มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

มาสร้างมอเตอร์ไฟฟ้าที่หมุนโดยใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมและลวดกัน นี่แสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่อย่างไร

เรากำลังสร้างมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านแบบดั้งเดิม มันจะไม่ชนะรางวัลด้านประสิทธิภาพหรือการออกแบบใดๆ แต่เราชอบที่จะคิดว่าตัวอย่างง่ายๆ ที่ทำให้มองเห็นได้ง่ายขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้น

วัสดุที่จำเป็น:

-(2) แม่เหล็กนีโอไดเมียม

-โรเตอร์ (เราใช้แบริ่ง 608ZZ)

- ลวดแม่เหล็ก

- น๊อตเหล็ก

-เขียงหั่นขนม

- อิเล็กทรอนิกส์ - สวิตช์กก, ทรานซิสเตอร์, ฟลายแบ็คไดโอด, ตัวต้านทาน 20ohm, LED, แหล่งจ่ายไฟ 6V DC เราใช้แบตเตอรี่ 4AA ในก้อนแบตเตอรี่

ขั้นตอนที่ 1: DIY โรเตอร์

ส่วนหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าเรียกว่าโรเตอร์ มอเตอร์ไร้แปรงถ่านส่วนใหญ่มีแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์

โรเตอร์ของเราหมุนด้วยลูกปืน 608ZZ ที่ติดอยู่กับดินสอ แบริ่งนี้มักใช้ในสิ่งต่าง ๆ เช่นล้อสเก็ตบอร์ดและสปินเนอร์อยู่ไม่สุข

เราติดแม่เหล็กนีโอไดเมียม B442 ขนาด 1/4" x 1/4" x 1/8" สองอันที่ขอบด้านนอกของตลับลูกปืน โดยอยู่ห่างจากกัน 180 องศา ทั้งสองถูกวางโดยให้ขั้วเหนือหันออก ซึ่งแตกต่างจากส่วนใหญ่ มอเตอร์ BLDC ที่มีขั้วสลับหันออก การทำให้เข้าใจง่ายนี้ทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเราง่ายขึ้นเล็กน้อย

ขั้นตอนที่ 2: เคลื่อนไหว

เราจะทำให้สิ่งนี้หมุนได้อย่างไร เราสามารถสะบัดด้วยนิ้วของเราได้ แต่เรากำลังมองหาแรงแม่เหล็ก นำแม่เหล็กอีกอันมาใกล้แม่เหล็กโรเตอร์อันใดอันหนึ่ง โดยให้ขั้วเหนือหันไปทางขั้วเหนือของแม่เหล็กโรเตอร์ ซึ่งจะทำให้แม่เหล็กผลักหรือผลักทำให้โรเตอร์หมุน

หากเรากดแม่เหล็กแรงพอที่จะหมุนโรเตอร์ไปครึ่งทาง เราก็สามารถทำได้อีกครั้งกับแม่เหล็กตัวถัดไป ถ้าเราเร็วพอ เราสามารถใส่แม่เหล็กไว้ใกล้ ๆ และนำออกไป โดยหมุนโรเตอร์อย่างต่อเนื่อง

นี่คือที่ที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ามา เราจำเป็นต้องสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปิดการทำงาน ผลักแม่เหล็กโรเตอร์

ขั้นตอนที่ 3: แม่เหล็กไฟฟ้า

แม่เหล็กไฟฟ้าธรรมดาประกอบด้วยขดลวดแม่เหล็กที่พันรอบแกนเหล็ก เราใช้ลวดแม่เหล็กทองแดงเส้นเดียว 24 เกจพร้อมฉนวนอีนาเมลแบบบาง โบลต์กลายเป็นแกนเหล็ก

เมื่อเราใส่แรงดันไฟฟ้าเข้าไป มันจะกลายเป็นแม่เหล็ก เมื่อแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง มันควรผลักแม่เหล็กของโรเตอร์ออกไป ตอนนี้ สิ่งที่เราต้องทำคือเปิดและปิดในเวลาที่เหมาะสม

เราต้องการเปิดแม่เหล็กไฟฟ้าหลังจากที่แม่เหล็กโรเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งผ่านโบลต์เพื่อผลักออกไป หลังจากเดินทางสักเล็กน้อย ประมาณ 30 องศา ก็ควรปิดกลับ เราจะทำการเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างไร?

ขั้นตอนที่ 4: เซนเซอร์แม่เหล็ก

เราเลือกสวิตช์กกเพื่อบอกเราเมื่อแม่เหล็กอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง สวิตช์กกเป็นเซ็นเซอร์ที่หุ้มด้วยกระจก ซึ่งสายนำแม่เหล็กสองเส้นเกือบจะสัมผัสกัน ใช้สนามแม่เหล็กกับเซ็นเซอร์ด้วยความแรงและทิศทางแม่เหล็กที่ถูกต้อง และทำให้สายนำทั้งสองนี้สัมผัสกัน ทำให้เกิดการสัมผัสทางไฟฟ้าและทำให้วงจรสมบูรณ์

เมื่อวางสวิตช์กกตามที่แสดง จะทำให้สัมผัสเฉพาะระหว่างส่วนที่ถูกต้องของการหมุนของโรเตอร์เท่านั้น

ขั้นตอนที่ 5: รอบชิงชนะเลิศ - ปรับปรุง

แม้ว่าการตั้งค่าสวิตช์กกอย่างง่ายจะใช้งานได้ในช่วงสั้นๆ แต่เราพบปัญหาอย่างรวดเร็ว เราใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมากผ่านสวิตช์กกและเชื่อมหน้าสัมผัสทั้งสองเข้าด้วยกัน นี่เป็นเพราะว่าเรากำลังทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจร

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราได้เพิ่มทรานซิสเตอร์ แทนที่จะให้กระแสแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดไหลผ่านสวิตช์กก เราใช้สวิตช์กกเพื่อเปิดและปิดทรานซิสเตอร์เพื่อให้กระแสไหลผ่านทรานซิสเตอร์แทน ทรานซิสเตอร์นั้นเป็นสวิตช์เปิด-ปิดที่สามารถรองรับกระแสไฟได้มากกว่าเล็กน้อย

การตั้งค่าขั้นสุดท้ายยังรวมถึงไดโอดเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับจากแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้เรียกว่า "Flyback Diode" ซึ่งป้องกันกระแสจากการทอดทรานซิสเตอร์เมื่อปิด

ขั้นตอนที่ 6: ดูมันรัน

ด้วยการเปิดสวิตช์แม่เหล็กไฟฟ้าผ่านการหมุนส่วนเล็ก ๆ เท่านั้น โรเตอร์จึงหมุนอย่างต่อเนื่อง! ลองดูในวิดีโอ

เราได้เพิ่ม LED ที่สว่างขึ้นเมื่อแม่เหล็กไฟฟ้าถูกเปิดใช้งานเพื่อช่วยให้เห็นภาพว่าเกิดอะไรขึ้น

ในแผนภูมิ คุณสามารถดูแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ทั่วทั้งคอยล์ เปิดและปิด!