Kreativ lösning till motorbygge
Postat: 4 maj 2021, 17:04:25
Hej!
Jag ska bygga en borstad dc motor till mitt gymnasiearbete. Jag har kört fast lite och jag har ingen i min närhet att fråga, så jag tänkte att jag kunde testa att ställa frågan här. Jag är jättetacksam för svar. Här är en bild som visar grundtanken:
Jag har inte börjat bygga motorn ännu då jag behöver hjälp med delar av konstruktionen, men jag har köpt en ferromagnetisk kärna från ELFA som jag tror borde fungera som kärna till elektromagneten i rotorn. Det är egentligen en del av en transformatorkärna vilket får mig att tro att detta borde fungera. Kärnans dimensioner är 30x28x90mm (jag hade föredragit att den var cylindrisk men jag hittade ingen sådan). Den väger 370 gram. Här är en bild på kärnan:
Jag har även köpt emaljerad koppartråd som är 0,22 mm i diameter och ca. 400 m lång, och 10 st. neodymmagneter av grad N52 (60x10x3mmx10) som permanentmagneter, och planerar att köpa de andra smågrejerna som jag inte redan har till hands på plats där jag bor. Jag har tillgång till verkstad.
Motorn ska vara väldigt simpel och själva rotorn ska inte vara omsluten av någon stator (kommer bygga rotorn på en bänk) och jag kommer att använda mig av permanenta magneter utanför själva rotorn. Tanken är att jag ska jämföra vridmomentet som genereras på rotorn när den ferromagnetiska kärnan befinner sig i rotorn, med vridmomentet som genereras när en lika stor icke-ferromagnetisk kärna (till exempel av trä) befinner sig i rotorn. Vridmomentet när den ferromagnetiska kärnan befinner sig i rotorn borde vara större eftersom denna kärnans permeabilitet är större än permeabiliteten hos till exempel trä. Jag planerar att mäta vridmomenten med hjälp av en fiskevåg som jag fäster i rotationsaxeln. När jag väl fått ett värde på respektive vridmoment borde jag kunna räkna ut permeabiliteten av den ferromagnetiska kärnan, vilket är ett av mina mål med arbetet.
Permeabiliteten är inte konstant i ferromagnetiska material när det externa magnetfältet ändras (vilket magnetfältet borde göra i mitt fall då strömmen genom spolen kommer att byta riktning varje halv-cykel), men att bara veta permeabiliteten vid maximal belastning (när en större last är fäst vid motorn än vad motorn klarar av) räcker nog för detta arbete. Jag har tänkt att jag kan använda mig av ett 9V batteri.
Nu kommer jag till min fråga. Det bästa sättet att få en exakt jämförelse mellan de två vridmomenten (med så få felkällor som möjligt) tror jag hade varit att bygga en enda rotor (istället för två separata motorer), och linda/konstruera spolen runt den första kärnan på ett sätt som gör det möjligt att byta ut kärnan mot den andra kärnan. Det kräver att spolen inte fästs permanent på den första kärnan, men spolen får inte heller sitta så löst så att den trillar av eller deformeras när rotorn roterar. Jag fick detta förslag från en ingenjör i elektroteknik, men jag kan inte nå honom längre.
Jag kan också bygga två olika motorer om jag inte kommer på hur jag ska lösa problemet. Det gör jämförelsen lite mer osäker eftersom jag då inte använder samma spole, kommutator och borstar, så det bästa hade ändå varit om jag kunde komma på någon smart lösning.
Tanken är att rotationsaxeln ska sitta på tvären av kärnan (alltså tvärs över kortsidan). Antingen skär jag kärnan på tvären i två bitar och placerar varje bit på en lite större och mer robust axel. Jag vet dock inte hur jag skulle fästa bitarna då de som sagt ska gå att ta bort för att bytas ut. Det andra alternativet är som jag ser det att jag borrar jag ett hål på tvären (där det lilla hålet är) och för in en smal stålcylinder, så att det blir min rotationsaxel.
En idé som jag hade är att sätta spolen på en dubbelhäftande tejp som ena sidan fästs runt kärnan och på andra sidan fästs i spolen, men det blir nog svårt om inte omöjligt att sen få bort tejpen från kärnan när jag vill byta ut den. Speciellt om spolen är hårt lindad runt kärnan.
Hör gärna av er om ni kommer på någon kreativ lösning eller om ni tycker det verkar för svårt och varför.
Jag ska bygga en borstad dc motor till mitt gymnasiearbete. Jag har kört fast lite och jag har ingen i min närhet att fråga, så jag tänkte att jag kunde testa att ställa frågan här. Jag är jättetacksam för svar. Här är en bild som visar grundtanken:
Jag har inte börjat bygga motorn ännu då jag behöver hjälp med delar av konstruktionen, men jag har köpt en ferromagnetisk kärna från ELFA som jag tror borde fungera som kärna till elektromagneten i rotorn. Det är egentligen en del av en transformatorkärna vilket får mig att tro att detta borde fungera. Kärnans dimensioner är 30x28x90mm (jag hade föredragit att den var cylindrisk men jag hittade ingen sådan). Den väger 370 gram. Här är en bild på kärnan:
Jag har även köpt emaljerad koppartråd som är 0,22 mm i diameter och ca. 400 m lång, och 10 st. neodymmagneter av grad N52 (60x10x3mmx10) som permanentmagneter, och planerar att köpa de andra smågrejerna som jag inte redan har till hands på plats där jag bor. Jag har tillgång till verkstad.
Motorn ska vara väldigt simpel och själva rotorn ska inte vara omsluten av någon stator (kommer bygga rotorn på en bänk) och jag kommer att använda mig av permanenta magneter utanför själva rotorn. Tanken är att jag ska jämföra vridmomentet som genereras på rotorn när den ferromagnetiska kärnan befinner sig i rotorn, med vridmomentet som genereras när en lika stor icke-ferromagnetisk kärna (till exempel av trä) befinner sig i rotorn. Vridmomentet när den ferromagnetiska kärnan befinner sig i rotorn borde vara större eftersom denna kärnans permeabilitet är större än permeabiliteten hos till exempel trä. Jag planerar att mäta vridmomenten med hjälp av en fiskevåg som jag fäster i rotationsaxeln. När jag väl fått ett värde på respektive vridmoment borde jag kunna räkna ut permeabiliteten av den ferromagnetiska kärnan, vilket är ett av mina mål med arbetet.
Permeabiliteten är inte konstant i ferromagnetiska material när det externa magnetfältet ändras (vilket magnetfältet borde göra i mitt fall då strömmen genom spolen kommer att byta riktning varje halv-cykel), men att bara veta permeabiliteten vid maximal belastning (när en större last är fäst vid motorn än vad motorn klarar av) räcker nog för detta arbete. Jag har tänkt att jag kan använda mig av ett 9V batteri.
Nu kommer jag till min fråga. Det bästa sättet att få en exakt jämförelse mellan de två vridmomenten (med så få felkällor som möjligt) tror jag hade varit att bygga en enda rotor (istället för två separata motorer), och linda/konstruera spolen runt den första kärnan på ett sätt som gör det möjligt att byta ut kärnan mot den andra kärnan. Det kräver att spolen inte fästs permanent på den första kärnan, men spolen får inte heller sitta så löst så att den trillar av eller deformeras när rotorn roterar. Jag fick detta förslag från en ingenjör i elektroteknik, men jag kan inte nå honom längre.
Jag kan också bygga två olika motorer om jag inte kommer på hur jag ska lösa problemet. Det gör jämförelsen lite mer osäker eftersom jag då inte använder samma spole, kommutator och borstar, så det bästa hade ändå varit om jag kunde komma på någon smart lösning.
Tanken är att rotationsaxeln ska sitta på tvären av kärnan (alltså tvärs över kortsidan). Antingen skär jag kärnan på tvären i två bitar och placerar varje bit på en lite större och mer robust axel. Jag vet dock inte hur jag skulle fästa bitarna då de som sagt ska gå att ta bort för att bytas ut. Det andra alternativet är som jag ser det att jag borrar jag ett hål på tvären (där det lilla hålet är) och för in en smal stålcylinder, så att det blir min rotationsaxel.
En idé som jag hade är att sätta spolen på en dubbelhäftande tejp som ena sidan fästs runt kärnan och på andra sidan fästs i spolen, men det blir nog svårt om inte omöjligt att sen få bort tejpen från kärnan när jag vill byta ut den. Speciellt om spolen är hårt lindad runt kärnan.
Hör gärna av er om ni kommer på någon kreativ lösning eller om ni tycker det verkar för svårt och varför.