3D tryckt DC-Motor (2 / 9 steg)
Steg 2: Motor Design
Designspecifikationer för borstlös likströmsmotor fastställdes utifrån principen att motorn ska vara lätt att bygga med lättillgängliga delar, och bör ge kvalitativ prestanda liknar många kommersiellt tillgängliga DC-motorer, som de som används i små elektriska fläktar.
Motorn var utformad som en 3-fas, 4-polig borstlös likströmsmotor med 4 - N52 neodymiummagneter på rotorn, och 3 tråd förpackade solenoider ansluten till statorn. Den borstlösa designen valdes på grund av ökad effektivitet, minskade antalet mekaniska delar, och lägre friktion. N52 magneterna valdes för sin styrka, pris och lätt tillgänglighet. Borstlös motorstyrning diskuteras vidare i avsnittet "BLDC Motor kontroll". Tabell 2 visar en jämförelse av borstlösa och borstad DC-motorer.
Magnetventiler är driv vid 8-12 volt och kontrolleras av en elektrisk koppling krets. 3 hall effekt sensorer ger platsinformation berättar kretsen när du ska utföra kommutering.
Följande ekvationer användes för att bedöma utförandet av motorn och därför skapa den ursprungliga motor designen.
Dessa ekvationer är messed up om du vill se dem ta en titt på pdf kopplad i introt.
Kraften mellan två magneter åtskilda av en bit grovt kan approximeras med följande formel: F = BmAmBsAs / 4g 2
där B är magnetfält tätheten på ytan av magneten, A är området av magneten och g är avståndet mellan de två magneterna. BS, det magnetiska fältet i nödsänkningssolenoiden ges av: B = noll
där jag är strömmen, N är antalet wraps och l är längden av magnetventilen. I motorn max vridmoment beräknades som: t = 2Fr
där är är radien, valt att vara 25 mm.
Kombinera dessa ekvationer kan en linjär uttryck avser den ingående strömmen utdata vridmomentet erhållas för en given magnetventil geometri. f = 2rBmAmAsN4g2lI
Önskat vridmoment konstanten valdes till 40 m-Nm/A baserat på önskad prestanda i förhållande till andra tillgängliga motorer [2].