Rodei um Motor de Pulso com 4 Bobinas de Acionamento em Paralelo e Tirei 55V 1A de Saída

Gancho

Acabei de colocar este motor de pulso com bobinas de acionamento em paralelo para funcionar com as quatro bobinas ligadas em um único reed switch e os números são insanos — 2,08 V a 0,7 A na entrada e 55 V a 1 A na saída. Muita ferro, vários tipos de fio de bobina e um arrasto magnético interessante quando aumento a tensão.

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Montei os multímetros para você ver os volts e amperes de entrada de um lado e a saída DC retificada por ponte do outro. O osciloscópio mostra a forma de onda de baixíssima frequência saindo das bobinas geradoras. Você vai ver a velocidade do rotor mudar quando adiciono ou diminuo a tensão e o que acontece quando o reed switch fica sobrecarregado.

O que você vai aprender

Você vai ver em tempo real a flutuação de DC entre 35-56 V a cerca de 1 A enquanto a entrada fica abaixo de 3 V e menos de 1 A. Falamos sobre por que o fio grosso parece dar mais corrente, como todo o ferro afeta o comportamento magnético e por que dividir as bobinas em circuitos de transistor separados é o próximo passo.

Da bancada

No momento a saída é toda DC depois da ponte retificadora. A frequência fica travada em 41-42 Hz não importa o que eu faça. Estou usando um rotor de quatro ímãs e as bobinas estão posicionadas em norte, sul, leste e oeste. Um dos retificadores estava falhando, então troquei por um mais robusto. Quando empurrei a tensão de 2,6 V para 2,7 V a 1 A o rotor desacelerou forte e o LED vermelho do reed switch acendeu. Voltando para 2,3-2,6 V ele se recuperou e acelerou novamente.

Como funciona / o que mudamos

As quatro bobinas estão ligadas em paralelo em um único reed switch. As bobinas de acionamento são na maioria 16 AWG com 250 voltas; uma é 20 AWG com 666 voltas e tem um fio de gatilho pronto para um transistor. Do lado gerador tenho fios 20, 22, 30, 32 e 26 AWG com contagens de voltas de algumas centenas até 18.000 voltas de 32 AWG (mais de 1 kΩ). A mistura de fios grossos parece ser o que permite puxar mais de um ampere na saída enquanto colocamos menos de um na entrada. Tudo vem dos ímãs passando pelas bobinas — só isso.

Bobinas de pulso

As bobinas pulsam quando o reed switch fecha e as quatro direções cardeais disparam ao mesmo tempo. Por estarem em paralelo, a demanda de corrente no switch é alta. Em tensão mais alta o arrasto magnético de todo o ferro faz o rotor desacelerar em vez de acelerar. Planejo dividir elas para que duas disparem, depois as outras duas, para um funcionamento mais suave e velocidade maior.

Fio de bobina

Joguei todas as bitolas que tinha nessas bobinas — 16, 18, 20, 22, 26, 30 e 32 AWG. As bobinas de acionamento usam 16 AWG com 250 voltas e uma de 20 AWG com 666 voltas. As bobinas geradoras têm 20 AWG com 666 voltas, outra com 20/22/30 AWG a 730 voltas cada, 26 AWG com 3.333 voltas e um monstro de 18.000 voltas de 32 AWG. A mistura de fio grosso e fino mais todo aquele ferro parece ser o que nos dá a corrente de saída maior.

Checklist do construtor

• Quatro bobinas posicionadas em norte, sul, leste e oeste
• Todas as bobinas ligadas em paralelo a um reed switch inicialmente
• Mistura de fio magnético 16-32 AWG com contagens de voltas documentadas
• Ponte retificadora na saída para medição DC
• Multímetros em volts/amperes de entrada e volts/amperes de saída
• Osciloscópio na forma de onda do gerador para acompanhar a frequência
• Pronto para adicionar transistores para disparo escalonado

Solução de problemas

Quando aumentei a tensão em meio volt o rotor desacelerou dramaticamente e o LED do reed switch acendeu fixo. A solução foi baixar a tensão de volta para a faixa de 2,3-2,6 V. Um retificador estava dando leituras instáveis, então troquei. Se o motor perder força, verifique se há excesso de arrasto magnético por causa de todo o ferro e considere dividir as bobinas de acionamento em paralelo para circuitos separados.

Segurança

Mantenha as tensões baixas no lado do reed switch — ele não aguenta alta corrente por muito tempo. Observe o aquecimento nas bobinas quando rodar com entrada maior. Todos os ímãs e o rotor girando merecem proteção ocular e distância segura. Estou ficando abaixo de 3 V e 1 A de entrada nestes testes.

FAQ

Por que o rotor desacelera quando aumento a tensão?

As quatro bobinas pulsando juntas mais muito ferro criam flutuações magnéticas que combatem o rotor em tensão mais alta.

De onde vem a potência extra?

Vem dos ímãs passando por todos os diferentes fios de bobina. Estamos medindo mais na saída do que na entrada na bancada, mas ainda é indução convencional.

Você vai trocar para transistores?

Sim — os próximos motores vão acionar duas bobinas e depois as outras duas para disparar em “bang-bang” em vez de todas de uma vez.

Qual bitola de fio funciona melhor?

Estou conseguindo boa corrente com uma mistura. Bitolas mais grossas no acionamento e no gerador parecem ajudar na amperagem enquanto o fio fino dá alta tensão e resistência.

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