Finalmente Coloquei uma Carga de 100 Watts no Meu Controlador Hall Effect

Gancho

Finalmente decidi colocar uma carga nele. Uma de verdade. Lâmpada halógena de 120 watts brilhando bem forte na saída da bobina enquanto o controlador hall effect comanda todo o espetáculo a 75 volts.

Assista a este experimento

Começamos em 31-32 volts em um circuito e 75 volts no outro. O rotor é um conjunto de quatro ímãs de neodímio em forma de cubo, com o polo sul para fora, sentado sobre um ímã toroidal para levitação. Dá para ouvir ele lutando em baixa tensão e depois ganhando vida quando aumentamos os “turbos”. A halógena de 120W acende para você ver que a tensão realmente está lá.

O que você vai aprender

Como um controlador hall effect se comporta com bastante cobre em série, o que 75 volts faz comparado a 31 volts, por que o MOSFET precisa de um grande dissipador de calor e como o travamento magnético no PLA com ferro ajuda em rotações mais altas.

Da bancada

A bancada está bagunçada como sempre. Fonte de alimentação alimentando um dispositivo de alta tensão que eleva as coisas. Temos dois circuitos a 90°, dois gatilhos e um monte de bobinas ligadas em série para ganhar resistência. Uma bobina tem a halógena de 120 watts ligada entre seus terminais positivo e negativo para vermos a saída. Tem também uma luz no estilo Bedini no circuito que está brilhando forte.

Como funciona / o que mudamos

Este é um motor no estilo Bedini usando um controlador hall effect. O rotor tem quatro cubos de neodímio travados magneticamente no PLA com ferro para não saírem voando em alta velocidade. Ele levita sobre um ímã toroidal de 4 polegadas, polo norte para cima. As bobinas são variadas: 16 AWG com gatilho 26 AWG, trifilar 18-20-32 AWG em série, um gatilho solo e uma bobina de duplo drive com dois fios de 20 e dois de 32 AWG. Tudo ligado em série para este teste. A 31 volts o circuito puxa apenas 100 miliampères, mas o peso extra da bobina o desacelera. Suba para 75 volts e ele puxa imediatamente 3 amperes a 9 volts de entrada enquanto empurra 75 volts para a lâmpada. A luz fica brilhante tanto na saída quanto na lâmpada de resistência.

pulse motor

O motor de pulso aqui usa várias bobinas pequenas que, quando ligadas em série, somam um cobre sério. Isso dá boa resistência, mas não é o mais eficiente. O controlador hall effect temporiza os pulsos de dois gatilhos posicionados a 90 graus. Dá para ouvir ele tentando pegar o rotor às vezes antes de travar. No geral ele roda melhor em tensão mais alta do que ficar nos 12 volts que a maioria das pessoas começa.

bedini motor

Este é um motor no estilo bedini. O circuito é clássico inspirado no Bedini com uma halógena de 120 watts como a luz Bedini na saída. Mike de outro canal me incentivou a parar de ter medo de qualquer coisa acima de 12 volts e tentar 75. Deu certinho. A saída é forte o suficiente para acender a lâmpada bem brilhante enquanto a entrada passa pelo dispositivo de alta tensão.

high voltage pulse motor

Estamos rodando 75 volts em um circuito. O dispositivo de alta tensão converte o que vem da fonte para a tensão desejada. A 75 volts o motor se comporta completamente diferente do que a 31-32 volts. Ele gira mais rápido, as luzes ficam brilhantes, mas o MOSFET no grande dissipador começa a esquentar. O máximo da fonte é 345 volts, mas não vou chegar nem perto sem o fio certo.

hall effect sensor pulse motor

O controlador hall effect está fazendo toda a comutação. Dois gatilhos e bobinas arranjados a 90 graus. O sensor hall effect capta os ímãs com polo sul no rotor. Não é perfeito; às vezes ele perde o ímã pequeno e você ouve ele caçando antes de pegar. Ainda assim, uma vez que trava a saída é impressionante.

pulse motor with 100 watt load

Finalmente coloquei uma carga nele. A halógena de 120 watts está ligada nas extremidades positiva e negativa de uma bobina em série. Essa é nossa luz de saída e fica super brilhante. Tem também uma luz de resistência que está brilhante. Estamos rodando efetivamente uma carga de mais de 100 watts enquanto a entrada é de apenas 9 volts a 3 amperes depois da conversão. A lâmpada mostra que a tensão realmente está passando por ela.

75 volt pulse motor

75 volts é onde fica divertido. A 31 volts e 100 miliampères ele fica calmo e lento por causa de todo o cobre e peso. Aumente para 75 e é outro mundo. Puxada imediata de 3 amperes a 9 volts de entrada, 75 volts de saída, luzes brilhando. O rotor gira bem e a levitação ajuda. Senti cheiro de queimado então baixei antes que o MOSFET esquentasse demais.

pulse motor rotor levitation

O rotor levita sobre um ímã toroidal de 4 polegadas, polo norte para cima. Os quatro cubos de neodímio estão travados no PLA com ferro para ficarem no lugar em rotações mais altas. Esse travamento magnético dá muito mais confiança. Pensei em adicionar raios inclinados para mais sustentação, mas a configuração atual já levita limpa uma vez que está girando.

back emf pulse motor

Conseguimos boa saída das bobinas, o suficiente para acender a lâmpada de 120W bem forte. Isso é basicamente o back EMF sendo aproveitado. O cobre em série ajuda a coletá-lo. Íamos olhar a forma de onda no osciloscópio, mas o calor do MOSFET encurtou o teste. Ainda assim, você vê que a tensão está lá pelo quão brilhante fica a halógena.

pulse motor coil winding

Todas as minhas bobinas são pequenas, mas juntas somam. Temos 16 AWG com gatilho 26 AWG, trifilar 18-20-32 em série, duplo drive com dois fios de 20 e dois de 32 AWG. Ligadas em série para ganhar resistência. O trifilar faz boom-boom-boom em sequência em vez de loop. Se não tiver o calibre certo de fio você puxa corrente demais e tudo esquenta.

Checklist do construtor

• Quatro ímãs de neodímio em cubo, sul para fora, norte para dentro, travados em PLA com ferro
• Ímã toroidal de 4 polegadas para levitação, norte para cima
• Mix de bobinas 16ga, 18ga, 20ga, 26ga, 32ga todas em série
• Controlador hall effect com dois gatilhos a 90°
• Grande dissipador de calor no MOSFET
• Halógena 120W ligada em um par de bobinas para saída
• Dispositivo variável de alta tensão ajustado para 75V de saída
• Fonte de alimentação monitorando amperes e volts

Solução de problemas

O MOSFET no grande dissipador esquenta rápido a 75 volts. Senti cheiro de queimado e tive que baixar. A 31 volts o peso extra das bobinas desacelera o rotor; pode precisar de cola ou redesenho. Às vezes o hall effect perde o ímã e ele caça antes de travar. Se não tiver o calibre certo de fio você puxa corrente demais e superaquece.

Segurança

Alta tensão mesmo em 75 volts pode dar choque. MOSFETs e bobinas esquentam rápido. Recuei quando senti cheiro de queimado. Não chegue perto dos 345 volts máximos sem isolamento adequado e experiência. Cuidado com os dedos perto do rotor girando, especialmente em RPM mais altas.

FAQ

Por que tantas bobinas? Todas as minhas bobinas são pequenas. Colocá-las em série dá um cobre total decente e resistência sem precisar de uma bobina gigante.

É eficiente? Não é o melhor. Múltiplos golpes laterais no rotor ajudam, mas o hall effect às vezes perde e o calor sobe rápido.

Por que 75 volts em vez de 12? Desempenho muito melhor. Um amigo disse para parar de ser medroso com 12 volts e ele estava certo sobre a melhoria.

Qual a relação entrada x saída? Aproximadamente 9 volts a 3 amperes na entrada, 75 volts na saída acendendo uma lâmpada de 120W bem forte.

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