Borstlös likströmsmotor: 6 steg (med bilder)

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:11

Låt oss göra en elmotor som snurrar med hjälp av neodymmagneter och tråd. Detta visar hur en elektrisk ström omvandlas till rörelse.

Vi bygger en primitiv borstlös likströmsmotor. Det kommer inte att vinna några effektivitets- eller designpriser, men vi tycker att ett enkelt exempel gör det lättare att se vad som händer.

Material behövs:

-(2) neodymmagneter

-Rotor (vi använde ett 608ZZ -lager)

-Magnetkabel

-Stålbult

-Bakbord

-Elektronik - Reed -switch, transistor, flyback -diod, 20ohm -motstånd, LED, 6V DC -strömförsörjning. Vi använde 4AA -batterier i ett batteripaket

Steg 1: DIY Rotor

Den roterande delen av en elmotor kallas rotorn. De flesta borstlösa motorer har permanentmagneter på rotorn.

Vår rotor snurrar tack vare ett 608ZZ -lager som sitter fast på en penna. Detta lager används vanligtvis i saker som skateboardhjul och fidget spinners.

Vi satte två 1/4 "x 1/4" x 1/8 "B442 neodymmagneter på lagerets yttre kant, 180 grader från varandra. Båda är orienterade med sina nordpoler utåt. Detta är annorlunda än de flesta BLDC -motorer som har alternerande poler utåt. Denna förenkling gjorde våra elektroniska kretsar lite enklare.

Steg 2: Rör dig

Hur får vi det här att snurra? Vi kan bara snäppa med fingret, men vi letar efter en magnetisk push. Ta en annan magnet nära en av rotormagneterna, med dess nordpol vänd mot nordpolen på rotormagneten. Detta kommer att få magneterna att stöta bort eller trycka och ställa in rotorn som snurrar.

Om vi trycker på magneten tillräckligt hårt för att snurra rotorn halvvägs kan vi göra det igen till nästa magnet. Om vi var tillräckligt snabba kunde vi fortsätta att sätta magneten nära och ta bort den, rotera rotorn kontinuerligt.

Det är här elektroniken kommer in. Vi måste skapa en elektromagnet som stänger av och trycker på rotormagneterna.

Steg 3: Elektromagnet

En enkel elektromagnet består av en spole av magnettråd som lindas runt en stålkärna. Vi använde 24 gauge, enkelsträngad kopparmagnettråd med tunn emaljisolering. En bult blev stålkärnan.

När vi applicerar en spänning på den blir det en magnet. Med elektromagneten rätt placerad bör den skjuta bort rotorns magnet. Nu är det bara att slå på och stänga av det i precis rätt ögonblick.

Vi vill slå på elektromagneten strax efter att en av rotormagneten passerat bulten för att trycka bort den. Efter lite resor, säg 30 grader eller så, ska det stängas av igen. Hur kan vi göra detta byta elektroniskt?

Steg 4: Magnetisk sensor

Vi valde en vassströmbrytare för att berätta när magneterna är i rätt läge. En vassomkopplare är en sensor med glasomslutning, där två ferromagnetiska ledare nästan vidrör varandra. Applicera ett magnetfält på sensorn med precis rätt magnetstyrka och riktning, och det får dessa två ledningar att röra varandra, göra elektrisk kontakt och slutföra kretsen.

Med vassomkopplaren placerad som visas, tar den endast kontakt under den rätta delen av rotorn.

Steg 5: Slutkrets - Förbättrad

Medan den enkla inställningen av vassströmbrytare fungerade kort, stötte vi snabbt på problem. Vi drev mycket ström genom den vassströmbrytaren och den svetsade ihop de två kontakterna. Detta beror på att vi i huvudsak kortade batterierna.

För att åtgärda detta problem lade vi till en transistor. Istället för att all elektromagnetens ström går igenom reed -omkopplaren, använde vi reed -omkopplaren för att utlösa och stänga av transistorn, så att strömmen går genom transistorn istället. En transistor är i grunden en på-av-omkopplare som kan hantera lite mer ström.

Den slutliga installationen inkluderar också en diod för att förhindra återflöde från elektromagneten. Detta kallas en "Flyback Diode", som hindrar strömmen från att steka transistorn när den stängs av.

Steg 6: Watch It Run

Med elektromagneten påslagen endast genom en liten del av rotationen, roterar rotorn kontinuerligt! Kolla in det i videon.

Vi lade till en lysdiod som lyser när elektromagneten aktiveras för att visualisera vad som händer.

I diagrammet kan du se den uppmätta spänningen över spolen, slås på och av!