Por fin conseguí que funcione mi motor de pulsos con controlador de efecto Hall (interruptor de láminas)

Gancho

Encendí la fuente de alimentación, el rotor empezó a girar en sentido contrario al que esperaba y de repente todo el conjunto se convirtió en un giroscopio funcional. Este diseño inverso con imanes fuera del pulso y bobinas electromagnéticas en el rotor es extrañamente satisfactorio.

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El motor es un montaje de tres imanes y tres bobinas. Las bobinas bifilares están fijas en el centro. El rotor lleva tres imanes permanentes grandes en el exterior. Un interruptor de láminas pegado a la base se encarga de la temporización. Dos anillos de cobre actúan como un conmutador flotante: uno positivo en el centro y uno negativo en el anillo exterior. Los cables cuelgan desde la brida superior y rozan los anillos mientras el rotor gira.

Lo que aprenderás

Verás cómo un diseño de imanes en el exterior crea un claro efecto giroscópico, por qué el rotor invirtió su dirección por sí solo y cómo combinar los hilos de excitación y disparo en las mismas bobinas bifilares 2630 mantiene todo sencillo. También probamos qué ocurre cuando la tensión sube de 24 V a 35 V.

Desde el banco de trabajo

Todo se montó en una sola tarde. La base sostiene tres bobinas bifilares cableadas 2630-2630-2630 con los hilos de disparo integrados en la excitación. No hay placa de controlador de efecto Hall separada, solo un interruptor de láminas pegado en su sitio. La brida superior cae sobre el eje y lleva tres imanes grandes espaciados a 120°. Dos anillos de cobre se sitúan debajo de la brida: anillo central positivo, anillo exterior negativo. La fuente de alimentación se conecta a través del interruptor de láminas, luego a las bobinas y descarga a tierra. Todo el rotor gira en sentido antihorario una vez que se aplica la alimentación.

Cómo funciona / lo que cambiamos

Adiviné la dirección de giro antes de la primera prueba. Cuando intenté girar todo el conjunto en un sentido, el rotor se invirtió inmediatamente y salió disparado en la otra dirección. Ese fue el efecto giroscópico activándose. El contacto positivo es ahora el anillo central y el negativo es el anillo exterior de cobre. El contacto central se mantiene constante mientras que el anillo exterior muestra pequeñas caídas, pero en general mantiene una buena conexión. Al levantar la parte superior se ve que el rotor sigue girando en el mismo sentido incluso después de cortar la alimentación.

imanes fuera del pulso

La frase imanes fuera del pulso describe exactamente lo que construimos. Tres imanes permanentes grandes van en el borde exterior del rotor mientras que las bobinas electromagnéticas están fijas en el centro. Este diseño produce un visible efecto de peonza giroscópica: el rotor gira en un sentido mientras la parte superior parece querer precesionar en el otro. A 24 V arranca al instante; a 35 V vuela. La colocación de los imanes en el exterior también hace que todo parezca una extraña peonza giratoria que de alguna manera se alimenta a sí misma en ambas direcciones a la vez.

imanes permanentes del rotor

Los imanes permanentes del rotor son tres piezas fuertes de neodimio espaciadas a 120° en el borde exterior del disco giratorio. Pasan por encima de las bobinas interiores fijas y crean la interacción magnética principal. Como están en el exterior en lugar del rotor interior habitual, el efecto giroscópico se hace evidente. El motor invirtió la dirección en el momento en que intenté forzarlo en el otro sentido, demostrando que los imanes permanentes del rotor dictaban la dirección de giro estable. Incluso después de cortar la alimentación se puede ver que los imanes permanentes del rotor siguen girando un rato.

bobinas electromagnéticas el rotor

En este montaje las bobinas electromagnéticas el rotor nunca tocan realmente el rotor: se mantienen estacionarias en el centro mientras los imanes pasan volando. Tres bobinas bifilares están cableadas en serie con los hilos de disparo integrados en los hilos de excitación (2630-2630-2630). La corriente fluye desde el interruptor de láminas a través de las bobinas y luego a tierra. Las bobinas electromagnéticas el rotor son por tanto el estátor fijo, no algo unido a la parte giratoria. Esto es lo inverso de la mayoría de motores de pulsos y es por lo que lo llamo giroscopio inverso.

Lista de verificación del constructor

• Pega el interruptor de láminas en la posición exacta para que los imanes lo activen limpiamente
• Cablea las bobinas bifilares 2630-2630-2630 con el disparo integrado
• Configura el anillo central como positivo y el anillo exterior como negativo
• Espacia los tres imanes permanentes del rotor exactamente a 120°
• Coloca la brida superior para que los cables colgantes rocen los anillos de cobre
• Arranca a 24 V e incrementa lentamente hasta 35 V vigilando las vibraciones

Solución de problemas

Si el rotor titubea, comprueba que el interruptor de láminas está pegado en el ángulo correcto para captar cada paso de imán. Si el contacto produce muchas chispas, asegúrate de que el anillo negativo exterior esté liso y de que los cables colgantes tengan buena tensión. A mayor tensión la velocidad está limitada por cómo se distribuye la energía a través de los devanados combinados de disparo/excitación; eso es lo esperado. Si gira en el sentido equivocado, probablemente la polaridad de los imanes o la dirección del devanado de las bobinas está invertida.

Seguridad

Usa una fuente de alimentación con límite de corriente. Mantén los dedos lejos del rotor giratorio con sus fuertes imanes. Los anillos de cobre y los cables colgantes pueden producir chispas a tensiones altas, así que usa protección ocular. No dejes el motor encendido sin supervisión. El efecto giroscópico puede causar cambios de dirección inesperados, así que sujeta firmemente la base durante las primeras pruebas.

Preguntas frecuentes

P: ¿Estás usando un controlador de efecto Hall?

R: No, esta versión usa un interruptor de láminas pegado aunque la inspiración vino del trabajo de Noah y Peter con efecto Hall 2.0.

P: ¿Por qué gira hacia atrás?

R: El diseño de imanes fuera del pulso crea un efecto giroscópico que obliga al rotor a invertirse cuando intentas girarlo en el otro sentido.

P: ¿A qué velocidad va?

R: Funciona muy bien a 24 V y se vuelve más rápido a 35 V, pero los devanados combinados limitan la velocidad máxima. Aun así es más rápido que mi motor anterior.

P: ¿Puedo cambiar más tarde a un sensor de efecto Hall real?

R: Sí, el crédito a Noah y Peter es precisamente por esa vía de actualización futura.

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