👩🏻‍🚒 🛩️ 🏼 ब्रशलेस मोटर का निर्माण और परीक्षण 🎗️ 👨🏻‍🍳 🔀

इस लेख में, हम इस बारे में बात करना चाहेंगे कि हमने स्क्रैच से एक इलेक्ट्रिक मोटर कैसे बनाई: विचार से और पहला प्रोटोटाइप से लेकर एक पूर्ण मोटर तक सभी परीक्षणों को पारित किया। यदि यह लेख आपको दिलचस्प लगता है, तो हम अलग से, अधिक विस्तार से, आपको हमारे काम के सबसे दिलचस्प चरणों के बारे में बताएंगे।

बाएं से दाएं चित्र में: रोटर, स्टेटर, आंशिक मोटर असेंबली, मोटर असेंबली

प्रविष्टि

इलेक्ट्रिक मोटर्स 150 से अधिक साल पहले दिखाई दिए, लेकिन इस समय के दौरान उनके डिजाइन में कोई विशेष परिवर्तन नहीं हुआ: एक घूर्णन रोटर, तांबा स्टेटर वाइंडिंग्स, बीयरिंग। इन वर्षों में, बिजली की मोटरों के वजन में केवल कमी आई, दक्षता में वृद्धि हुई, और गति नियंत्रण सटीकता भी।

आज, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास और दुर्लभ-पृथ्वी धातुओं के आधार पर शक्तिशाली मैग्नेट के उद्भव के लिए धन्यवाद, शक्तिशाली और एक ही समय में कॉम्पैक्ट और हल्के " ब्रशलेस " इलेक्ट्रिक मोटर्स बनाना संभव है। इसी समय, उनके डिजाइन की सादगी के कारण, वे कभी बनाए गए इलेक्ट्रिक मोटर्स में सबसे विश्वसनीय हैं। इस तरह की मोटर के निर्माण पर इस लेख में चर्चा की जाएगी।

मोटर विवरण

"ब्रशलेस मोटर्स" में कोई "ब्रश" तत्व नहीं है, जो एक बिजली उपकरण को हटाने में सभी के लिए परिचित है, जिसकी भूमिका एक घूर्णन रोटर की विंडिंग में वर्तमान को स्थानांतरित करना है। ब्रशलेस मोटर्स में, करंट को एक नॉन-मूविंग स्टेटर की विंडिंग को आपूर्ति की जाती है, जो अपने व्यक्तिगत ध्रुवों पर वैकल्पिक रूप से एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, रोटर को स्पिन करता है जिस पर मैग्नेट घुड़सवार होते हैं।

इस तरह की पहली मोटर एक प्रयोग के रूप में 3 डी प्रिंटर के रूप में हमारे द्वारा छापी गई थी। विद्युत स्टील से बने विशेष प्लेटों के बजाय, हमने रोटर बॉडी और स्टेटर कोर के लिए साधारण प्लास्टिक का उपयोग किया, जिस पर एक तांबे का तार घाव था। रोटर पर आयताकार नियोडिमियम मैग्नेट लगाए गए थे। स्वाभाविक रूप से, ऐसी मोटर अधिकतम शक्ति देने में सक्षम नहीं थी। हालांकि, यह 20k rpm तक स्पिन करने के लिए मोटर के लिए पर्याप्त था, जिसके बाद प्लास्टिक इसे खड़ा नहीं कर सका और मोटर के रोटर अलग हो गए, और मैग्नेट चारों ओर बिखरे हुए थे। इस प्रयोग ने हमें एक पूर्ण मोटर बनाने के लिए प्रोत्साहित किया।

पहले कुछ प्रोटोटाइप

रेडियो-नियंत्रित मॉडल के प्रेमियों की राय जानने के बाद, एक कार्य के रूप में, हमने सबसे लोकप्रिय के रूप में "540" आकार की कारों की रेसिंग के लिए एक मोटर चुना। इस मोटर की लंबाई 54 मिमी और व्यास 36 मिमी है। हमने एक एकल नियोडिमियम सिलेंडर के आकार के चुंबक से नई मोटर

का रोटर बनाया। पायलट उत्पादन में एक एपॉक्सी चुंबक को उपकरण स्टील से निर्मित शाफ्ट से चिपकाया गया था। हमने ट्रांसफार्मर स्टील प्लेट के 0.5 मिमी मोटी के एक सेट से लेजर के साथ

स्टेटर काट दिया। प्रत्येक प्लेट को तब सावधानीपूर्वक वार्निश किया गया था और फिर एक तैयार स्टेटर को लगभग 50 प्लेटों से चिपकाया गया था। प्लेटों को उनके बीच शॉर्ट सर्किट से बचने और स्टेटर में हो सकने वाले फौकॉल्ट धाराओं पर ऊर्जा नुकसान को बाहर करने के लिए वार्निश किया गया था।

मोटर आवास कंटेनर के रूप में दो एल्यूमीनियम भागों से बना था। स्टेटर एल्यूमीनियम आवास में कसकर फिट बैठता है और दीवारों के खिलाफ अच्छी तरह से फिट बैठता है। यह डिज़ाइन अच्छा इंजन कूलिंग प्रदान करता है।

प्रदर्शन माप

उनके विकास की अधिकतम विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए, पर्याप्त मूल्यांकन और विशेषताओं के सटीक माप का संचालन करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, हमने एक विशेष राजवंश का डिजाइन और संयोजन किया।

स्टैंड का मुख्य तत्व एक वॉशर के रूप में एक भारी भार है। माप के दौरान, मोटर एक दिए गए भार और उत्पादन शक्ति को फैलाता है और मोटर टोक़ की गणना कोणीय वेग और त्वरण द्वारा की जाती है।

लोड के रोटेशन की गति को मापने के लिए, शाफ्ट पर मैग्नेट की एक जोड़ी और हॉल प्रभाव के आधार पर एक चुंबकीय डिजिटल सेंसर A3144 का उपयोग किया जाता है। बेशक, मोटर घुमावदार से सीधे आवेगों द्वारा क्रांतियों को मापना संभव होगा, क्योंकि यह मोटर समकालिक है। हालांकि, सेंसर वाला संस्करण अधिक विश्वसनीय है और यह बहुत कम गति पर भी काम करेगा, जिस पर दालें अपठनीय होंगी।

क्रांतियों के अलावा, हमारा स्टैंड कई और महत्वपूर्ण मापदंडों को मापने में सक्षम है:

ACS712 हॉल प्रभाव के आधार पर करंट सेंसर का उपयोग करके करंट (30A तक) की आपूर्ति करें;
आपूर्ति वोल्टेज। एक वोल्टेज डिवाइडर के माध्यम से सीधे माइक्रोकंट्रोलर के एडीसी के माध्यम से मापा जाता है;
मोटर के अंदर / बाहर का तापमान। तापमान अर्धचालक थर्मल प्रतिरोध द्वारा मापा जाता है;

सेंसर से सभी मापदंडों को इकट्ठा करने और उन्हें कंप्यूटर पर स्थानांतरित करने के लिए, Arduino नैनो बोर्ड पर AVR मेगा श्रृंखला माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किया जाता है। माइक्रो-कंट्रोलर COM पोर्ट के माध्यम से कंप्यूटर के साथ संचार करता है। रीडिंग को संसाधित करने के लिए, एक विशेष कार्यक्रम को माप परिणामों के रिकॉर्डिंग, औसत और प्रदर्शन किया गया था।

परिणामस्वरूप, हमारा स्टैंड किसी भी समय निम्नलिखित मोटर विशेषताओं को मापने में सक्षम है:

वर्तमान खपत;
बिजली की खपत;
बिजली की खपत;
उत्पादन शक्ति;
शाफ्ट क्रांतियों;
शाफ्ट पर पल;
दक्षता;
गर्मी में बिजली जा रही है;
मोटर के अंदर का तापमान।

स्टैंड के काम का प्रदर्शन करने वाला वीडियो:

परीक्षण के परिणाम

स्टैंड के प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए, हमने पहली बार पारंपरिक R540-6022 कम्यूटेटर मोटर पर इसका परीक्षण किया। इस मोटर के लिए कुछ ज्ञात पैरामीटर हैं, लेकिन यह माप परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए पर्याप्त था, जो कारखाने वालों के काफी करीब थे।

तब हमारी मोटर का परीक्षण किया गया था। स्वाभाविक रूप से, वह एक साधारण मोटर की तुलना में बेहतर दक्षता (65% बनाम 45%) और एक ही समय में अधिक से अधिक क्षण (1200 बनाम 250 ग्राम प्रति सेमी) दिखाने में सक्षम था। तापमान माप ने भी काफी अच्छे परिणाम दिए, परीक्षण के दौरान मोटर 80 डिग्री से अधिक नहीं गरम हुई।

लेकिन फिलहाल माप अंतिम नहीं है। पावर स्रोत की सीमित शक्ति के कारण हम पूरी गति सीमा में मोटर को मापने में सक्षम नहीं थे। हमें अपनी मोटर की तुलना भी इसी तरह के प्रतिस्पर्धियों की मोटरों से करनी है और इसे "युद्ध में" परीक्षण करना है और इसे रेडियो-नियंत्रित कार पर रखकर और प्रतियोगिताओं में बोलना है।

ब्रशलेस मोटर का निर्माण और परीक्षण

प्रविष्टि

मोटर विवरण

प्रदर्शन माप

परीक्षण के परिणाम

More articles: