Göra din egen miniatyr Electric Hub Motor (4 / 14 steg)

Steg 4: Statorn: få, vård, och utfodring

För senaste 4 sidor jag har sagt "stator stator stator stator". Vad är statorn, och där får man en? Statorn är nummer ett mest smärtsamma specialiserade industriell komponenten att förvärva för en motor bygga, generellt sett, och är oftast vad du sluta designa ditt power system runt bara för att du har en och Robot Jesus du ska använda det.

Statorn är svårt att bara "göra" eftersom det krävs stapling och passande för många lager av mycket tunna, elektriskt isolerade stålplattor. Inte bara någon "stål blad" heller - ingen Home Depot galvaniserad taket fläckar här. Motoriska stål kallas "elektriska stål" eller "transformator stål" och är speciallegeringar som innehåller hög kisel. Detta ökar de magnetiska egenskaperna hos stål och minskar dess ledningsförmåga.

Så varför gör det har att vara laminerat - och särskilt isolerade dem? Detta beror på fenomenet virvelströmmar. Novellen är att rörliga magneter över ledande material orsakar materialet att dämpa den magnet rörelse. En motor innebär att din motor försöker bromsa så hårt som man försöker gå. Dessa virvelströmmar få vände rätt in i värme. Om du tar den metod som de flesta nya motor byggare går:

"Tja, jag ska bara skära det ur några tjock stålplåt eller ett block eller något - jag har en fräsmaskin, det kommer att fungera, rätt?"

Det kommer, men du kommer att göra en värmare som ibland ryckningar, snarare än en motor som värmer upp som det körs.

Att ha laminerat, låg ledningsförmåga ark av materiella medel att virvelströmmar neutraliseras i stor utsträckning. För lågvarviga motorer, kan denna "eddy nuvarande förlust" eller "järnförlust" vara försumbar. För hög hastighet motorer, kan det äta upp så mycket som 15 till 20% av kraften.

Så där får jag en stator?

Detta kommer att endast "få" avsnittet thats inte resurser på sidan eftersom du vanligtvis inte bara gå och få en.

Eftersom de kräver stansmaskiner, stapling, och i övrigt behandling av hundratals små stålplattor, statorer tenderar att utformas en gång och sedan massproduceras i tusental. Här samlas produktion är därför de är svårt att få nya om du är en hobby eller motor hacker.

Lyckligtvis, apparater och redskap som dessa tusentals massproducerade statorer som hamnar i är vanligen tillgängliga secondhand, gratis, eller som skrot.

Laser kopiera ers och skrivare

Min #1 favorit källa för statorer, eftersom de tenderar att få hanteras som skräppost av dussin som avdelningar och institutioner får ny utrustning. Canon, HP, Xerox och Ricoh bordsskiva kopiatorer tenderar att vara rik på 12 tand statorer i intervallet 50-55mm. I detta fall är är äldre och större alltid bättre. Projektet Razers motor kom från en gigantisk (golvstående HiFi, needs-its-own-room-in-the-office stil) laser kopiator, som inte bara gett en stor motorn, men flera mindre AC-motorer och en hink med gears, axlar och remskivor. Typografisk utrustning är alltid en bra satsning för elektromekaniska komponenter, men nya enheter tenderar att använda stegmotorer, som inte lämpar sig för konvertering.

Den största kopiator motorer jag har sett (innan de sfären av AC induktion) har 70mm statorer.

Dessa saker dyker upp gratis hela tiden på Craigslist, eller gratis saker driver på institutioner. Elektroniska återvinning stationer är också värda ett samtal.

Junky gamla DC och AC motorer

Gamla motorer med brända lindningar eller slitna lager kastas ut hela tiden. DC-motorer är hit-or-miss. DC-motor armaturer tenderar att få utformad med udda numrerar av tänder eftersom bristen på symmetri bidrar till jämnhet. Medan statorer med tand nummer som har en udda multipel av 3 kan vändas till motorer, inte kan de använda LRK lindningen.

Eftersom DC motor armaturer snurra internt, har de tänder som projektet utåt, vilket gör dem idealiska för BLDC konvertering om antalet tand är korrekt.

Växelströmsmotorer induktion och särskilt AC tre fas motorer är vanligtvis bra satsningar på användbara järn, förutom de tenderar att vara konventionellt formad - som är, rotorn på insidan, statorn på utsidan. Vi vill tvärtom, men om du bara vill ha en motor, detta är ett bra ställe att börja.

"Junky gamla motor" innehåller "junky gamla Vitvaror", som ofta använder en variant av den borstad likströmsmotor kallas en universell motor. Dessa tenderar att ha 12, 18 eller 24 tand armaturer, särskilt stora multispeed mixrar, vanligt under 50 mm diameter.

Köpa en

Du vet hur jag sa att du inte kan köpa dem? Jag ljög. Hobbyister har nyligen blivit en så stor marknad att några företag faktiskt göra lager statorer som är tomma på lindningar och redan ytan belagd för att acceptera din egen.

Det bredaste urvalet, finns i GoBrushless' motor statorer. Kolla in de 65mm, 18 slot en!

För den monetärt begåvad, många butiker är specialiserade på kort sikt och prototyp laminering kärnor, inklusive det passande namnet ProtoLam. Vara ware - bara en stator till din design kan kosta flera hundra kronor, men om du bara helt besatt av rullande egna, resursen är tillgänglig.

Hur stor av en stator gör jag nöd?

Killer frågan.

Kom ihåg vridmoment ekvationen

T = 4 * m * N * B * L * R * jag

För mest rimliga arbetsförhållanden, kan du överväga:

T vara ett design mål. Ett mål för acceleration eller hill klättring både kräver minsta kraft-på-mark siffror, som översätts till ett vridmoment på motorn.

N att vara primär variabeln kan du styra. Detta är milt kopplat till jag, som är beroende av din batterispänning.

R och L är parametrarna som ställts av din statorn. På ett sätt, m bestäms också av din stator - trots allt, den har ett fast antal tänder som måste vara delbar med 3 för denna typ av motor.

B är är styrkan i permanenta magnetfältet som statorn fungerar upon, av din magnet styrka (och en mekanisk faktor diskuteras)

Detta är uppenbart en multivariat optimeringsproblem. Om du har ett val av hur stor din statorn kan vara, är svaret den största. Mer L och R du kan packa i uttrycket, den mindre N och jag du behöver. Kom ihåg att motor nuvarande jag är den största bidragsgivaren till uppvärmning och effektivitet förlust.

Om din L och R fastställs redan eftersom du har en drog stator och vill använda den, är de enda realistiska variabler kan du fiol N och B.