi
vendar je njegova teža drugačna. Rotor (rotacijski del) ali
armatura (v tehniki je navitje sestavni del sklopa
če je stator sestavljen iz dveh delov). stator je narejen iz magneta,
so rotirajoči deli središča. Stator je statičen, kar povzroča magnetno polje okoli rotorja (
tuljava, ki se uporablja za ustvarjanje takšnega magnetnega polja, se imenuje navitje polja ali vzbujevalna tuljava. Preostala dva dela tipičnega motorja s ščetkami sta menjalnik in ščetka/
kontakt \'krtačo\' za menjalnik, vendar dejanske
krtače niso običajne, vendar se te naprave še vedno imenujejo
imajo običajno daljšo življenjsko dobo kot oprema, ki
krtačni motorji in
Stroški izdelave motorja s ščetkami so nizki in se običajno uporabljajo za projekt proizvajalca.
je pomembno vedeti, ali se njihovi rotorji vrtijo v puši ali krogličnem ležaju, saj bo v tem
vodiču več o brezkrtačnih motorjih
jo vsebujejo
Vendar
Pod pravim kotom na magnetno polje
rotorja se vrtenje običajno ne potiska je v močnem delu
Večja je upornost, tem večji je navor, vendar te tuljave zagotavljajo, da se motor vrti gladko in vedno ustvarja visok navor
statorskega magnetnega polja. V večini delujočih enosmernih motorjev je več tuljav, ki se medsebojno izravnajo.
.
enosmernim
Rotor
je povezan s pretvornikom, ki omogoča rotorsko tuljavo za neprekinjeno vrtenje za spreminjanje polarnosti. Pretvornik je običajno
povezan
z
napajalnikom s kontaktom \'krtačka\' . Veliko majhnih motorjev na enosmerni tok uporablja stator s trajnim magnetom
.
enega
stator magnetiziran na
Pri drugih majhnih motorjih na enosmerni tok in pri mnogih velikih motorjih na enosmerni tok je
Stator je lahko
od dveh načinov: vzporedno (
proizvodnja serijskih motorjev) .
Te
povezan z enosmernim napajanjem na stator/rotor rotorja in statorja, tako da se rotor lahko vrti.
čeprav lahko aktuator pridobiva
Ta prostor se imenuje \'zračna reža\' med obema \.
Večina motorjev se vrti, obstajajo pa motorji, pri katerih se rotacijsko gibanje pretvori v linearno gibanje.
naprave se imenujejo \'linearni motorji\' ali \'linearni aktuatorji (
energijo iz virov, ki niso DC) \
'. Projekt proizvajalca ima
manj kot 1 konjsko moč.
Oglejte si sliko razstavljenega majhnega enosmernega motorja
, ki sestavljata stator, rotor/stator in tuljavo.
Motorji z neprekinjenim tokom običajno zahtevajo boljši tok od največjega 40 mA, 20 mA, zagotovljenega z uporabo analognih ali digitalnih zatičev
težava pri uporabi LED, vendar težava pri uporabi enosmernega motorja.
slika
je
.
tej
Tukaj so bili uporabljeni tranzistorji 2N2222, ki stanejo manj kot 20 USD. V predstavljenem projektu lahko 2N2222 zlahka vklopi in izklopi zahtevani tok motorja. V podatkovnem listu je navedeno, da največja napetost med oddajnikom in bazo 6. Pazite, da bo vaša napetost nižja od tega maksimuma, sicer obstaja tveganje, da poškodujete tranzistor
konfiguraciji
Priložena
2N2222
nižja cena v embalaži 2N2222-92, ne pa originalni paket metal18. V
/ 2N2222A imenuje tudi P2N2222 ali pn222222
tudi mehanske naprave, kot so releji, ali
če vam ni treba upravljati z večjo močjo , lahko
Uporabimo lahko
se
kanal N-RFP30N06LE (
P30NO6LE, P30N06
Za več amperov,
odvaja in deluje tranzistor TIP120, ki ga dopolnjuje
2N2222 varno
) Ko je odvodna prirobnica MOSFET-a pravilno povezana s kovinskim radiatorjem, lahko MOSFET prenese tok nad 30 amperov zatiči 2n2222
in ga nadzirajo zatiči baze in oddajnika. Ko je zatič baze nastavljen na
vklop tranzistorja, kot v tem projektu, je tok ,
ki teče med zatiči kolektorja in oddajnika 2N2222, večji od pretoka
njegovo bazo in oddajnikom in črta na diodi je obrnjena v nasprotno smer od običajnega toka, tako da se 1N4001 uporablja kot protivzbujevalna dioda za zagotavljanje poti za energijo, ki jo ustvari magnetno polje motorja, ko je napajanje izklopljeno.
se to lahko zgodi le v nekaj mikrosekundah, lahko proizvede precej visoko napetost v
med
Čeprav
napetosti
območju
100 voltov, kar je dovolj, da poškoduje tranzistor. Torej, če jih uporabljate z Arduinom, tranzistorjem, MOSFET-om ali
, potrebujete stikalo, ki lahko
prenese dodatni tok, ki ga zahteva
relejem itd.
Jack
motor
,
, in so lahko uporabniške diode za zaščito pred vzbujanjem. Na srečo je možno napajati pin 5 V za približno cucma, in če se uporablja vedro
(5000 MS). 5 V, ki se uporablja tukaj, je
neprekinjen motor DC
napajanje neprekinjenega motorja, uporabljenega v naslednji skici, je
se lahko zagotovi več, za
manjši od toka, ki ga zagotavlja napajalnik Arduino. Po 5 sekundah
lahko vklopi signal širine impulza Smer PWM začenši z upočasnjevanjem hitrosti motorja in
zmanjševanjem v korakih po 3,
delovanja motorja se
Uporaba PWM nam omogoča simulacijo napetosti med 0 in 5 V. Na
dokler ne doseže 0.
neki točki je analogna napetost motorja prenizka, delovni cikel PWM je prenizek za aktiviranje motorja
na skici je LED
ugasnjena, saj je tu pritrjen propeler, ne zvita žica, ker nam omogoča, da zlahka vidimo njegovo delovanje pri uravnavanju vrtenja motorja
30. Na tej točki
asimetrična žica .
, ker zagotavlja boljše ravnovesje motorja kot
zvita žica dala ustrezne
Če pa nimate propelerja,
bo
vadnice, ki vsebuje korake vibrirajočega motorja
rezultate ni mogoče uravnotežiti na obeh straneh gredi, verjetno bi
morali prebrati drugi del te
. To je narejeno v 30 vrsticah kode
neuravnotežena obremenitev motorja lahko povzroči vibriranje motorja. Pri hitrosti motorja
----------
in
,
Sketch----------
/Zagon motorja pri polni hitrosti delay2/1000 sekund (visoka zakasnitev); /zakasnitev
se vklopi in se popolnoma izklopi
si ga lahko ogledate tukaj. Za ogled skice v celoti prenesite besedilno datoteko.
zakasnitve motorja (int i =
2);
1 ; i =
/zakasnitev med spremembami hitrosti motorja 2/1000 sekund (
zakasnitev 2); } Če ni omenjen
ideja o mostu H preprosta in razumljiva: 4 preklopni elementi in DC motor, ki so lahko
DC motor, je
napisani z velikimi črkami \'h' (glej zgoraj). Če sta stikala S2 in S4 vklopljena, tok teče v nasprotni smeri.
Na sliki je prikazan stikalni element, ki deluje kot konstanta. Upoštevajte, da je treba stikalo izklopiti
na določen način. to bo zagotovilo kratek stik med pozitivno napetostjo in
ozemljitvijo. Izklop S3 in S4 ostaneta vklopljeni,
ker sta S1 in S2 priključena na
isto pozitivno napetost in zato
z ozemljitvijo . S3 in S4 sta vklopljena in
rele, drug mehanski element ali polprevodniški
ni toka, medtem ko S1 in S2 ostaneta odprta, je situacija
podobna, v tem primeru sta oba S3 in S4 povezana
heksetov je, da lahko
preklopijo tok na veliko obremenitev, medtem ko je za vklop potrebna
obratno, preklopni element je lahko tudi
tranzistor (BJT) ali polprevodniški tranzistor s kovinskim oksidom (MOSFET) .
ploščo , ki temelji na L298 IC, prikazanem
le majhna količina toka. V praksi je dioda nastavljena na pozitivno napetost, ko se npr. Proizvajalci stikal, relejev, MOSFET-ov, H-premostitvenih plošč uporabljajo integrirana vezja (
zgoraj za močnostne pretvornike, robote, krmilnike motorjev itd.. Večina neprekinjenih motorjev na enosmerni tok
IC), na
običajno deluje s hitrostjo 1000 vrtljajev na minuto (vrtljaji na minuto) (
vrtljaji na minuto) ( vrtljaji na minuto).
primer
želite zmanjšati hitrost, boste počasnejši.
Motor
Težko jim je, da ne uživate
v motorju z menjalnikom.
v uri mora zagotavljati vrtenje
Če
pri nizki hitrosti pnevmatika
v avtomobilu z relativno nizko hitrostjo.
ko se lahko glavni motor v motorju vrti s hitrostjo več kot 1.000 vrtljajev na minuto, je lahko vrtenje motorja veliko počasnejše.
Medtem
se navor poveča
, ko se hitrost upočasni
so motorji v avtomobilih, urah, električnih vrtalnikih in industrijskih napravah, kot so žerjavi, vitli, tekoči trakovi.
Lahko
Pravzaprav
Pogosto
se nahajajo v robotskih avtomobilih
se vrtijo pri različnih hitrostih.
če se motor ne vrti in če je na dotik previsoka, je
mogoče ugotoviti, da njihova os vrtenja ni poravnana s središčem glavnega motorja, vendar ne vedno (Glej fotografije
, hitrost motorja se običajno poveča (
Glej priložen videoposnetek).
videoposnetek kaže , da
Višja kot je napetost Motor se vrti
z nizke na visoko in nato nazaj na nizko. Zadnji
motor z reduktorjem deluje
nekoliko počasneje, če
je na tej točki. Čestitam vam
nekaterih ključnih elementov enosmernega motorja.
Upam, da se vam zdi prvi del tega priročnika zanimiv in dragocen,
nadaljujte z branjem drugega dela, ki je morda razdeljen na tri dele.
Vsak motor, ki je obravnavan tukaj, ima lahko več lastnih
delov vadnice.
Če imate kakršne koli pripombe, Prosimo, dodajte svoje komentarje ali predloge v
zvezi z enosmernimi motorji, ki niso zajeti v tej vadnici, ali imate kakršne koli predloge o tem, kako lahko izboljšam to vadnico ali druge dele vadnice.
Lahko me kontaktirate na transiintbox @ gmail. (
Zamenjajte drugo \'I\', da me kontaktirate.)
