侵权投诉

搜索
更多>> 热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

超薄!工程师研制出开源微型PCB电机

2019-03-08 10:16
来源: 与非网

电机大家很熟悉了,生活工作中经常会遇到电机,作为最常遇到的动力设备。四轴飞行器常用的是无刷电机。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

普通无刷电机体积比较大

今天介绍的是只有PCB般厚度的微型开源无刷电机。作者Carl Bugeja是一位追求微型化的年轻工程师。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

这个项目的灵感来自于试图制造更小更便宜的无人机。 将电机制作到PCB本身将降低任何微型机器人的整体价格,从而使群体机器人变得更加经济实惠。

普通的外转子无刷电动机由定子,转子和通过轴承连接两者的轴制成。 其定子绕铁芯缠绕,以旋转转子上的磁铁。 铁芯的高磁导率在每个线圈周围产生强磁场,从而提高了电机的扭矩强度。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

这种电机设计的独特之处在于定子印刷在PCB板上。 六个定子磁极是以星形配置的螺旋形轨迹。 虽然与铁芯定子相比,这些线圈产生的扭矩更小,但电机仍然适用于高速应用,额定功率为1瓦。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

它还有一个16毫米直径,1.7毫米薄的3D打印4极转子。 因此,这种轴向磁通电机的总厚度增加了5毫米(不包括轴),重量为1.5克。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

3D打印的转子,内置4个磁铁

现在,作者更近一步将pcb升级到6层板,通过添加两个额外的层,可以减少每层的匝数并使其达到11毫米。 电机总高度为3.6毫米,重量为0.5克。

这个pcb空间利用率极高! 每个线圈有3个过孔连接中间层。 这些迫使三角形定子磁极更有效地利用磁场区域。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

微型转子设计有四个压配合2mm n52磁铁和一个3mm轴承。 这种新设计将轴焊接到定子上,因此它是固定的,不随转子旋转。

作者选择使用这种设计是因为有两件事:

1、找不到足够小的轴承以适应定子的中间位置。

2、不打算用轴。 定制的3D打印转子更有意义。

更进一步,作者还为PCB电机增加了ESC,用来控制电机。

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

这是它的原理图:

超薄!工程师制出开源微型PCB电机

它有一个PIC16F1503作为主控制器和一个三重半桥驱动器STSPIN230,用于控制电机的三相。 该MCU具有较低的计算能力(因为我不再考虑无传感器控制所需的不多)但是采用3x3mm芯片封装,价格便宜2美元左右。它们均采用相同的电源供电,以避免使用额外的电源线或板载稳压器,从而进一步降低成本。 我过滤了LC滤波器的数字电路电源,以减弱电机可能产生的噪音。 它可以在5V至2.6V电源下工作,总共使用220mA电流。

由于pcb电机产生的反电动势太弱而无法实现无传感器速度控制器。 所以作者决定使用霍尔传感器(US1881)用于检测转子内的磁铁,向微控制器提供反馈,然后实现速度闭环速度控制器。

声明: 本文系OFweek根据授权转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号