Simple Permanent Magnet Motors

As the part of the fan which spins round does not normally project above the stationary frame, a spacing disc of wood or plastic is needed to provide the clearance. The disc is glued to the centre of the fan using perhaps, Impact Evostick, epoxy resin or super glue. It would then look like this: 




A square of wood can then be screwed to the spacer, like this: 




And as I am hopeless at creating good-quality mechanical devices, I would then hold a pencil very steadily against a support and give the wood a spin, so that the pencil draws a perfect circle exactly centred on the bearing of the fan. Then, marking the wood and the spacer so that there is no doubt as to which way round the wood is attached to the spacer, I would unscrew the wood and cut around the pencil line very carefully, smoothing the edges of the disc gently with fine sandpaper. Screwing the disc back in place, a spin should confirm that the edge of the disc stays steadily in place with no wavering of the edge. Actually, if the disc is not perfect, that is not a major problem as it is the rotor magnets which need to be positioned accurately, and for that, another pencil line can be produced by spinning the disc when the desired position has been determined. 

Permanent magnets vary enormously in size and strength, so when magnets are purchased, it is a matter of testing them using a track of the type used by Anthony and Andreas. The stator magnets are angled at about 45 degrees to the track and with just four on each side, it is a case of finding the spacing between the two sets of angled magnets which pushes the stator magnets furthest along the track.

Oddiy doimiy magnit motorlar

annotatsiya

Doimiy magnitlarning kuchini faqat ular tomonidan ishlab chiqarilgan vosita qilish uchun ishlatish juda qiyin. Yuqorida ko'rsatilgan Ditmar Xol dizayni uyda osongina tayyorlanishi va sinovdan o'tkazilishi mumkin bo'lgan juda kam sonlardan biridir. Muammo shundaki, deyarli barcha magnitlar nosimmetrik magnit maydonga ega, magnit bilan ishlaydigan vosita uchun esa asimmetrik magnit maydon mavjud. Shunday qilib, magnitlarni oddiy dala shaklini buzadigan tarzda birlashtirish kerak. Hohl motorida haydovchi magnitlari burchakka qo'yilganligini va motorlarda magnitlardan foydalanishning muhim xususiyati ekanligini bilib olasiz.

Hozirgi kunda manbalarda magnit maydon kuch chiziqlari quyidagicha bo'lishini o’quvchilarga o'rgatishadi.

 

Bu magnit kuch chiziqlarini qog'oz varag'iga sochilgan temir kukuni orqali aniqlash mumkin. Afsuski, bu maydonning haqiqiy ko’rinish emas, chunki temir moddalari ferromagnetik xususiyatga ega bo’lgani uchun doimiy magnit atrofidagi maydon tasirida magnitlanib qoladi va doimiy magnit maydonini o’zgartirib yuboradi. Ularning har biri o'z-o'zidan juda ko’p kichkina magnitchalarga aylanadi. Tashqi tasirlarsiz haqiqiy o'lchash shuni ko'rsatadiki, aslida doimiy magnitda hosil bo'lgan maydon quyidagicha:

 

Oddiy to’rtburchak magnitning tashqi tomonidagi maydonni biz manbalarda shimoldan chiqib janubda tugaydi deb o’rganganmiz, aslida esa magnit atrofida hosil bo’luvchi maydon biz o’ylagandan ko’ra ancha murakkabroq bo’ladi. Doimiy magnit burchaklardagi kuch chiziqlari uch o'lchovda tarqaladi.

magnitning yuqori qismidan egri, dumaloq oqadigan chiziqlar, magnitning pastki yuzasi ostidagi dumaloq chiziqlar. Ushbu kuch chiziqlari deyarli futbolning markazida magnitlangan burchakka ega bo'lgan futbol shaklida. Aslida, bu magnit kuch chiziqlarining ko'plab qatlamlari bor, shuning uchun magnitning burchak qismida joylashgan asta-sekin kattaroq va kattaroq futbollarning butun seriyasini o'tkazish kabi. Bu chiziqlarni chizish va ularni aniq ko'rsatish juda qiyin. Howerd Johnstonning "Magnitlarning sirli dunyosi" kitobi bar magnitli atrofida kuchlarning haqiqiy chiziqlari to'g'risida yaxshi tasavvurga ega bo'ladi. Ushbu magnit kuch chiziqlarining joylashuvi umuman ma'lum emas va agar siz Google 'kuch tasvirlarining magnit chiziqlari' bo'lsa, siz faqat maktablarda o'qitiladigan fantastika topasiz. Biroq, muhim haqiqat shundaki, odatdagi bar magnitining har bir burchagida aylanadigan magnit maydon mavjud. Bundan kelib chiqadiki, agar bir qator magnitlanganlar burchakka qo'yilgan bo'lsa, natijada bitta yo'nalish bo'yicha aniq maydon hosil bo'ladi.

Masalan, magnitlar soat yo'nalishi bo'yicha qirq besh daraja aylantirilsa, natija quyidagicha bo'ladi:

 

Ushbu tartibga solingan holda, bu erda ko'rsatilgan magnitlarning qarama-qarshi burchaklari pastroq bo'ladi va shuning uchun magnitlangan to'plamning tepasida o'ng tomonga suriladigan aniq magnit kuch bo'lishi kerak. Biroq, vaziyat siz tasavvur qilganingizdek oddiy va sodda emas. Yuqoridagi diagrammada ko'rsatilmagan magnit kuchning qo'shimcha chiziqlari magnitlardan tashqariga chiqadilar va ular o'zaro ta'sirlanib, murakkab kompozit magnit maydonni yaratadilar. Tez-tez uch yoki besh magnitdan keyin qisqa masofani magnitlar chizig'i davom etguncha qoldirilishi kerak.

     

Ikki bola; Entoni va Andreas ushbu magnit tartibni magnit yo'lini yaratish uchun ishlatishgan va ular juda qiziqarli bo'lib, burchakli magnitlarning bu ikki qatorining o'rtasida magnit sirpanib yuborishgan. Dastlab, ular arzon keramik magnitlardan foydalandilar va neodim magnitini harakatlanuvchi tarkibiy qism sifatida ishlatishda juda qoniqarli harakatga ega bo'ldilar:

 

Siz ularning izining har ikki tomonida 18 ta seramika magnitlarini boshqarishganini va ularning natijalari juda yaxshi ekanligini payqaysiz. Hozirgi vaqtda ularda uchta video bor:

Harakatlanadigan magnitlangan shimoliy - janubiy - shimoliy - janubiy - shimoliy - janubiy - janubiy - shimoliy - janubiy biriktirilgan to'rtta 12 mm x 12 mm x 12 mm (yoki yarim dyuymdan yarim dyuymdan yarim dyuymgacha) neodimiy magnitlardan iborat:

 

Ular o'zlari foydalanayotgan narsalarning tafsilotlarini oshkor etishmagan (tasodifan emas, balki tasodifan). Seramika stator magnitlari 48 mm x 20 mm x 10 mm, har bir asosiy yuzada tirgaklar mavjud. Ular har bir magnitni Shimoliy qutbga qarab, yo'lga qaraydilar va magnitlarni 45 darajaga buradilar. Stator magnitlari va yo'lning har ikki tomonida harakatlanuvchi magnitlar o'rtasida 15 mm bo'sh joy mavjud. Yog'och chiziqlar harakatlanadigan magnitlarni yo'naltiradi.

Neodimiyum magnitlari keramik magnitlarga nisbatan juda boshqacha xususiyatlarga ega (va bu shunchaki magnit maydonning kuchi emas). Eksperimentchilar uchun moslamalar bitta turdagi magnit bilan, boshqasi bilan emas, balki yaxshi ishlashini topish odatiy hol emas. Bu erda ishlab chiqaruvchilar o'zlarining har ikki tomonida beshta burchakli neodimiy magnitlarining ikkita to'plamidan foydalanishga harakat qilishdi va natija ularning harakatlanuvchi magnitiga yanada kuchli turtki bo'ldi.

 

Ushbu rasmda magnitlar asosiy taxta ichiga tortilgan yog'och dübeller yordamida ushlab turilgan. Ular magnit maydonini o'zgartirishi mumkin bo'lgan har qanday magnitni mahkamlaydigan materialdan saqlanish uchun ulardan foydalanganlar.

Keyingi qadam, ular o'zlarining magnit trek texnikasidan foydalangan holda motorni quvvatlantirishlari mumkin. Biroq, bu ko'p marta sinab ko'rilgan va xulosa shuki, to'g'ri magnit yo'lni to'liq aylanani tashkil etadigan joyga o'zgartirish juda qiyin. Shuning uchun men quyidagi tartibni taklif qilaman:

 

Bu erda oddiy disk rotorida to'rt magnitlangan (magnit yo'lni pastga tushirish uchun ishlatiladigan) diskning pastki tomoniga biriktirilgan va ular disk aylanayotganda to'rtta qisqa burchakli stator magnitlari bo'ylab harakatlanadigan qilib joylashtirilgan. Rotor milining gorizontal yoki vertikal bo'lishi muhim emas. Agar disk yaxshi aylanib ketsa, unda rotor magnitlari yuqoridan o'tib ketayotganda elektr toki hosil bo'lishi uchun stator magnitlangan qatorlarining har biri o'rtasida ikkita havo yadrosi olinadigan rulolar to'plamini joylashtirish mumkin. Agar konstruktor bitta rotor miliga ikkita rotor diskini biriktirishga qaror qilsa, u holda rotor milini bu erda ko'rsatilgandek har 90 daraja emas, balki har 45 graduslik aylanishni itaradigan qilib joylashtirish kerak. Dvigatelning ushbu uslubi, agar ular bunga moyil bo'lsa, uni qurish uchun o'rtacha odamning doirasiga kiradi.

Mendan ushbu timsolni yaratishda shaxsan o'zim qanday harakat qilishimni aytishni so'rashdi. Qurilish qobiliyatim juda cheklanganligi sababli men buni shunday qilardim:

Rulman uchun men kompyuter sovutish foniyini tanlagan bo'lardim, chunki bu rulmanlar juda yaxshi va agar kimdir eski, eskirgan kompyuterga topshirmasa, ularni juda arzonga sotib olish mumkin. Fanning diametri muhim emas. Ushbu muxlislar odatda quyidagicha ko'rinishga ega:

 

Dumaloq aylanadigan fanning qismi odatda statsionar ramkadan yuqoriga chiqmaganligi sababli, bo'shliqni ta'minlash uchun yog'och yoki plastmassadan iborat bo'sh joy kerak bo'ladi. Disk, ehtimol Impact Evostick, epoksi qatroni yoki super elim yordamida fan markaziga yopishtirilgan. Keyin quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:

 

Keyin maydonchaga bir kvadrat yog'ochni quyish mumkin, masalan:

 

Va men sifatli mexanik moslamalarni yaratishga umidsiz ekanman, u holda men qalamni tayanchga qarshi juda qattiq ushlab, o'tinni ipga aylantiraman, shunda qalam fanat podshipnikiga aniq mukammal doirani tortadi. So'ngra, yog'ochni aylantiruvchi vositaga qanday qilib bog'lanishiga hech qanday shubha yo'qligi uchun yog'ochni va bo'shliqni belgilang, men yog'ochni burab, qalam chizig'ini juda ehtiyotkorlik bilan kesib, diskning qirralarini ingichka qilib tekisladim. zımpara. Diskni joyiga surib qo'yib, aylanish bilan disk chetini tebranmasdan turib turishini tasdiqlash kerak. Aslida, agar disk mukammal bo'lmasa, bu katta muammo emas, chunki bu rotor magnitlarini aniq joylashtirish kerak va buning uchun kerakli pozitsiya aniqlangandan keyin diskni burish orqali yana bir qalam chizig'i ishlab chiqarilishi mumkin.

Doimiy magnitlar kattaligi va kuchi jihatidan juda katta farq qiladi, shuning uchun magnitlar sotib olinganda, ularni Entoni va Andreas foydalangan turni ishlatib sinab ko'rish kerak. Stator magnitlari trekka qariyb 45 daraja burchak ostida joylashgan va ularning har ikkala tomonida atigi to'rtta, bu stator magnitlarini yo'l bo'ylab eng uzoq tomonga surib qo'yadigan burchakli magnitlarning ikki to'plami orasidagi bo'shliqni topish holati.