Finalmente Consegui Fazer Meu Motor de Pulso Funcionar (Tipo Elétrico)

Gancho

Acendi as luzes da oficina e girei um par de motores de pulso do tipo elétrico - um usando o truque de ímã monopolar no rotor e o outro meu projeto 369 com bobinas de bitolas mistas. Nada de mágica, só momento, posicionamento cuidadoso das bobinas e algumas medições reais feitas no banco.

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Começamos do lado de fora com o rotor grande de 14 polegadas. Você pode ver as tiras de aço que adicionei para juntar as faces sul dos ímãs de neodímio. Depois entramos para o projeto 369 rodando em um sistema de 12V com bobina de disparo ajustável e bobina captadora móvel. Mudanças de velocidade, leituras de voltagem e o som do motor desacelerando sob carga estão todas nas imagens.

O que você vai aprender

Como uma configuração de ímã monopolar altera o campo para que o norte só seja detectável bem de perto, por que o 369 precisa de um empurrão inicial, como a posição da bobina de disparo afeta o RPM e o que acontece com o carregamento da bateria quando você aumenta ou diminui a voltagem.

Do banco de testes

O primeiro rotor tem 14 polegadas com 12 ímãs de neodímio. Juntei as faces sul com tiras de aço para que o campo entre eles leia quase todo sul no medidor de gauss. Aproxime a sonda bem perto, cerca de 10 mm, e você captura o campo norte. Afaste um pouco e ele desaparece novamente. O conjunto todo tem girado por um tempo graças ao momento mais a ação de portão V dos ímãs estatores grandes - puxado para dentro, depois empurrado para fora.

Ele não liga sozinho. Você dá uma girada e o momento leva ele através do ciclo de puxar-empurrar. Essa era a ideia básica que eu estava testando.

Como funciona / o que mudamos

Tentei ligar os polos sul com fita de aço magnético para ver se criaria um efeito monopolar mais forte. O medidor mostra quase todo sul ao redor até você chegar na faixa de efeito Hall. Uma vez girando, cada ímã que passa é puxado e depois empurrado pelos ímãs estatores grandes em formação de portão V. Simples, mas precisa daquele momento inicial.

Configuração de ímã monopolar no rotor

Coloquei tiras de aço ao redor dos ímãs voltados para o sul no rotor de 14 polegadas. O medidor de gauss agora lê sul estável entre eles. Só quando a sonda fica a cerca de 10 mm você vê o campo norte aparecer. Afaste um pouco e o norte desaparece. Essa abordagem de ímã monopolar parece estender o campo sul e muda como o rotor interage com os ímãs do estator.

Projeto 369 explicado

Eu chamo de 369 porque são três bobinas de 16 gauge, três bobinas de 20 gauge e nove ímãs no rotor. As bobinas de 16ga têm cerca de 220-300 voltas cada em núcleos de ferro doce. As bobinas de 20ga são duas camadas e produzem um campo magnético muito forte mas compacto. Há também uma bobina captadora separada que pode ser movida para dentro ou para fora. Tudo é ligado de forma que as bobinas de acionamento trabalham juntas quando o disparo acontece.

Escolhas de bobinas e voltas do motor de pulso

As três bobinas de 16 gauge são ligadas em série com cerca de 300 voltas cada. As bobinas de 20 gauge ficam em ferro doce e são extremamente potentes mesmo não sendo enormes. Notei que o rotor acelera bastante quando a bobina de disparo está no ponto ideal. Poder deslizar a bobina para dentro/fora e de lado a lado tornou o ajuste possível. A bobina captadora mediu 765 ohms - metade disso é cerca de 382 ohms, o que pareceu relevante para o circuito.

Disparo por transistor e temporização das bobinas

Uma bobina de disparo de 26 gauge fica perto do rotor. Toda vez que um ímã passa por ela, a bobina de disparo envia um sinal que fecha o transistor e completa o circuito para as bobinas de acionamento. Todas as bobinas de 16ga acendem juntas e empurram o rotor. Tive que desligar o motor enquanto explicava porque o barulho dificultava falar, mas você pode ver o módulo do transistor bem na placa. Pequenos ajustes na posição da bobina de disparo mudaram a velocidade dramaticamente.

Leituras e posicionamento da bobina captadora

A bobina captadora atualmente lê 765 ohms. Eu a movi mais perto do rotor com um bom entreferro e você consegue ouvir o motor trabalhar um pouco mais pesado. Isso adiciona arrasto mas também nos permite ver os efeitos de carregamento na bateria. A bobina é removível para que eu possa testar com ou sem ela. Quando as bobinas principais estão disparando, essa captadora pega parte da ação e devolve para a bateria.

Observações sobre carregamento da bateria

Começamos em 7 volts e a bateria estava em 12,09 V. Quando aumentei para um sistema completo de 12 V o motor desacelerou de forma perceptível mas a corrente de carregamento aumentou. Voltando para 10 V o rotor acelerou novamente mas o carregamento diminuiu. Deixei rodando um pouco para que a carga "pegasse" em vez de cair imediatamente quando desligado. Basicamente está carregando a bateria enquanto funciona, embora eu tenha notado que rodadas curtas de 10 minutos não mantêm o ganho.

Lista de verificação do construtor

• Rotor de 14 polegadas com 12 ímãs de neodímio para o teste monopolar
• Tiras de aço ou fita magnética para juntar os polos sul
• Três bobinas 16ga (~300 voltas), três bobinas 20ga, disparo 26ga
• Bobina de disparo móvel que ajusta para dentro/fora e de lado a lado
• Chave de transistor (tipo exato não mostrado mas claramente visível na placa)
• Bobina captadora com resistência medida em torno de 765 ohms
• Monitor de bateria mostrando voltagem e taxa de carga
• Capacidade de variar a voltagem de entrada de 7-12 V

Solução de problemas

Se o motor desacelera quando a voltagem aumenta, é o que eu vi - voltagem mais alta deu mais corrente de carga para a bateria mas carregou mais o rotor, então o RPM caiu. Bobina de disparo muito longe ou fora de posição mata a velocidade; tive que deslizá-la com cuidado até acertar o ponto rápido, depois voltar um pouco. Rodadas curtas não deixam a carga da bateria "pegar" - cai logo em seguida. O rotor monopolar precisa de um empurrão; não liga sozinho. Se o campo norte não aparecer no medidor, aproxime a sonda a 10 mm.

Segurança

Esses ímãs de neodímio são fortes - mantenha os dedos longe do rotor de 14 polegadas girando. As bobinas ficam energizadas e podem esquentar; deixei o 369 aquecer por alguns segundos em 7 V antes de aumentar. Observe a voltagem da bateria para não descarregar demais durante os testes. Circuitos de transistor podem dar picos, por isso mantive as conexões bem apertadas.

FAQ

O rotor de ímã monopolar cria monopólares verdadeiros? Na verdade não. As tiras de aço fazem o campo ler quase todo sul até você chegar bem perto (~10 mm) onde o norte aparece. É mais um truque de modelagem de campo do que um monopolar verdadeiro.

Por que o motor desacelera em 12 volts? No meu teste, aumentar a voltagem aumentou a corrente de carregamento para a bateria mas carregou mais o rotor, então o RPM caiu. Baixar para 10 V fez ele acelerar novamente.

Quão crítica é a posição da bobina de disparo? Extremamente. Um pequeno movimento para dentro ou para fora mudou muito a velocidade. Ela precisa ser ajustável em dois eixos.

Vai carregar uma bateria? Vi a voltagem da bateria subir enquanto rodava, especialmente em 12 V. Rodadas curtas perdem o ganho rapidamente quando param, então rodadas mais longas ajudam a carga a pegar.

O que é o projeto 369? Três bobinas 16ga, três bobinas 20ga, nove ímãs no rotor. O nome vem desse padrão 3-6-9. As bobinas de 20ga criam um campo forte e compacto que ajuda a empurrar o rotor rápido quando temporizado corretamente.

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