Experimentos com Ímãs Permanentes: Elevação de Motor de Pulso com Ímãs Abaixo do Rotor

Gancho

Tirei o estator de ímãs permanentes do motor de pulso e tentei levantar todo o rotor com ímãs por baixo. A diferença no tempo de desaceleração é impressionante.

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Motor de pulso de seis bobinas com interruptor reed, discos empilhados de 10 polegadas e um conjunto de ímãs flutuantes por baixo — tudo funcionando na bancada com apenas um giro de pulso para iniciar.

O que você vai aprender

Como um disco inferior carregado com ímãs permanentes cria elevação real, o que acontece ao remover um anel de ímãs, por que o motor às vezes parece carregado mesmo depois de cortar a energia, e como a escolha dos rolamentos e o centro de gravidade afetam o tempo de funcionamento.

Da bancada

O circuito ainda dispara na mesma ordem exata — aqui, ali, ali, aqui, ali, ali — mesmo que esteja acontecendo na velocidade da luz. Sem os ímãs permanentes do estator, o rotor desliza por mais de um minuto com um giro leve. Da última vez, um fio verde estava cruzando os vermelhos e isso criou uma carga real de circuito-dentro-de-circuito. Endireitar os fios resolveu na hora.

O rotor é feito de seis discos de 10 polegadas colados. Cada disco tem cerca de 3/16 de polegada de espessura, então seis dão um pouco mais de uma polegada e um quarto — perfeito para o vão que eu precisava. Os rolamentos ficam no disco superior e no inferior com basicamente espaço vazio entre eles. Isso reduz o atrito em comparação com empilhar rolamentos diretamente no eixo.

Como funciona / o que mudamos

Adicionei uma base inferior com uma flange bem na parte de baixo. Tudo acima dessa flange está sendo levantado pelos campos opostos dos ímãs permanentes no disco inferior. Você literalmente vê a montagem superior flutuando mais alto que a superfície da placa perfurada. A própria placa está encharcada de WD-40 antigo ao redor do furo do eixo, então está um pouco mole — isso pode explicar por que um lado fica mais alto que o outro.

levitação magnética

O disco inferior com dois anéis completos de ímãs de neodímio levanta o rotor principal pela espessura da flange mais um pouco. Quando tirei uma fileira inteira de ímãs, o rotor desceu e o vão fechou de um lado. Ainda levita, mas o balanço aumenta porque o eixo fica mais baixo no furo amolecido da placa perfurada.

elevação de motor de pulso

Você pode ver toda a base superior subir quando o conjunto de ímãs inferiores entra na faixa. A elevação é forte o suficiente para que o rolamento superior não esteja mais apoiando com força em nada. Isso deu os tempos de desaceleração mais longos que já vi nesta montagem — mais de noventa segundos com um empurrão leve.

ímãs abaixo do rotor

Colocar o conjunto de ímãs diretamente por baixo muda tudo. Os campos empurram para cima em vez de lutar de lado como um estator normal. Tentei alinhar o anel inferior com as bobinas de acionamento, mas a altura ficou errada depois de remover uma fileira. A elevação fica irregular porque o furo da placa perfurada está se desfazendo de um lado.

motor de pulso com interruptor reed

O interruptor reed ainda é acionado pelos mesmos ímãs do rotor. Você ouve um clique distinto toda vez que um ímã passa. Quando o motor é desligado, esse clique continua por um segundo ou dois porque o rotor ainda está girando passando pelo interruptor. Esse som pode facilmente ser confundido com carga mecânica ou ruído de rolamento.

atrito magnético

Existe atrito audível entre cada nó de ímã mesmo com o disco de levitação. É menos do que empilhar rolamentos extras no eixo. Testei os dois métodos na câmera. O método do disco vence para tempos longos de desaceleração, mas os ímãs soltos podem chacoalhar quando a velocidade cai.

carga no motor de pulso

Várias vezes o motor parecia ter uma carga pesada. Mesmo depois de cortar a energia, o barulho continuava. Descobri que os ímãs inferiores estavam chacoalhando contra o disco. Remover o disco completamente fez a desaceleração parecer pior — talvez mais atrito dos rolamentos agora suportando todo o peso, ou o centro de gravidade mais baixo mudando a ressonância. Nunca encontrei falha na fiação.

motor estilo Bedini

Esta montagem de seis bobinas está funcionando no estilo clássico Bedini, mas sem o estator de ímãs permanentes usual. O circuito ainda recupera energia e o rotor gira livremente uma vez que os ímãs do estator são removidos. É um bom lembrete de que o posicionamento dos ímãs permanentes faz grande parte do trabalho em um Bedini SSG padrão.

ímãs de neodímio motor de pulso

Toda a elevação e arrasto que você vê vêm de ímãs fortes de neodímio. Eu poderia colar eles para eliminar o chacoalho ou adicionar três bobinas a mais nos espaços vazios para geração. A montagem atual ainda tem três posições vazias no rotor — bastante espaço para experimentar com bobinas geradoras ou bobinas de acionamento extras.

Checklist do construtor

• Verifique cada cruzamento de fios após mudanças — um fio cruzado pode criar uma carga oculta.
• Meça o vão de elevação com o motor desligado e ligado.
• Preste atenção em ruídos que continuam após cortar a energia — geralmente são ímãs chacoalhando, não carga elétrica.
• Teste tanto pilhas de rolamentos quanto discos de levitação — registre os tempos de desaceleração para cada.
• Fixe os ímãs antes de corridas em alta velocidade.
• Mantenha a placa perfurada seca — o WD-40 amoleceu o furo do eixo e criou balanço.

Solução de problemas

Chacoalho após desligar quase sempre significa ímãs soltos no disco. Desaceleração lenta sem o disco de levitação aponta para atrito nos rolamentos ou ressonância alterada. Altura irregular geralmente vem de um furo de montagem gasto ou encharcado. Se parecer carregado, observe os fios verde e vermelho — eles não podem se tocar em dois pontos.

Segurança

Ímãs fortes de neodímio podem esmagar dedos com força. Mantenha ímãs soltos longe do rotor girando. O disco girando pode sacudir a mesa — fixe sua montagem. Interruptores reed podem grudar em alta velocidade; observe o superaquecimento se adicionar mais bobinas.

FAQ

A elevação realmente reduz o atrito? Sim — os tempos de desaceleração aumentaram dramaticamente assim que a montagem superior estava flutuando no campo magnético.

Por que parece carregado depois de cortar a energia? Os ímãs no disco continuam chacoalhando contra o plástico mesmo com o circuito desligado.

Posso adicionar bobinas geradoras nos espaços vazios? Com certeza. A transcrição mostra três posições abertas onde bobinas de captação poderiam colher a força contra-eletromotriz ou corrente induzida.

Isso é o mesmo que um motor Bedini? Quase — mesma família de circuito, mas os ímãs permanentes do estator foram substituídos pelo conjunto de levitação por baixo.

Devo colar os ímãs? Se aparecer chacoalho em baixa velocidade, sim. Caso contrário, o disco é fácil de trocar para diferentes experimentos.

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