Я розробив і 3D надрукував безщасливий двигун постійного струму (BLDC) та керувати двигуном за допомогою Arduino. Окрім магнітів, датчики соленоїдної обмотки та залу, всі компоненти двигуна надруковані за допомогою Makerbot Replicator 2. На відео показано готовий робочий двигун. Цей інструктаж надається як PDF разом із файлами CAD та програмами управління двигуном. Програма управління двигуном Arduino: Використовуйте файл, огляньте, змініть дизайн безкоштовно або робіть все, що завгодно! Цей проект вимагає 3D -принтерів, мікроконтролерів Arduino та основних електронних інструментів, таких як мультиметр, осцилограф, джерело живлення та електричні компоненти. Повний список деталей та інструментів, які я використовую. У таблиці 1 наведені витрати на виробництво двигуна. Електричні компоненти, такі як резистори та конденсатори, не включаються, оскільки вартість незначна щодо загальної вартості двигуна. За винятком мікроконтролерів та батарей Arduino, загальна вартість виробництва двигуна становить 27 доларів. 71. Слід зазначити, що зменшення витрат не є головним пріоритетом. Оптимізація може зменшити виробничі витрати. Виходячи з принципу, що двигун повинен бути простим у використанні легкодоступних деталей для побудови, встановлюються специфікації дизайну двигуна постійного струму та повинні забезпечити такий вид, схожий на якісні показники багатьох комерційних двигунів постійного струму, невеликих електричних вентиляторів. Двигун призначений для 3-фазного, 4- полярного двигуна постійного струму з 4- магнітом N52 на роторі та 3 дротяним соленоїдом, прикріпленим до статора. Через підвищену ефективність кількість механічних деталей зменшується, а тертя зменшується, вибирається безщітна конструкція. Магніт N52 вибирається за його міцністю, ціною та простотою доступу. У розділі \ 'BLDC управління двигуном \' управління безщірним двигуном буде обговорено далі. У таблиці 2 наведено порівняння між двигуном постійного струму та двигуном пензля. Соленоїд у 8- 12 В, керований ланцюгом електричного комутатора. Датчик залу надасть інформацію про місцезнаходження про те, коли схема буде замінена. Наступні рівняння використовуються для оцінки продуктивності двигуна, таким чином створюючи початкову конструкцію двигуна. Якщо ви хочете побачити ці рівняння, погляньте на PDF, пов’язаний у вступі, і вони зіпсуються. Сила між двома магнітами на певній відстані може бути приблизно приблизною з наступним рівнянням: F = BMAMBSAS/4G2, де B - щільність магнітного поля на поверхні магніту, а A - площа магніту, G - відстань між двома магнітами. BS, магнітне поле соленоїда задається: b = nil, де я є струмом, n - кількість пакетів, а l - довжина соленоїда. У двигуні оцінюється максимальний крутний момент: t = 2 frref r - радіус, а вибір - 25 мм. У поєднанні з цими рівняннями можна отримати лінійний вираз вихідного крутного моменту, пов'язаного з вхідним струмом заданої соленоїдної геометрії. F = 2RBMAMASN4G2LI Постійна момент, необхідна для вибору, становить 40 м- нм/а на основі бажаної продуктивності відносно інших доступних двигунів [2]. Електронна схема управління необхідна для управління двигуном BLDC. Щоб обертати двигун BLDC, залежно від положення ротора, обмотка повинна бути включена у визначеному порядку. Положення ротора виявляється за допомогою датчика залу, вбудованого в статор. На малюнку 3 показана схематична схема схеми управління двигуном BLDC. Датчик залу вбудований у статор з трьома двигунами, забезпечуючи цифровий вихід, що відповідає, чи є Арктична чи Антарктика найближча до датчика. На основі цього цифрового виходу мікроконтролер забезпечує фазову послідовність для драйвера двигуна, тим самим подаючи живлення відповідній обмотці. Кожен стовпчик послідовності змін фази має намотування, що працює на позитивну напругу, обмотка, що працює на негативну напругу, і намотування, що працює на негативну напругу. Послідовність зміни фази складається з шести кроків, які корелюють вихід датчика залу з виходом обмотки, яка повинна бути включена. У таблиці 3 наведено приклад обертання за годинниковою стрілкою. Заключна конструкція складається з 4 різних частин; Нижній корпус, ротор, верхній корпус та соленоїд, як показано на малюнку 4 нижче. Малюнок 4: (a) Нижня оболонка (B) Ротор (C) Соленоїд (D) Асамблея двигуна (E) Верхній склад. Усі частини відображаються в напрямку, який вони надруковані. Нижній корпус, як показано на малюнку 4 (а) нижню кришку двигуна. Ротор, як показано на малюнку 4 (b) , містить 8 магнітів, 4 для руху двигуна та 4 для надання даних положення до датчика залу. Як показано на малюнку 4, ротор ковзає до нижньої оболонки стилю ковзаючого підшипника (D). Оболонка вгорі, як показано на малюнку 4 (e) , встановлена на роторі та з'єднана з дном, щоб закрити двигун. Верхній корпус містить 3 датчики положення залів, а також трикутну вирізання, що дозволяє гвинтовій трубці врізатися в корпус. Соленоїд, як показано на малюнку 4 (с) , покладіть трикутники в центрі, щоб вони могли вирівнятись з отворами у верхньому корпусі, які самі вирівнюють вертикально з магнітом ротора. Усі описані раніше деталі надруковані на Makerbot Replicator 2. Частини можуть бути надруковані одночасно, а різні параметри друку, ймовірно, дадуть задовільні результати. Кінцевий продукт надрукований у прозорому пластику PLA, з наповненням 20% та кількістю наповнення 0. 20 мм висоти підлоги. Завдяки повторним випробуванням встановлено, що деталі, які з'єднані між собою без ковзання, такі як верхня і нижня снаряди, повинні бути надруковані в 0. Додати 25 мм у всі сторони, а деталі для вільного ковзання, наприклад ротори, повинні бути надруковані на рівні 0. 4 мм місця навколо. Датчик ефекту магніту та Холла в правому нижньому нижньому верхівці зазору, проектуючи праву внутрішню порожнечу в потрібному місці, призупиняйте друк та вставляйте пристрій, вставляйте в збірку, а потім продовжуйте друк. Відповідна висота паузи наведена в таблиці 4 нижче. 3D -шматок друку можна видалити з Makerbot і його можна зібрати разом після видалення зайвого пластику з плоту. Ці частини повинні бути складені плавно без особливих зусиль. Соленоїдний соленоїд потребує останньої соленоїдної обробки. Кожен соленоїд загортається приблизно 400 разів з магнітною лінією 26GW. Цей процес можна прискорити, повернувши соленоїд на свердло. Переконайтесь, що кожен соленоїд упакований в одному напрямку, щоб отриманий соленоїд мав однакову полярність. Після того, як соленоїд буде готовий, їх слід перекинути в оболонку вгорі. Тут можна використовувати сильний клей для зміцнення зв’язку. Елементи ланцюга повинні бути з'єднані разом відповідно до наступної схематичної схеми. VCC драйвера двигуна L6234 може бути десь від 7 В до 42 В, але я рекомендую запустити двигун, не перевищувавши 12 -х V. Програма, написана Arduino для управління порядок зміни фази, може бути знайдена в програмі, яка адаптована відповідно до цього посібника. Майбутнє вдосконалення двигуна можна розділити на чотири категорії; Механічна оптимізація, підвищення ефективності, поліпшення та застосування контролю. Першим кроком у будь -якій майбутній роботі повинен бути перевірка швидкості крутного моменту та ефективності поточного двигуна. Контроль двигуна можна досягти за допомогою апаратного методу, а не програмного методу, який значно зменшить витрати та масштаби впровадження. Ось короткий опис того, як цього можна досягти- є багато областей, де можна оптимізувати механічну конструкцію двигуна. Соленоїд можна просто вставити в основне тіло двигуна. Розмір двигуна може бути значно зменшений. Розмір магніту положення можна значно зменшити для зменшення крутного моменту ротора. Конструкція двигуна може бути параметризована та надрукована в різних розмірах різних розмірів. Ефективність двигуна може бути оптимізована шляхом перевірки характеристики швидкості крутного моменту в межах діапазону застосованої напруги. Якщо повністю оптимізований 3D -друкарський двигун може бути параметризований та надрукований у різних розмірах та рейтингах, діапазон додатків буде дуже широким. Це мій ноутбук Evernote з великою кількістю статей та посилань, які я вивчав, роблячи цей проект. Важливі джерела [1] Основний принцип DC Motor- Padmaraja yedamale- Розуміння двигуна постійного струму
