Motor dc i printuar 3d

Dizenjova dhe printova 3D një
motor DC (BLDC) pa furçë dhe motor kontrolli duke përdorur Arduino.
Përveç magneteve, mbështjelljes së solenoidit dhe sensorëve të efektit Hall, të gjithë komponentët e motorit printohen me Makerbot Replicator 2.
Videoja tregon motorin e përfunduar të punës.
Ky udhëzues ofrohet si pdf së bashku me skedarët cad dhe programet e kontrollit të motorit.
Programi i kontrollit të motorit të Arduino: përdorni skedarin, rishikoni, ndryshoni dizajnin falas ose bëni çfarë të doni me të!
Ky projekt kërkon printera 3D, mikrokontrollues arduino dhe mjete elektronike bazë si multimetër, oshiloskop, furnizim me energji elektrike dhe komponentë elektrikë.
Lista e plotë e pjesëve dhe mjeteve që përdor.
Tabela 1 tregon koston e prodhimit të motorit.
Komponentët elektrikë si rezistorët dhe kondensatorët nuk përfshihen sepse kostoja është e papërfillshme në raport me koston totale të motorit.
Duke përjashtuar mikrokontrolluesit dhe bateritë Arduino, kostoja totale e prodhimit të motorit është 27 dollarë. 71.
Duhet theksuar se ulja e kostove nuk është prioriteti kryesor. optimizimi mund të zvogëlojë kostot e prodhimit.
Bazuar në parimin që motori duhet të jetë i lehtë për t'u përdorur pjesë lehtësisht të arritshme për t'u ndërtuar, përcaktohen specifikimet e projektimit të motorit DC dhe duhet të ofrojnë llojin e ngjashëm me performancën cilësore të shumë motorëve komercialë DC, tifozë të vegjël elektrikë.
Motori është projektuar të jetë 3-fazor, 4-
motor DC polar me 4-
magnetin N52-të në rotor dhe solenoidin me 3 tela të ngjitur në stator.
Për shkak të rritjes së efikasitetit, numri i pjesëve mekanike zvogëlohet dhe fërkimi zvogëlohet, zgjidhet dizajni pa furça.
Magneti N52 është zgjedhur për forcën, çmimin dhe lehtësinë e aksesit.
Në seksionin \'kontrolli i motorit bldc\', kontrolli i motorit pa furça do të diskutohet më tej.
Tabela 2 tregon krahasimin midis motorit DC dhe motorit të furçës.
Solenoid në
8-12 V, i kontrolluar nga një qark ndërprerës elektrik.
Sensori Hall do të japë informacionin e vendndodhjes se kur qarku do të ndërrohet.
Ekuacionet e mëposhtme përdoren për të vlerësuar performancën e motorit, duke krijuar kështu modelin fillestar të motorit.
Nëse dëshironi të shihni këto ekuacione, hidhini një sy pdf-së të lidhur në hyrje dhe ato ngatërrohen.
Forca ndërmjet dy magnetëve në një distancë të caktuar mund të jetë afërsisht e përafërt me ekuacionin e mëposhtëm: F = BmAmBsAs/4g2, ku B është dendësia e fushës magnetike në sipërfaqen e magnetit dhe A është zona e magnetit, g është distanca midis dy magneteve.
Bs, fusha magnetike e solenoidit jepet nga: B = NIl, ku I është rryma, N është numri i paketave dhe l është gjatësia e solenoidit.
Në motor, çift rrotullimi maksimal vlerësohet të jetë: t = 2 fr ku r është rrezja dhe zgjedhja është 25 mm.
E kombinuar me këto ekuacione, mund të merret një shprehje lineare e çift rrotullues në dalje e lidhur me rrymën hyrëse të një gjeometrie të caktuar solenoid.
F = 2rbmamasn4g2li konstanta e çift rrotullimit që kërkohet për të zgjedhur është 40 m-
Nm/A bazuar në performancën e dëshiruar në krahasim me motorët e tjerë të disponueshëm [2].
Qarku elektronik i kontrollit kërkohet për kontrollin e motorit të BLDC.
Për të rrotulluar motorin BLDC, në varësi të pozicionit të rotorit, mbështjellja duhet të ndizet sipas rendit të përcaktuar.
Pozicioni i rotorit zbulohet duke përdorur sensorin e sallës të ngulitur në stator.
Figura 3 tregon një diagram skematik të skemës së kontrollit të motorit BLDC.
Sensori Hall është i ngulitur në stator me tre mbështjellje motori, duke siguruar një dalje dixhitale që korrespondon nëse Arktiku ose Antarktiku janë më afër sensorit.
Bazuar në këtë dalje dixhitale, mikrokontrolluesi siguron sekuencën e fazës për drejtuesin e motorit, duke furnizuar kështu me energji mbështjelljen përkatëse.
Çdo kolonë e sekuencës së ndryshimit të fazës ka një mbështjellje të ndezur në tension pozitiv, një dredha-dredha të ndezur në tension negativ dhe një dredha-dredha të ndezur në tension negativ.
Sekuenca e ndryshimit të fazës përbëhet nga gjashtë hapa që lidhin daljen e sensorit të sallës me daljen e mbështjelljes që duhet të ndizet.
Tabela 3 më poshtë jep një shembull të një rrotullimi në drejtim të akrepave të orës.
Dizajni përfundimtar përbëhet nga 4 pjesë të ndryshme;
Strehimi i poshtëm, rotori, streha e sipërme dhe solenoidi siç tregohet në figurën 4 më poshtë. Figura 4: (a)
Predha e poshtme (b) Rotori (c ) Solenoid (d)
Motori i montimit (e) Montimi i sipërm.
Të gjitha pjesët shfaqen në drejtimin ku janë printuar.
Mbyllja e poshtme, siç tregohet në figurën 4 (a)
Mbulesa e poshtme e motorit.
Rotori, siç tregohet në figurën 4 (b)
, Përmban 8 magnet, 4 për drejtimin e motorit dhe 4 për sigurimin e të dhënave të pozicionit të sensorit Hall.
Siç tregohet në figurën 4, rotori rrëshqet në shtresën e poshtme të stilit të mbajtësit rrëshqitës (d).
Predha në pjesën e sipërme, siç tregohet në figurën 4 (e)
, është montuar në rotor dhe është e lidhur me pjesën e poshtme për të mbyllur motorin.
Strehimi i sipërm përmban 3 sensorë të pozicionit të sallës, si dhe një prerje trekëndore që lejon tubin e vidhos të fiksohet në kutinë.
Solenoidi siç tregohet në Figurën 4 (c)
, Vendosni trekëndëshat në qendër të tyre për t'i lejuar ata të rreshtohen me vrimat në kutinë e sipërme, të cilat vetë rreshtohen vertikalisht me magnetin e rotorit.
Të gjitha pjesët e përshkruara më parë janë printuar në Makerbot Replicator 2.
Pjesët mund të printohen në të njëjtën kohë dhe parametra të ndryshëm printimi ka të ngjarë të japin rezultate të kënaqshme.
Produkti përfundimtar printohet në plastikë transparente PLA, me një sasi mbushjeje 20% dhe një sasi mbushjeje 0.
20mm lartësi dyshemeje.
Nëpërmjet provave të përsëritura, konstatohet se pjesët që lidhen së bashku pa rrëshqitje, si p.sh. guaskat e sipërme dhe të poshtme, duhet të printohen në 0.
Shtoni 25 mm në të gjitha anët, ndërsa pjesët për rrëshqitje të lirë, si rotorët, duhet të printohen në
hapësirë ​​0. 4 mm përreth.
Magneti dhe sensori i efektit Hall printojnë në fundin e djathtë të pjesës së sipërme të boshllëkut duke projektuar boshllëkun e duhur të brendshëm në vendin e duhur, ndaloni printimin dhe futni pajisjen, futeni në montim dhe më pas vazhdoni printimin.
Lartësia e duhur e pauzës është dhënë në tabelën 4 më poshtë.
Pjesa e printimit 3D mund të hiqet nga Makerbot dhe mund të montohet së bashku pasi të keni hequr plastikën e tepërt nga trapi.
Këto pjesë duhet të bashkohen mirë pa shumë përpjekje.
Solenoidi solenoid ka nevojë për përpunimin e fundit të solenoidit.
Çdo solenoid mbështillet rreth 400 herë me një linjë magneti 26gw.
Ky proces mund të përshpejtohet duke e kthyer solenoidin në pjesën e stërvitjes.
Sigurohuni që çdo solenoid të jetë i paketuar në të njëjtin drejtim në mënyrë që solenoidi që rezulton të ketë të njëjtin polaritet.
Pasi solenoidi është gati, ato duhet të futen në guaskën në krye.
Këtu mund të përdoret zam i fortë për të forcuar lidhjen.
Elementet e qarkut duhet të lidhen së bashku sipas diagramit skematik të mëposhtëm.
VCC-ja e drejtuesit të motorit L6234 mund të jetë diku nga 7 v deri në 42 V, por unë rekomandoj ta përdorni motorin pa qenë më i lartë se 12 V.
Programi i shkruar nga Arduino për të kontrolluar rendin e ndryshimit të fazës mund të gjendet në program, i cili është përshtatur sipas këtij manuali.
Përmirësimi i motorit në të ardhmen mund të ndahet në katër kategori;
Optimizimi mekanik, përmirësimi i efikasitetit, përmirësimi i kontrollit dhe aplikimi.
Hapi i parë në çdo punë të ardhshme duhet të jetë testimi i rrotullimit të
shpejtësisë dhe efikasitetit të motorit aktual.
Kontrolli i motorit mund të arrihet duke përdorur një metodë harduerike dhe jo një metodë softuerike, e cila do të zvogëlojë shumë koston dhe shkallën e zbatimit.
Këtu është një përshkrim i shkurtër se si mund të arrihet kjo -
Ka shumë fusha ku dizajni mekanik i motorit mund të optimizohet.
Solenoidi thjesht mund të futet në trupin kryesor të motorit.
Madhësia e motorit mund të zvogëlohet ndjeshëm.
Madhësia e magnetit të pozicionit mund të zvogëlohet shumë për të zvogëluar çift rrotulluesin e rotorit.
Dizajni i motorit mund të parametrizohet dhe të printohet në një sërë madhësish të ndryshme.
Efikasiteti i motorit mund të optimizohet duke kontrolluar
karakteristikën e shpejtësisë së çift rrotullues brenda intervalit të tensionit të aplikuar.
Nëse motori plotësisht i optimizuar i printimit 3D mund të parametrizohet dhe printohet në një sërë madhësish dhe vlerësimesh të ndryshme, diapazoni i aplikimit do të jetë shumë i gjerë.
Ky është fletorja ime evernote me shumë artikuj dhe lidhje që kam studiuar gjatë kryerjes së këtij projekti.
Burime të rëndësishme[1]
Parimi bazë i motorit DC-
Padmaraja Yedamale-
Kuptoni motorin DC