Bürstenloser Gleichstrommotor - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Lassen Sie uns einen Elektromotor bauen, der sich mit Neodym-Magneten und -Draht dreht. Dies zeigt, wie ein elektrischer Strom in Bewegung umgewandelt wird.

Wir bauen einen primitiven bürstenlosen Gleichstrommotor. Es wird keine Effizienz- oder Designpreise gewinnen, aber wir glauben, dass ein einfaches Beispiel es einfacher macht, zu sehen, was vor sich geht.

Benötigte Materialien:

-(2) Neodym-Magnete

-Rotor (wir haben ein 608ZZ-Lager verwendet)

-Magnetdraht

-Stahlschraube

-Breadboard

-Elektronik - Reedschalter, Transistor, Flyback-Diode, 20 Ohm Widerstand, LED, 6V DC Netzteil. Wir haben 4AA-Batterien in einem Akkupack verwendet

Schritt 1: DIY-Rotor

Der sich drehende Teil eines Elektromotors wird als Rotor bezeichnet. Die meisten bürstenlosen Motoren haben Permanentmagnete am Rotor.

Unser Rotor dreht sich dank eines 608ZZ-Lagers auf einem Bleistift. Dieses Lager wird häufig in Dingen wie Skateboard-Rädern und Fidget-Spinnern verwendet.

Wir haben zwei 1/4" x 1/4" x 1/8" B442 Neodym-Magnete auf die Außenkante des Lagers geklebt, 180 Grad voneinander entfernt. Beide sind mit ihren Nordpolen nach außen ausgerichtet. Dies ist anders als bei den meisten anderen BLDC-Motoren mit abwechselnden Polen nach außen Diese Vereinfachung hat unsere elektronische Schaltung etwas vereinfacht.

Schritt 2: Bewegen Sie sich

Wie bringen wir dieses Ding zum Drehen? Wir könnten es einfach mit unserem Finger schnipsen, aber wir suchen nach einem magnetischen Stoß. Bringen Sie einen anderen Magneten in die Nähe eines der Rotormagneten, wobei der Nordpol dem Nordpol des Rotormagneten zugewandt ist. Dies führt dazu, dass sich die Magnete abstoßen oder drücken, wodurch sich der Rotor dreht.

Wenn wir stark genug auf den Magneten drücken, um den Rotor halb herum zu drehen, können wir es mit dem nächsten Magneten wiederholen. Wenn wir schnell genug wären, könnten wir den Magneten immer weiter anziehen und wegnehmen und den Rotor kontinuierlich drehen.

Hier kommt die Elektronik ins Spiel. Wir müssen einen Elektromagneten erstellen, der aus- und einschaltet und die Rotormagnete drückt.

Schritt 3: Elektromagnet

Ein einfacher Elektromagnet besteht aus einer Spule aus Magnetdraht, die um einen Stahlkern gewickelt ist. Wir verwendeten 24 Gauge, eindrähtige Kupfer-Magnetdrähte mit einer dünnen Emaille-Isolierung. Aus einem Bolzen wurde der Stahlkern.

Wenn wir eine Spannung an ihn anlegen, wird er zu einem Magneten. Wenn der Elektromagnet genau richtig positioniert ist, sollte er den Magneten des Rotors wegdrücken. Jetzt müssen wir es nur noch im richtigen Moment ein- und ausschalten.

Wir wollen den Elektromagneten einschalten, kurz nachdem einer der Rotormagneten den Bolzen passiert hat, um ihn wegzudrücken. Nach ein wenig Fahrt, sagen wir 30 Grad oder so, sollte es sich wieder ausschalten. Wie können wir diese Umschaltung elektronisch durchführen?

Schritt 4: Magnetsensor

Wir haben uns für einen Reedschalter entschieden, der uns anzeigt, wann die Magnete in der richtigen Position sind. Ein Reedschalter ist ein glasverkleideter Sensor, bei dem sich zwei ferromagnetische Leitungen fast berühren. Legen Sie ein Magnetfeld mit genau der richtigen magnetischen Stärke und Richtung an den Sensor an, wodurch sich diese beiden Leitungen berühren, einen elektrischen Kontakt herstellen und den Stromkreis schließen.

Wenn der Reedschalter wie abgebildet positioniert ist, berührt er nur während des richtigen Teils der Rotordrehung.

Schritt 5: Endschaltung - Verbessert

Während das einfache Reedschalter-Setup kurzzeitig funktionierte, stießen wir schnell auf Probleme. Wir ließen viel Strom durch diesen Reedschalter laufen und er schweißte die beiden Kontakte zusammen. Dies liegt daran, dass wir im Wesentlichen die Batterien kurzgeschlossen haben.

Um dieses Problem zu beheben, haben wir einen Transistor hinzugefügt. Anstatt den gesamten Strom des Elektromagneten durch den Reed-Schalter fließen zu lassen, haben wir den Reed-Schalter verwendet, um den Transistor ein- und auszuschalten, sodass der Strom stattdessen durch den Transistor fließt. Ein Transistor ist im Grunde ein Ein-Aus-Schalter, der etwas mehr Strom verarbeiten kann.

Der endgültige Aufbau umfasst auch eine Diode, um einen Rückfluss vom Elektromagneten zu verhindern. Dies wird als "Flyback-Diode" bezeichnet, die verhindert, dass der Strom den Transistor beim Ausschalten durchbraten kann.

Schritt 6: Sehen Sie zu, wie es läuft

Da sich der Elektromagnet nur über einen kleinen Teil der Drehung einschaltet, dreht sich der Rotor kontinuierlich! Schau es dir im Video an.

Wir haben eine LED hinzugefügt, die aufleuchtet, wenn der Elektromagnet aktiviert wird, um zu visualisieren, was vor sich geht.

In der Grafik sehen Sie die gemessene Spannung an der Spule beim Ein- und Ausschalten!