Motor Brushless Cetak 3D: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Saya merancang motor ini menggunakan Fusion 360 untuk demonstrasi tentang topik motor, jadi saya ingin membuat motor yang cepat namun koheren. Ini menunjukkan dengan jelas bagian-bagian motor, sehingga dapat digunakan sebagai model prinsip kerja dasar yang ada pada motor brushless.

Saya menemukan bahwa ketika menyalakan motor dengan AA standar, bekerja paling baik hanya dengan satu bantalan karena gesekan berkurang. Saat menggunakan tegangan yang lebih tinggi, bantalan atas membantu memusatkan rotor dan memungkinkannya mencapai kecepatan yang lebih tinggi.

Saya menyalakan motor saya menggunakan catu daya DC yang disetel ke 1-12V dan batas arus 6A. 6.0A yang digambarkan di layar catu daya bukanlah ukuran penarikan arus, melainkan batas arus. Karena adanya hambatan pada belitan motor pengukur tipis, penarikan arus sebenarnya jauh lebih rendah dari batas yang ditetapkan. Jika Anda menginginkan motor yang lebih berguna, dengan torsi yang lebih besar, Anda dapat mencoba menggunakan belitan pengukur yang lebih tebal.

Berikut ini tautan ke file untuk proyek ini:

www.dropbox.com/sh/8vebwqiwwc8tzwm/AAAcG_RHluX8c6uigPLOJPYza?dl=0

Cara kerjanya: Ketika diberi energi, kumparan menciptakan medan magnet yang mendorong atau menarik magnet. Ketika kumparan diberi energi pada waktu yang tepat, magnet didorong atau ditarik, dan rotor berputar. Kumparan diatur waktunya dengan menggunakan saklar buluh: Ketika satu magnet berada di dekat saklar buluh, yang lain berada pada posisi yang tepat untuk didorong atau ditarik oleh kumparan, yang pada gilirannya menyebabkan rotor berputar.

Mungkin tampak tidak tepat untuk menyebut ini motor tanpa sikat karena sakelar buluh, tetapi sakelar buluh dapat diganti dengan sensor Efek Hall yang menempel dan bahkan beberapa elektronik kontrol. Untuk menggerakkan motor tanpa batasan arus, sensor ini harus terhubung ke basis transistor Darlington Pair. Saya memilih saklar buluh karena saya memiliki beberapa dan tidak ingin membuat motor terlalu rumit, karena saya menggunakannya untuk demo prinsip-prinsip motor tanpa sikat.

Rincian Nama File:

'rotor': Ini adalah rotor yang memerlukan dukungan untuk mencetak.

'basis': Yah, dasar!

'sensorMount': Memasang sakelar buluh atau sensor efek hall ke alas. Bagian ini memerlukan dukungan untuk mencetak.

'spool1' dan 'spool2': Cetak masing-masing; Ini secara kolektif membentuk gulungan untuk membuat gulungan.

'switchMount': Bagian opsional ini melewati sakelar untuk menahannya di tempatnya.

**Motor dapat dikonfigurasi dengan dua cara: Dengan AA atau sumber tegangan rendah lainnya, motor bekerja dengan baik tanpa dudukan bantalan atas. Bahkan, saat berputar cepat, motor tidak memerlukan dudukan bantalan atas dan bawah.

'lowerBearingMountONLY': Ini adalah dudukan yang harus Anda gunakan jika Anda hanya ingin menggunakan satu bantalan untuk mengurangi gesekan.

'lowerBearingMount' dan 'upperBearingMount': Ini adalah dudukan yang harus Anda gunakan jika Anda memilih untuk menggunakan dua bantalan untuk meningkatkan stabilitas dan keseimbangan.

*Saya tidak bertanggung jawab atas cedera atau kerusakan properti yang mungkin terjadi akibat mengikuti Instruksi ini. Jika tidak diamankan dengan benar, magnet yang berputar dapat menimbulkan risiko bagi Anda dan lingkungan Anda.

Perlengkapan:

1. Printer 3d atau akses ke printer 3d (tidak diperlukan filamen magnet khusus)

2. Magnet neodymium melingkar 2x 12⌀ x 5mm

3. Kabel tembaga yang diaktifkan. Saya menggunakan ~26 gauge, tapi saya sarankan bereksperimen dengan gauge yang berbeda untuk mendapatkan jumlah torsi dan kecepatan yang berbeda; Kawat yang lebih tebal harus memungkinkan lebih banyak arus mengalir dan sering kali menghasilkan motor dengan torsi lebih besar dan penarikan arus lebih tinggi, tetapi kV lebih rendah. Kawat yang lebih tipis harus menghasilkan kebalikan dari sifat-sifat yang disebutkan di atas. Ingat: Semakin tinggi nomor pengukur kawat, semakin tipis kawatnya.

4. ~ 14 gauge kawat silikon

5. 1or2x Bantalan bola 608 yang tidak dilapisi/tidak disegel (ukuran yang sama seperti yang ditemukan pada pemintal gelisah)

6. Saklar buluh atau sensor aula ambang

Langkah 1: Membuat Coil

Rekatkan 'spool1' dan 'spool2' bersama-sama untuk membuat spool. Dengan menggunakan kawat tembaga berenamel, buat gulungan pada kumparan sampai ~3mm di bawah tepinya. Jaga kedua ujung kawat beberapa inci panjangnya untuk digunakan nanti.

Langkah 2: Merakit Rotor

Tekan magnet melingkar 12mm⌀ kali 5mm ke dalam rotor dan gunakan lem dalam jumlah banyak. Setelah pemeriksaan lebih lanjut dari motor saya pasca ledakan (lihat video intro), saya menemukan bahwa gaya sentrifugal yang tinggi menyebabkan satu magnet terbang dan membuat rotor tidak seimbang. Membungkus pita listrik di sekitar rotor untuk mengamankan magnet bukanlah ide yang buruk. Setelah mengamankan magnet, uji kecocokan poros rotor di bantalan. Jika pas terlalu longgar, bungkus pita listrik di sekitar poros sampai pas pas.

Jika Anda perlu menyeimbangkan rotor, saya sarankan menggunakan menambahkan sedikit tanah liat ke sisi yang lebih ringan, atau mengampelas beberapa plastik dari sisi yang lebih berat.

Langkah 3: Memasang Sakelar

'SwitchMount' hanya mengelilingi bagian atas sakelar dan diamankan dengan lem. Sakelar bersifat opsional tetapi berguna.

Langkah 4: Memasang Coil

Geser kumparan ke dalam dua slot di dasar dan kencangkan dengan lem. Orientasinya tidak masalah, karena kita dapat mengubah polaritas saat kita menghubungkannya.

Langkah 5: Memasang Rotor

Uji kesesuaian bantalan 608 di 'lowerBearingMount'. Jika terlalu longgar, bungkus selotip di sekelilingnya sampai pas.

'lowerBearingMount' atau 'lowerBearingMountONLY' harus direkatkan 4mm di sebelah kanan koil (dari sudut pandang menghadap sakelar). Sisi bagian yang dicetak menghadap tempat tidur cetak harus direkatkan menyentuh alasnya. Pastikan untuk menggunakan perekat berkekuatan tinggi karena milik saya terbang terpisah ketika saya menempelkannya dengan longgar (lihat video di intro).

Jika Anda belum melakukannya, tekan bantalan ke dudukannya dan kemudian tekan rotor ke bantalan:

Jika Anda menggunakan satu bantalan tekan sisi rotor yang menghadap ke atas selama pencetakan ke bantalan (balikkan) seperti yang ditunjukkan di atas

Jika Anda menggunakan dua bantalan tekan bantalan kedua ke 'upperBearingMount', dan rekatkan ke 'lowerBearingMount'. Pastikan untuk melakukan ini SETELAH Anda memasang rotor dengan sisi yang menghadap ke bawah selama pencetakan, ke bawah (jangan dibalik).

Langkah 6: Memasang Sensor

Anda dapat menggunakan sensor efek hall ambang yang menyala ketika magnet dekat atau saklar buluh. Saya menggunakan saklar buluh karena saya punya beberapa, tetapi sensor efek hall juga harus bekerja (mungkin membutuhkan transistor).

Saya menempelkan sakelar buluh ke 'sensorMount' dan menempelkan dudukan 45° ke koil. Jika Anda ingin memajukan pengaturan waktu untuk mengoptimalkan kinerja motor pada arah tertentu, Anda dapat melakukannya dengan membuat posisi sensor sedikit lebih besar atau kurang dari 45°. Itu harus diberi jarak dari rotor hanya cukup untuk memungkinkan izin untuk magnet. Lihat gambar di atas.

Langkah 7: Menghubungkannya

Reed Switch: Hubungkan satu kabel dari koil ke kabel hitam dari sakelar, lalu pasang kabel lainnya dari koil ke bagian atas sakelar buluh. Selanjutnya, sambungkan bagian bawah sakelar buluh ke kabel 12 AWG yang akan menuju ke sumber daya Anda. Kabel merah dari sakelar juga akan menuju ke sumber listrik Anda.

Polaritas tidak masalah karena motor hanya akan berputar ke arah yang berlawanan jika polaritasnya dibalik.

Anda dapat menggunakan sensor hall dan Arduino untuk menggerakkan motor daripada menggunakan saklar buluh, tetapi saya memiliki beberapa saklar buluh yang tergeletak di sekitar, dan tidak ingin membuat motor terlalu rumit karena saya menggunakannya untuk demo.