Experimentos con imanes permanentes: Elevación de motor de pulsos con imanes debajo del rotor

Gancho

Quité los imanes permanentes del estátor del motor de pulsos e intenté levantar todo el rotor con imanes por debajo. La diferencia en el tiempo de desaceleración es alucinante.

Mira este experimento

Accionamiento de seis bobinas con interruptor reed, discos apilados de 10 pulgadas y un conjunto de imanes flotantes por debajo, todo funcionando en el banco solo con un golpe de muñeca para arrancar.

Lo que aprenderás

Cómo un disco inferior cargado con imanes permanentes crea una elevación real, qué pasa cuando quitas un anillo de imanes, por qué el motor a veces suena cargado incluso después de cortar la alimentación, y cómo la elección de rodamientos y el centro de gravedad afectan el tiempo de funcionamiento.

Desde el banco

El circuito sigue disparando en el mismo orden exacto — aquí, allí, allí, aquí, allí, allí — aunque ocurre a la velocidad de la luz. Sin los imanes permanentes del estátor, el rotor se desliza más de un minuto con un giro suave. La última vez un cable verde estaba cruzado sobre los rojos y eso creó una carga real de circuito-dentro-de-circuito. Enderezar los cables lo solucionó al instante.

El rotor está hecho de seis discos de 10 pulgadas pegados. Cada disco tiene unos 3/16 de pulgada de grosor, así que seis dan justo más de una pulgada y cuarto, perfecto para el hueco que necesitaba. Los rodamientos van en el disco superior y el inferior con básicamente espacio vacío entre ellos. Eso reduce la fricción comparado con apilar rodamientos directamente en el eje.

Cómo funciona / qué cambiamos

Añadí un carro inferior con una brida en la parte más baja. Todo lo que está por encima de esa brida está siendo levantado por los campos opuestos de los imanes permanentes del disco inferior. Literalmente puedes ver el conjunto superior flotando más alto que la superficie del tablero de clavijas. El tablero de clavijas está empapado de WD-40 viejo alrededor del agujero del eje, así que está un poco blando; eso podría explicar por qué un lado queda más alto que el otro.

levitación magnética

El disco inferior con dos anillos completos de imanes de neodimio levanta el rotor principal por el grosor de la brida más un poco más. Cuando quité toda una fila de imanes, el rotor bajó y el hueco se cerró por un lado. Sigue levitando pero el tambaleo aumenta porque el eje queda más bajo en el agujero blando del tablero.

elevación de motor de pulsos

Puedes ver cómo sube todo el carro superior cuando el conjunto de imanes inferior entra en rango. La elevación es lo bastante fuerte como para que el rodamiento superior ya no apoye con fuerza en nada. Esto dio los tiempos de desaceleración más largos que he visto en esta construcción: más de noventa segundos con un empujón suave.

imanes debajo del rotor

Colocar el conjunto de imanes directamente debajo lo cambia todo. Los campos empujan hacia arriba en vez de luchar de lado como un estátor normal. Intenté alinear el anillo inferior con las bobinas de accionamiento pero la altura quedó mal después de quitar una fila. La elevación es irregular porque el agujero del tablero se está desintegrando por un lado.

motor de pulsos con interruptor reed

El interruptor reed sigue activándose con los mismos imanes del rotor. Se oye un tic distinto cada vez que pasa un imán. Cuando se apaga el motor ese tic continúa uno o dos segundos porque el rotor sigue girando más allá del interruptor. Ese sonido se puede confundir fácilmente con carga mecánica o ruido de rodamientos.

fricción magnética

Hay fricción audible entre cada nodo de imán incluso con el disco de levitación. Es menos que apilar rodamientos extra en el eje, aunque. He probado ambos métodos en cámara. El método del disco gana para tiempos de desaceleración largos pero los imanes sueltos pueden traquetear cuando baja la velocidad.

carga de motor de pulsos

Varias veces el motor sonaba como si tuviera una carga pesada. Incluso después de cortar la alimentación el ruido continuaba. Resulta que los imanes inferiores traqueteaban contra el disco. Quitar el disco por completo hizo que la desaceleración se notara peor: quizás más fricción de los rodamientos ahora soportando todo el peso, o el centro de gravedad más bajo cambiando la resonancia. Nunca encontré un fallo de cableado.

motor estilo Bedini

Esta configuración de seis bobinas funciona al estilo clásico Bedini pero sin el estátor de imanes permanentes habitual. El circuito sigue recuperando energía y el rotor gira libremente una vez quitados los imanes del estátor. Es un buen recordatorio de que la colocación de los imanes permanentes hace gran parte del trabajo en un SSG Bedini estándar.

imanes de neodimio motor de pulsos

Toda la elevación y arrastre que ves viene de imanes de neodimio fuertes. Podría pegarlos para eliminar el traqueteo o añadir tres bobinas más en los huecos para generación. La configuración actual todavía tiene tres posiciones vacías en el rotor: espacio de sobra para experimentar con bobinas generadoras o bobinas de accionamiento extra.

Lista de comprobación para el constructor

• Revisa cada cruce de cables después de los cambios: un cable cruzado puede crear una carga oculta.
• Mide el hueco de elevación con el motor apagado y encendido.
• Escucha ruidos que continúan después de cortar la alimentación: normalmente son imanes traqueteando, no carga eléctrica.
• Prueba tanto pilas de rodamientos como discos de levitación: registra los tiempos de desaceleración de cada uno.
• Fija los imanes antes de carreras a alta velocidad.
• Mantén el tablero seco: el WD-40 ablandó el agujero del eje y creó tambaleo.

Solución de problemas

El traqueteo después de apagar casi siempre significa imanes sueltos en el disco. Desaceleración lenta sin el disco de levitación apunta a fricción de rodamientos o resonancia cambiada. Altura irregular suele deberse a un agujero de montaje desgastado o empapado. Si se siente cargado, mira los cables verde y rojo: no pueden tocarse en dos puntos.

Seguridad

Los imanes de neodimio fuertes pueden pellizcar los dedos con fuerza. Mantén los imanes sueltos lejos del rotor giratorio. El disco giratorio puede sacudir la mesa: asegura tu montaje. Los interruptores reed pueden pegarse a alta velocidad; vigila el sobrecalentamiento si añades más bobinas.

Preguntas frecuentes

¿La elevación reduce realmente la fricción? Sí: los tiempos de desaceleración aumentaron dramáticamente una vez que el conjunto superior flotaba sobre el campo magnético.

¿Por qué suena cargado después de cortar la alimentación? Los imanes del disco siguen traqueteando contra el plástico aunque el circuito esté apagado.

¿Puedo añadir bobinas generadoras en los huecos? Absolutamente. La transcripción muestra tres posiciones abiertas donde bobinas captadoras podrían recoger FEM inversa o corriente inducida.

¿Es esto lo mismo que un motor Bedini? Parecido: misma familia de circuitos pero los imanes permanentes del estátor han sido sustituidos por el conjunto de levitación inferior.

¿Debería pegar los imanes? Si aparece traqueteo a baja velocidad, sí. Si no, el disco es fácil de cambiar para diferentes experimentos.

Relacionado en este sitio

• Cómo construir un motor de pulsos: Piezas, hueco de bobina, primer giro
• Diseño de rotor de motor de pulsos: Imanes, materiales y equilibrio
• Los imanes causan fricción — Versión completa
• Levitación magnética en un poste – Experimento 1
• Por fin conseguí que mi motor de pulsos funcionara (interruptor reed)

Mira este experimento en YouTube

• ▶ Ver completo en YouTube