Motor de CC sin escobillas: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hagamos un motor eléctrico que gire usando imanes de neodimio y alambre. Esto muestra cómo una corriente eléctrica se convierte en movimiento.

Estamos construyendo un motor de CC sin escobillas primitivo. No va a ganar ningún premio de eficiencia o diseño, pero nos gusta pensar que un ejemplo simple hace que sea más fácil ver lo que está sucediendo.

Materiales necesitados:

- (2) imanes de neodimio

-Rotor (utilizamos un rodamiento 608ZZ)

-Cable magnético

-Perno de acero

-Tablero de circuitos

-Electrónica - Interruptor de lengüeta, transistor, diodo de retorno, resistencia de 20 ohmios, LED, fuente de alimentación de 6 V CC. Usamos baterías 4AA en un paquete de baterías

Paso 1: Rotor de bricolaje

La parte giratoria de un motor eléctrico se llama rotor. La mayoría de los motores sin escobillas tienen imanes permanentes en el rotor.

Nuestro rotor gira gracias a un rodamiento 608ZZ pegado a un lápiz. Este rodamiento se usa comúnmente en cosas como ruedas de patineta y ruedas giratorias inquietas.

Pegamos dos imanes de neodimio B442 de 1/4 "x 1/4" x 1/8 "en el borde exterior del rodamiento, separados 180 grados entre sí. Ambos están orientados con sus polos norte hacia afuera. Esto es diferente a la mayoría Motores BLDC que tienen polos alternos orientados hacia afuera Esta simplificación hizo que nuestros circuitos electrónicos fueran un poco más fáciles.

Paso 2: ¡Muévete

¿Cómo conseguimos que esta cosa gire? Podríamos simplemente moverlo con nuestro dedo, pero estamos buscando un empuje magnético. Traiga otro imán cerca de uno de los imanes del rotor, con su polo norte hacia el polo norte del imán del rotor. Esto hará que los imanes se repelan o empujen, haciendo que el rotor gire.

Si presionamos el imán lo suficientemente fuerte como para hacer girar el rotor hasta la mitad, podemos volver a hacerlo con el siguiente imán. Si fuéramos lo suficientemente rápidos, podríamos seguir poniendo el imán cerca y quitándolo, girando el rotor continuamente.

Aquí es donde entra en juego la electrónica. Necesitamos crear un electroimán que encienda y apague, empujando los imanes del rotor.

Paso 3: electroimán

Un electroimán simple consiste en una bobina de alambre magnético envuelto alrededor de un núcleo de acero. Usamos alambre magnético de cobre de una sola hebra de calibre 24 con un delgado aislamiento de esmalte. Un perno se convirtió en el núcleo de acero.

Cuando le aplicamos un voltaje, se convierte en un imán. Con el electroimán en la posición correcta, debería alejar el imán del rotor. Ahora todo lo que tenemos que hacer es encenderlo y apagarlo en el momento justo.

Queremos encender el electroimán justo después de que uno de los imanes del rotor pase el perno, para empujarlo. Después de un poco de recorrido, digamos 30 grados más o menos, debería apagarse. ¿Cómo podemos hacer este cambio de forma electrónica?

Paso 4: sensor magnético

Elegimos un interruptor de lengüeta para indicarnos cuándo los imanes están en la posición correcta. Un interruptor de lengüeta es un sensor revestido de vidrio, donde dos cables ferromagnéticos casi se tocan entre sí. Aplique un campo magnético al sensor con la fuerza magnética y la dirección correctas, y hará que estos dos cables se toquen entre sí, haciendo contacto eléctrico y completando el circuito.

Con el interruptor de lengüeta colocado como se muestra, hace contacto solo durante la parte correcta de la rotación del rotor.

Paso 5: Circuito final - Mejorado

Si bien la configuración simple del interruptor de lengüeta funcionó brevemente, rápidamente nos encontramos con problemas. Estábamos pasando mucha corriente a través de ese interruptor de lengüeta y soldaba los dos contactos. Esto se debe a que básicamente estábamos haciendo cortocircuitos en las baterías.

Para solucionar este problema, agregamos un transistor. En lugar de que toda la corriente del electroimán pase por el interruptor de lengüeta, usamos el interruptor de lengüeta para activar y desactivar el transistor, por lo que la corriente pasa por el transistor. Un transistor es básicamente un interruptor de encendido y apagado que puede manejar un poco más de corriente.

La configuración final también incluye un diodo para evitar el reflujo del electroimán. Esto se llama un "diodo de retorno", que evita que la corriente fríe el transistor cuando se apaga.

Paso 6: ¡Míralo correr

¡Con el electroimán encendido solo a través de una pequeña parte de la rotación, el rotor gira continuamente! Compruébalo en el video.

Agregamos un LED que se enciende cuando se activa el electroimán para ayudar a visualizar lo que está sucediendo.

En el gráfico, puede ver el voltaje medido a través de la bobina, encendiéndose y apagándose.