Etape 2: Conception de moteur
Spécifications de conception pour moteur brushless DC ont été établies basés sur le principe que le moteur doit être facile à construire avec des pièces facilement accessibles et devrait fournir la performance qualitative semblable à nombreux moteurs CC disponibles dans le commerce, tels que ceux utilisés dans les petits ventilateurs électriques.
Le moteur a été conçu comme un phase 3, 4 pôles DC moteur brushless avec aimants en néodyme 4 - N52 sur le rotor, et 3 fils enveloppés solénoïdes connectés au redresseur. La conception sans brosse a été choisie en raison de l’efficacité accrue, réduction du nombre de pièces mécaniques et le frottement plus faible. Les aimants N52 ont été choisis pour leur force, leur prix et facilité d’accès. Commande de moteur Brushless est discutée plus en détail dans la section « BLDC Motor Control ». Le tableau 2 montre une comparaison des moteurs à courant continu sans balais et brossées.
Les solénoïdes sont alimentés à 8-12 volts et pilotées par un circuit de commutation électrique. 3 capteurs à effet hall fournira des informations de localisation en disant le circuit quand effectuer la commutation.
Les équations suivantes ont été utilisées pour estimer les performances du moteur et donc créer la conception initiale du moteur.
Ces équations sont foirées, si vous voulez les voir prendre un oeil sur le pdf lié dans l’intro.
La force entre deux aimants séparés par une distance peut être grossièrement approchée par l’équation suivante: F = BmAmBsAs / 4g 2
où B est la densité de champ magnétique à la surface de l’aimant, A est la zone de l’aimant, et g est la distance entre les deux aimants. BS, le champ magnétique de l’électro-aimant est donné par: B = NIl
où I est le courant, N est le nombre de spires et l est la longueur du solénoïde. Le moteur a été estimé au couple maxi: t = 2Fr
où sont est le rayon, choisi pour être de 25 mm.
Combinant ces équations une expression linéaire concernant le couple de sortie du courant d’entrée peut être obtenue pour une géométrie donnée solénoïde. f = 2rBmAmAsN4g2lI
La constante de couple souhaité a été choisie pour être 40 m-Nm/A basé sur la performance désirée par rapport aux autres moteurs disponibles [2].
