Rotor de Três Ímãs Um: Lições de um Motor de Pulso que se Despedaçou

Gancho

Finalmente consegui rodar os dois circuitos juntos no meu motor de pulso e o torque é absurdo para duas bobinas pequenas de 140 g. Aí lembrei do dia em que um rotor de três ímãs um foi ao espaço a quase 3000 RPM e entortou um eixo de aço de 6 mm.

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Prendo o multímetro em cada bobina alternadamente, giro o rotor com a mão e mostro o quanto ele precisa de empurrão uma vez que ambos os circuitos estão ativos. Dá para ouvir o barulho e ver o eixo tremer quando ganha velocidade.

O que você vai aprender

Como duas baterias e bobinas separadas somam torque, por que um ímã toroidal descentrado causa vibração, e o exato ponto de falha que aconteceu quando construí um rotor fino com folga excessiva nos ímãs.

Da bancada

Os dois circuitos estão ligados, cada um com sua própria bateria e sua própria bobina. Uma bateria está em 12,78 V. Movimentei o multímetro entre as bobinas e capturei picos rápidos. As bobinas de fio 20 e 30 são ligadas em paralelo no lado de acionamento enquanto os gatilhos estão em série. Girar com a mão mal precisa agora; antes exigia um toque bem mais forte.

Como funciona / o que mudamos

Removi completamente o segundo motor e comecei do zero. O ímã toroidal no centro do rotor atual foi colado um pouco fora do meio e depois amarrado com abraçadeiras. A 2000 RPM esse pequeno erro aparece como vibração no eixo. Acho que acima de certa velocidade pode estabilizar, mas não vou arriscar depois do que vi antes.

Rotor feito na época

Quando estava aprendendo CAD, fiz um rotor um pouco fino. Deixei espaço demais ao redor dos ímãs. Quando chegou a quase 3000 RPM, um ímã se moveu um pouquinho, a folga extra deixou ele sair e a coisa toda se desmontou. Aquele rotor feito na época me ensinou a respeitar o balanceamento e a colocação da cola do jeito mais difícil.

Rotor de três ímãs. um

O rotor que falhou era um rotor de três ímãs. um. Os três ímãs foram colados e o gatilho foi ligado em série entre eles. Funcionou bem nessa configuração até a velocidade ficar alta o suficiente para as forças mecânicas despedaçarem tudo.

Rotor. um ímã

Na história da falha foi um rotor. um ímã que primeiro se moveu no seu encaixe. Aquele único ímã tinha espaço suficiente para se deslocar, o que permitiu que ele saísse e destruísse o resto da montagem. Um caminho de ímã foi suficiente para iniciar a reação em cadeia.

Caminho de um ímã

O caminho de um ímã tinha recebido folga demais naquele rotor fino inicial. Assim que o ímã começou a se mover, o espaço extra deixou ele ganhar momento até o caminho de ímã sair completamente do PLA, entortando o eixo em 60 graus na saída.

Caminho de ímã saiu voando

O caminho de ímã que saiu voando literalmente quebrou o PLA e lançou o ímã para longe. O rotor fez o eixo entortar em um ângulo de 60°. Era só um eixo de ¼ de polegada, mas a força foi suficiente para dobrar aço maciço. Essa memória ainda me dá um leve PTSD quando escuto o rotor atual ficar barulhento.

Ímã aqui sensacional

Com o rotor atual de oito ímãs consigo ver a interação claramente. Mesmo com apenas quatro ímãs colocados eu tinha uma configuração um dois três e a interação ímã aqui sensacional funcionou melhor em série do que um simples um dois. Os gatilhos acertam em um padrão de duplo impacto que parece forte.

Rotor feito na época

O mesmo erro daquele rotor feito na época mudou a forma como construo tudo agora. Nunca deixei um acidente me parar, mas definitivamente me fez medir duas vezes a localização da cola e a folga dos ímãs. O rotor atual está bem mais próximo do balanceado, mesmo que o toroidal central ainda pareça um pouco fora.

Checklist do construtor

• Carregue cada circuito na sua própria bateria antes de conectar
• Cole os ímãs bem no centro e depois adicione abraçadeiras verificando o alinhamento
• Meça a espessura do rotor e a folga dos encaixes dos ímãs antes da primeira rotação
• Ligue três gatilhos em série quando usar uma bobina curta de 100 voltas para acionar oito bobinas de força
• Comece girando com a mão e escute se há vibração antes de soltar de verdade
• Mantenha o multímetro em uma bobina por vez para observar o comportamento dos picos

Solução de problemas

Eixo treme em alta velocidade? Verifique se o ímã toroidal do meio está colado descentrado. Rotor não aciona todas as bobinas? Uma única bobina de gatilho curta não consegue superar oito bobinas de força em série; ligue três gatilhos. Multímetro não mostra nada? Confirme que a bateria está em 12,78 V e as garras estão firmes.

Segurança

Essas coisas podem sair de controle muito rápido. Já vi um caminho de ímã que saiu voando destruir um rotor e entortar aço. Use sempre proteção ocular, mantenha as mãos longe em altas RPM e nunca fique na linha do plano do rotor ao testar uma nova montagem pela primeira vez.

FAQ

Por que o rotor agora precisa de quase nenhum empurrão? Os dois circuitos em baterias e bobinas separadas dão muito mais torque do que eu esperava de duas bobinas de 140 g.

O que causou a explosão do rotor antigo? Material fino demais mais espaço extra nos ímãs deixou um ímã se mover, depois o caminho de ímã saiu voando e o eixo entortou 60 graus.

Por que ligar três gatilhos? A bobina de 100 voltas de fio 16 é curta demais para acionar sozinha oito bobinas de força em série; três em série deixam o pulso do gatilho longo o suficiente.

O ímã toroidal é um problema? Está colado um pouco fora do centro, então a 2000 RPM o eixo treme. Estou acompanhando de perto.

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