Göra din egen miniatyr Electric Hub Motor (5 / 14 steg)

Steg 5: Magneter och magneten binder

... Ja, det finns definitivt, och du kan faktiskt spec och köpa dem efter dina behov. Typ av permanentmagnet som används i de flesta små BLDC motorer i dag är Neodium järn bor kemi magneter. De ligger inom en grupp av magnetiska material kallas sällsynta jordartsmetaller magneter, eftersom Nd är en "rare earth metal". Dessa är inte faktiskt så sällsynt, som hjälper till att förklara varför NIB magneter inte kostar en arm och ett ben.

Faktiskt, tillbaka upp. De kan. NIB magneter kan vara så stark att de hoppar över en fot eller mer eller öppen luft och slam tillsammans - om du är instängd i mellan, kan du vara i för en värld av skada. Alla vid det här laget har sett efterdyningarna av någons hand fångas mellan två kolliderande 4 tum fyrkantiga NIB magnet block - jag länkar inte som. Som ett tips för framtiden: ta stor försiktighet runt magneter!

En typisk NIB magnet är klassad som Nxx, där xx är ett tal mellan 28 och 52 (när detta skrivs). Numret är att magnet magnetisk energiprodukt. Utan dykning i E & M fysik, är högre bättre.

Till en kostnad av kursen. NIB magneter är ökända för att vara hög temperatur känslig. Curie punkt med en permanent magnet är den punkt på som stannar som en permanent magnet. Nej, inte de återfår sin magnetism efter de svalna. För ultra höghållfasta NIB magneter, kan detta vara så lågt som 80 grader (eller om 150F).

Det är inte hög alls - du kan enkelt trash en motor genom att köra det för varmt.

Här är en länk som förklarar magnet betyg ganska tydligt. Samma person är också en seriös återförsäljare av alla sorters magnetiska mayhem.

En typisk NIB magnet har som används i en motor en kvarleva yta flux 1 Tesla. Om du får det bra magneter, det är säkert att anta att B i vridmoment uttrycket T = 4 * m * N * B * L * R * jag är lika med 1.

Därför ekvationen minskar till T = 4 * m * N * L * R * jag.

Det takeaway faktumet för magneter är att starkare är bättre tills din motor blir för varmt. Det gör inte ont för att ha en starkare B-fält. Få de senaste och bästa i N52 magneter kan öka du B till 1.1 eller 1.2.

Jag kommer att behandla hur till spec våra din magneter inom kort, men under tiden...

Magneten binder

En permanent magnet som sitter där och göra inte någonting. Det är inte mycket intressant att titta på. Vad gör motor arbetet är byta elektromagneter. Om du har gått igenom en fysik klass med någon aptit, har du gjort en elektromagnet av tråd och en spik.

Anslut inte detta in i väggen som din verkligen.

Alla 12 tänder på stator funktion som en elektromagnet. Från samma fysik klass, minns att elektromagneten fick starkare för varje tur tråd virade spiken. Samma sak med statorn tänder - det är därför N är en faktor i ekvationen.

Så du kan bara göra en 20.000 tur motor och göras med det, rätt? Visst, om du vill köra 10 000 volt att faktiskt driva tillräckligt ström genom din lindningar betyda något.

Det finns några begränsningar att överväga när du designar din lindningar. Magneten binder tar upp fysiska utrymme - i huvudsak, givet en uppsättning av utrymmesbegränsningar, fler svängar du vill varva, ju mindre tråd måste finnas. Detta är rimligt ur ett fysiskt perspektiv. Så småningom, när du använder nanotrådar, kan du ha en 10 miljarder vända motor att förpackningar alla slots till nära 100% fylla för maximal magnetiska förödelse.

Utom din motor motstånd skulle Rm vara astronomiska. Detta är en annan begränsning. Att välja antalet varv är en noggrann avvägning mellan att få den Km som du vill men minimera Rm. Den motoriska motstånd kan bara bidra till förlust. Det kan bara skada dig. Målet med nästan alla hobby motor rullar är därför att minimera motståndet.

Detta innebär med som några varv på den största gauge tråden du kan för att få den Km som tillfredsställer du. En Wiki har en stor tabell av AWG koppartråd motstånd.

Magneten binder finns i många smaker - de är alla, slutet, conformally belagda solida koppartråd. Denna beläggning kan vara emalj, polyuretan, epoxi, eller i exotiska / hög temperatur motors, fluorpolymerer och såret glasfiber pälsar. De billigaste betygen är allmänt emalj isolerade och fungerar upp till ca 150 grader.

Genom denna punkt, din dyra N52 magneter skulle ha förångas redan - om inte du är död uppsättning på att ta din motor till de gränser (vilket innebär denna tutorial inte kommer hjälpa alls), inte splurge på dyra HT tråd.

Kan du fysiskt hantera det?

Underskatta inte styrkan i en del av koppar. Du kan användas till 28, 24 eller 20 gauge magnet tråd, som är liten nog att vara negligibly mjuk. Kanske annoyingly mjuk. Nu försök böja en 16 eller 14 AWG solid svetstråd, vilket är ganska nära tjockleken på ett piano bas strängar. Nu föreställa sig du måste böja detta runt ett hörn bara millimeter i radie, möjligen 100 gånger eller mer.

Om du har en hård tid med en monter av monster tråd, kan du överväga att dela upp det i motsvarande parallella parter mindre tråd. Razers motor var såret med dubbla 22 gauge efter att jag hade svårigheter brottning 18 gauge runt för 25 varv. Använd tabellen wire gauge för att jämföra diametrar!