Aufbau eines einfachen Gleichstrommotors

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Ich versuche einen einfachen Gleichstrommotor für ein Projekt zu bauen. Ich habe eine 9-V-Batterie, 70 Schlaufen Kupferdraht, Aluminiumfolie für die Bürsten des Kommutators verwendet, und der Kommutator ist mit Aluminiumfolie umwickelt, und ich habe Neodym-Magnete mit einem Zug von 16 kg verwendet.

Mein Motor hat eine Minute lang funktioniert und ist stehen geblieben und funktioniert jetzt nicht mehr. Was kann das potenzielle Problem sein, das aufgetreten ist?

Bildbeschreibung hier eingeben

(Der Kupferdraht ist dünn isoliert, die Bürsten berühren den Kommutator, die Magnete sind 6 cm dicht) Ist möglicherweise eine stärkere Batterie erforderlich, oder können die Bürsten des Kommutators das Problem sein? Wenn die Bürsten den Kommutator berühren, kann ich spüren, dass der Motor vibriert, aber selbst wenn ich versuche, ihn zu schieben, dreht er sich nicht.

CHA
quelle
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Peter
Haben Sie versucht, die Lager zu schmieren oder auf andere Weise die Reibung zu verringern, wenn Sie ein Anziehen spüren? Eine größere Batterie sollte helfen, aber schmelzen Sie Ihr Kabel nicht mit einer 12-V-LKW-Batterie. Weitere 9V könnten helfen.
Paul Uszak
Ich habe die Batterie überprüft und es ist in Ordnung. Ist das die Position der Bürsten oder sollten sie oben und unten platziert werden?
CHA
Mein Vorschlag war, die Mängel der (Sie müssen zugeben) völlig naff Kommutator- und Lagerkonstruktion zu überwinden. Mehr Kraft könnte mehr Antrieb erzeugen, um die Rotation gegen Reibungsverluste und die intermittierenden Bürstenkontakte aufrechtzuerhalten. Ehrlich gesagt denke ich, dass Ihre "wirtschaftliche" Konstruktion wahrscheinlich die Grenze dessen überschreitet, was zuverlässig funktionieren könnte.
Paul Uszak
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist das Gleichgewicht. An einem guten Tag erzeugt dieses Design so wenig Drehmoment, dass es auch ein kleines Ungleichgewicht nicht überwindet. Es sollte sich absolut geschmeidig und frei drehen lassen, ohne dass Leistung aufgebracht wird.
Agentp

Antworten:

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Lesen Sie das Batterie-Datenblatt. Diese kleinen 9-V-Verbraucherbatterien mit den aufschnappbaren Kabeln eignen sich nicht für diese Art von Strom.

Messen Sie die Batteriespannung, wenn Sie an Ihren Motor angeschlossen sind, und Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass sie nahe bei 0 liegt. Dies kann der Fall sein, auch wenn die Batteriespannung im offenen Stromkreis ungefähr gleich ist.

Verwenden Sie ein Tischnetzteil. Etwas, das ein paar Ampere bei 12 V ausmachen kann, sollte gut sein. Verwenden Sie keine Autobatterie, da diese nicht strombegrenzt ist. Wenn Sie einen Kurzschluss verursachen, liefert die Autobatterie genug Strom, um etwas zu schmelzen oder zu explodieren. Ein Tischnetzteil mit einer Strombegrenzung von ein paar Ampere sollte ausreichend Strom liefern, aber sicher sein, wenn der unvermeidliche Kurzschluss auftritt.

Als Reaktion auf das Bild hinzugefügt

Es ist erstaunlich, dass das Ding überhaupt funktioniert hat. Offensichtliche Probleme:

  1. Der große Durchmesser des Kommutators. Eigentlich darüber nachdenken . Die den Kommutator berührenden Bürsten verursachen Reibung. Je größer der Durchmesser ist, desto größer ist die Reibungskraft aufgrund der höheren Geschwindigkeit, und diese Kraft wird bei einem größeren Radius ausgeübt, wodurch mehr Drehmoment verursacht wird. Sie möchten, dass der Kommutatordurchmesser so klein wie möglich ist.

  2. Single-Coil-Rotor. Dies bedeutet, dass es zwei Positionen gibt, an denen niemals ein Drehmoment vorhanden ist. Dies ist der Fall, wenn die Ebene der Spule in Ihrem Bild vertikal ist.

  3. Der Abstand zwischen den Magneten. Sie möchten, dass das Magnetfeld um den Rotor so stark wie möglich ist. Dies bedeutet, dass die Magnete so nah wie möglich beieinander platziert werden. Sie sollten sich so nahe am Rotor befinden, ohne diesen zu berühren, wie Sie es zuverlässig können. Der untere Magnet kann durchaus näher sein.

  4. Die Spule stimmt eindeutig nicht mit der kleinen Spielzeugbatterie überein, mit der Sie diesen Motor antreiben möchten. Verwenden Sie ein Tischnetzteil, wie oben beschrieben.

Olin Lathrop
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FWIW mein Sohn und ich bauten ein ähnliches Ding für seine Wissenschaftsmesse und ließen es von 4 AA ab. Das ganze Werk war jedoch viel kleiner und leichter.
Agentp
@age: 4 AAs haben eine wesentlich höhere Strombelastbarkeit und mehr verfügbare Energie als eine dieser 9-V-Schnellbatterien.
Olin Lathrop
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Möglicherweise schlechter Kontakt am Kommutator / an den Bürsten aufgrund von Verbrennungen, losem oder schlechtem Kontakt. Aber ohne weitere Informationen ist das nur eine fundierte Vermutung.

Solar Mike
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@ MrYouMath Nein, es bietet eine mögliche Lösung, daher ist es als prägnante Antwort angemessen.
Air