3D打印電機：訣竅是將電路板銅箔作為線圈
發表時間：2018年11月29日瀏覽量：
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據南極熊了解，有一人研究人員利用3D打印技術，制作更加重量輕的小型電機，或將可以利用更小、更簡單的機械裝置制作新型無人機。 下面是原文： 最開始，我只是想做一個特別小的無人機。但我很快發現，無論怎樣設計，無人機的尺寸和重量都受一個因素的限制：電機。即便是小型電機也屬于分立元件，需要附加其他電子元件或支撐件。所以我想找到合并這些組件的辦法，減輕重量。      隨著設計的推進，更大的問題出現了。為了維持電機的轉動，轉子與定子間的磁場動態變化必須保持同步。在常見的交流電機中，電刷橋接定子和轉子，定子與轉子的磁場自然會同步。而在無刷電機中，則需要帶有反饋系統的控制電路。 在先前制作的一個無刷電機中，我測量了控制轉速的反饋逆電動勢。轉動的電機就像一個發電機，在定子線圈上產生與驅動電機的電壓相反的電壓，因此產生逆電動勢。感知逆電動勢，可以反饋轉子的轉動狀態，并利用控制電路使線圈同步。但我的PCB產生的逆電動勢太弱，無法使用。所以，我安裝了一個霍爾傳感器。霍爾傳感器可以直接測量磁場變化，進而估算傳感器上方轉子和永磁鐵的轉速，并將測量結果反饋至電機的控制電路。  我很快就制成了第一臺電機，可以轉動。測試數據表明，電機的靜轉矩為0.9克•厘米。這一靜轉矩太小，沒有達到我的最初目標，無法集成到無人機中作為發動機，但我意識到，這一電機仍然可以推動價格低廉的小型無人機用輪子在地面移動，所以我決定繼續努力（電機通常是機器最昂貴的部分）。打印電機可在3.5到7伏電壓下工作，不過在電壓較高時溫度會明顯升高。在5伏電壓下，工作溫度為70攝氏度，仍在可控范圍之內。其電流為250毫安。 目前，我將主要精力放在增加電機轉矩上在定子線圈后方增加用于屏蔽線圈磁感線的鐵氧體片后，電機轉矩幾乎翻倍。我還在研究制作其他原型，希望能改變線圈配置，增加定子線圈匝數。另外，我已經開始著手使用該技術制作PCB直線致動器，這種致動器能夠驅動位于一排12個線圈下方的3D打印滑塊。我還在嘗試用帶有印制線圈的柔性PCB原型實現電磁驅動。我的目標是，（即使暫時不能飛向天空）開始利用更小、更簡單的機械裝置制作新型無人機。 來源：悅智網 |
