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体育APP下载:超薄!工程师研制出开源微型PCB电机
发布时间:2021-07-20浏览次数:
本文摘要:电机大家很熟知了,生活工作中常常不会遇上电机,作为最经常遇上的动力设备。

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电机大家很熟知了,生活工作中常常不会遇上电机,作为最经常遇上的动力设备。四轴飞行器常用的是无刷电机。

普通无刷电机体积较为大今天讲解的是只有PCB般厚度的微型开源无刷电机。作者Carl Bugeja是一位执着微型化的年长工程师。这个项目的启发来自于企图生产更加小更加低廉的无人机。将电机制作到PCB本身将减少任何微型机器人的整体价格,从而使群体机器人显得更为经济实惠。

普通的外转子无刷电动机由定子,转子和通过轴承相连两者的轴做成。其定子绕行铁芯卷曲,以转动转子上的磁铁。铁芯的高磁导率在每个线圈周围产生强磁场,从而提升了电机的扭矩强度。

这种电机设计的独有之处在于定子印刷在PCB板上。六个定子磁极是以星形配备的螺旋形轨迹。虽然与铁芯定子比起,这些线圈产生的扭矩更加小,但电机依然限于于高速应用于,额定功率为1瓦。

它还有一个16毫米直径,1.7毫米厚的3D打印机4近于转子。因此,这种轴向磁通电机的总厚度减少了5毫米(不还包括轴),重量为1.5克。3D打印机的转子,内置4个磁铁现在,作者更加将近一步将pcb升级到6层板,通过加到两个额外的层,可以增加每层的匝数并使其超过11毫米。电机总高度为3.6毫米,重量为0.5克。

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这个pcb空间利用率极高! 每个线圈有3个过孔相连中间层。这些被迫三角形定子磁极更加有效地利用磁场区域。微型转子设计有四个力因应2mm n52磁铁和一个3mm轴承。

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这种新的设计将轴焊到定子上,因此它是相同的,不随转子转动。作者自由选择用于这种设计是因为有两件事:1、去找将近充足小的轴承以适应环境定子的中间方位。2、不想用轴。

自定义的3D打印机转子更有意义。更进一步,作者还为PCB电机减少了ESC,用来掌控电机。

这是它的原理图:它有一个PIC16F1503作为主控制器和一个三重半桥驱动器STSPIN230,用作掌控电机的三相。该MCU具备较低的计算能力(因为我仍然考虑到无传感器掌控所需的不多)但是使用3x3mm芯片PCB,价格便宜2美元左右。

它们皆使用完全相同的电源供电,以防止用于额外的电源线或板载稳压器,从而更进一步降低成本。我过滤器了LC滤波器的数字电路电源,以弱化电机有可能产生的噪音。它可以在5V至2.6V电源下工作,总共用于220mA电流。由于pcb电机产生的反电动势过强而无法构建无传感器速度控制器。

所以作者要求用于霍尔传感器(US1881)用作检测转子内的磁铁,向微控制器获取对系统,然后构建速度闭环速度控制器。


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