Paso 2: Diseño del Motor
Especificaciones de diseño para el motor sin cepillo de la C.C. se establecieron basándose en el principio que el motor debería ser fácil de construir con las piezas disponibles y debe proporcionar rendimiento cualitativo similar a muchos motores comercialmente disponibles, como los utilizados en ventiladores eléctricos pequeños.
El motor fue diseñado como 3 fases, 4 polos brushless DC motor con imanes de neodimio N52 4 - en el rotor, y 3 cables solenoides envueltos, conectados al estator. El diseño sin cepillo fue elegido debido al aumento de la eficiencia, número reducido de piezas mecánicas y menos fricción. Los imanes N52 fueron elegidos por su resistencia, precio y fácil disponibilidad. Control de motor sin escobillas se discute en la sección de 'Control de Motor de BLDC'. La tabla 2 muestra una comparación de motores de corriente continua sin escobillas y cepillados.
Los solenoides son alimentados a 8-12 voltios y controlados por un circuito eléctrico de la conmutación. 3 sensores de efecto hall proporcionará información de ubicación que el circuito de cuándo realizar la conmutación.
Se utilizaron las siguientes ecuaciones para estimar el rendimiento del motor y por lo tanto, crear el diseño inicial del motor.
Estas ecuaciones están en mal estadas si quieres verlos mira el pdf vinculado en la introducción.
La fuerza entre dos imanes separados por cierta distancia se puede aproximar más o menos por la siguiente ecuación: F = BmAmBsAs / 4g 2
donde B es la densidad de campo magnético en la superficie del imán, A es el área del imán, y g es la distancia entre los dos imanes. BS, el campo magnético del solenoide está dada por: B = NIl
donde I es la corriente, N es el número de vueltas, y l es la longitud del solenoide. En el motor del esfuerzo de torsión máximo se estimó como: t = 2Fr
donde están es el radio, elegido para ser 25 mm.
Combinando estas ecuaciones se puede obtener una expresión lineal sobre el par de salida a la corriente de entrada para una geometría dada solenoide. f = 2rBmAmAsN4g2lI
La constante de torsión deseado fue escogida para ser 40 m-Nm/A basada en el rendimiento deseado en relación con otros motores disponibles [2].
