Motoare fără perii - educație și design

De îndată ce am început aerodromarea, am devenit imediat interesat de ce motorul are trei fire, de ce este atât de mic și în același timp atât de puternic și de ce are nevoie de un regulator de viteză. Timpul a trecut, și m-am gândit totul. Apoi și-a stabilit sarcina de a face un motor fără perii cu propriile sale mâini.






Motoare fără perii - educație și design

Principiul de funcționare al motorului electric:
Baza lucrării oricărei mașini electrice este fenomenul de inducție electromagnetică. Prin urmare, dacă o cutie cu curent este plasată într-un câmp magnetic, atunci forța lui Ampere acționează asupra ei. care va crea un cuplu. Cadrul va începe să se rotească și să se oprească în absența momentului creat de forța lui Ampere.

Motoare fără perii - educație și design
Motoare fără perii - educație și design

Dispozitivul motorului electric:
Orice motor electric constă dintr-o parte fixă ​​- un stator și o parte mobilă - un rotor. Pentru a începe rotația, trebuie să schimbați direcția curentului la rândul său. Această funcție este efectuată de colector (perii).

Motoare fără perii - educație și design
Motoare fără perii - educație și design

cu motor fără perii - un motor de curent continuu, fără un colector, care funcționează de colectare sunt efectuate de electronice. (În cazul în care motorul are trei fire, aceasta nu înseamnă că el lucrează la trei faze de curent alternativ! Și funcționează pe „porțiuni de“ impulsuri scurte DC, și nu doresc să te șoc, dar aceleași motoare care sunt utilizate în răcitoare, de asemenea, fără perii, deși ei și au doar două fire de alimentare de curent continuu)

Motoare fără perii - educație și design

Dispozitiv fără perii:
Inrunner (pronunțat ca "inrunner"). Motorul are înfășurări amplasate pe suprafața interioară a corpului și un rotor rotativ în interiorul rotorului.

Motoare fără perii - educație și design

Outrunner (pronunțat ca "outrunner"). Motorul are înfășurări fixe (în interior) în jurul cărora corpul se rotește cu magneți permanenți plasați pe peretele său interior.
Motoare fără perii - educație și design

Principiul de funcționare:
Pentru ca motorul fără perii să înceapă rotirea, tensiunea pe înfășurările motorului trebuie alimentată în mod sincron. Sincronizarea poate fi organizată cu ajutorul senzorilor externi (senzori optici sau hala) și bazată pe un senzor anti-EMF, care apare în motor atunci când se rotește.

Motoare fără perii - educație și design

Control fără senzori:
Există motoare fără perii fără senzori de poziție. În astfel de motoare, poziția rotorului este determinată prin măsurarea emf-ului în faza liberă. Ne amintim că în fiecare moment de timp un "+" este conectat la una dintre faze (A) la cealaltă (B) "-" alimentare, una dintre faze rămâne liberă. În rotație, motorul induce EMF (adică, ca o consecință a legii inducției electromagnetice, un curent de inducție este generat în bobină) în bobina liberă. Ca rotație, tensiunea pe faza liberă (C) se modifică. Prin măsurarea tensiunii în faza liberă, este posibil să se determine momentul trecerii la următoarea poziție a rotorului.

Motoare fără perii - educație și design

Pentru a măsura această tensiune, se folosește metoda "punct virtual". Linia de jos este că, cunoscând rezistența tuturor înfășurărilor și tensiunii inițiale, puteți să "schimbați firul" la joncțiunea tuturor bobinelor:
Motoare fără perii - educație și design







Controlul vitezei motor fără perii:
Motorul fără perii fără electronice este pur și simplu o bucată de fier, deoarece în absența unui regulator, nu putem conecta doar tensiunea la el, astfel încât să pornească pur și simplu o rotație normală. Regulatorul de viteză este un sistem destul de complex de componente radio, deoarece trebuie să:
1) Determinați poziția inițială a rotorului pentru pornirea motorului
2) Acționați motorul la viteze reduse
3) Accelerați motorul la viteza de rotație nominală (setată)
4) Mențineți cuplul maxim

Diagrama schematică a regulatorului de turație (poartă):

Motoare fără perii - educație și design

Motoarele fără perii au fost inventate la începutul apariției electricității, dar nimeni nu putea să-și facă un sistem de control pentru ele. Și numai cu dezvoltarea electronicii: odată cu apariția unor tranzistoare și microcontrolere puternice, motoarele fără perii au început să fie folosite în viața de zi cu zi (prima utilizare industrială în anii '60).
Motoare fără perii - educație și design

Avantajele și dezavantajele motoarelor fără perii:

avantaje:
-Viteza de rotație variază într-o gamă largă
-Posibilitatea utilizării într-un mediu exploziv și agresiv
-Capacitate de suprasarcină mai mare prin cuplu
-Performanță energetică ridicată (eficiență peste 90%)
-Durată de viață îndelungată, fiabilitate ridicată și durată de viață crescută datorită absenței contactelor electrice glisante

dezavantaje:
-Sistem relativ complex de gestionare a motorului
-Costul ridicat al motorului datorită utilizării materialelor scumpe în proiectarea rotorului (magneți, lagăre, arbori)
După ce ne-am ocupat de teorie, să mergem mai departe să practicăm: proiectăm și construim un motor pentru modelul de zbor MX-2.

Motoare fără perii - educație și design

Lista de materiale și echipamente:
1) Sârmă (preluată din transformatoare vechi)
2) Magneți (cumpărate pe Internet)
3) Stator (miel)
4) Arbore
5) Lagare
6) Duralumin
7) Scade
8) Accesul la gunoi tehnic nelimitat
9) Accesul la instrumente
10) Mâinile drepte :)

Curs de lucru:
1) De la bun început decidem:

De ce facem un motor?
Pentru ce ar trebui proiectat?
La ce ne limităm?

1A - 0,05mm; 15A - 0,33mm; 40A - 0,7mm

3A - 0,11mm; 20A - 0,4mm; 50A - 0,8mm

10A - 0,25mm; 30A - 0,55mm; 60A - 0,95mm

Motoare fără perii - educație și design


3) Începeți să înfășurați firele de pe poli. Cele mai multe spire (13) sunt înfășurate pe dinte, cu atât este mai mare câmpul magnetic. Cu cât este mai puternic câmpul, cu atât este mai mare cuplul și numărul mai mic de rotații. Pentru a obține viteză mare, trebuie să suflați un număr mai mic de ture. Dar cu el, cuplul scade. Pentru a compensa cuplul, se aplică o tensiune mai mare motorului.
Motoare fără perii - educație și design

4) Apoi, alegeți metoda de conectare a înfășurării: stea sau triunghi. Conexiunea stelei dă un cuplu mai mare, dar mai puțin turații decât conexiunea printr-un triunghi de 1,73-ori. (a fost selectat un triunghi)

Motoare fără perii - educație și design

5) Selectați magneții. Numărul de poli de pe rotor trebuie să fie egal (14). Forma magneților utilizați este de obicei dreptunghiulară. Dimensiunea magneților depinde de geometria motorului și de caracteristicile motorului. Cu cât magneții sunt mai puternici, cu atât este mai mare cuplul dezvoltat de motor pe arbore. De asemenea, cu cât este mai mare numărul de poli, cu atât mai mare este momentul, dar mai puțin viteza. Magneții de pe rotor sunt fixați cu un adeziv special topit.

Motoare fără perii - educație și design

Testele acestui motor am efectuat pe instalarea creată de mine vitomotornoy, care vă permite să măsurați forța de tracțiune, puterea și turația motorului.

Motoare fără perii - educație și design

Pentru a vedea diferențele dintre conexiunile "stea" și "triunghi", am conectat în diferite înfășurări:

Motoare fără perii - educație și design

Ca urmare, sa constatat că motorul se potrivește cu caracteristicile aeronavei, a căror masă este de 1400 grame.

Motoare fără perii - educație și design

Caracteristicile motorului primit:
Consum curent: 34.1A
Curent fără sarcină: 2.1A
Rezistența la înfășurare: 0,02 Ohm
Număr de poli: 14
Revoluții: 8400 rpm

Calculul eficienței motorului:

Motoare fără perii - educație și design

Un indicator foarte bun. Deși a fost posibil să se atingă și mai mult.
Motoare fără perii - educație și design

concluzii:
1) Motoarele fără perii au o eficiență și o eficiență ridicată
2) Motoarele fără perii sunt compacte
3) Motoarele fără perii pot fi utilizate în medii explozive
4) Racordul stea dă un cuplu mai mare, dar viteza mai mică este de 1,73 ori mai mare decât conexiunea printr-un triunghi.

Astfel, pentru a vă face un motor fără perii pentru modelul aerobatic al avionului este o sarcină fezabilă

Dacă aveți întrebări sau nu înțelegeți ceva, adresați-mi întrebări în comentariile acestui articol. Mult noroc tuturor!

Adăugați la Favorite 116

Descărcați recenzii. Vă rog așteptați.

Alo
Vreau să clarific pentru mine, în ceea ce privește motoarele și autoritățile de reglementare pentru modelele de măsurare a poziției rotorului nu se întâmplă la urma urmei? Regulatorii funcționează fără feedback?
Dacă măsurați poziția rotorului pe un fir liber, cu conexiuni diferite de "stea" și "triunghi", același controler nu poate funcționa? Mărturia va fi diferită.

întâi numărat în Excel, apoi pe calculator, apoi pe scoruri = 0.87762277

3A - 0,11mm; 20A - 0,4mm; 50A - 0,8mm

10A - 0,25mm; 30A - 0,55mm; 60A - 0,95mm

A arătat intestinele motorului și totul. Și unde este procesul? Bobina pe stator a motorului modelului? Ei scriu despre un singur lucru, au făcut-o pe cealaltă. Nu este clar. Întreaga teorie a fost pusă într-un singur loc și asta este.

Motoare fără perii - educație și design

Bobirea motorului cu o astfel de fire groasă a fost cea mai dificilă. El a lucrat cu mănuși, dar totuși erau mari mazoli și nu s-au dovedit imediat. Prin urmare, nu era vorba de fotografii, dacă aș fi făcut-o în mod obligatoriu)







Trimiteți-le prietenilor: