Бесколлекторный микродвигатель постоянного тока своими руками. Вес - 0,2 грамма



В этой статье речь пойдет о сборке микромотора, который можно установить на модель самолета весом в несколько грамм! В очень редких случаях вес самолетика может не превышать одного грамма. В этот вес входит: сама конструкция самолета, электромотор, аккумулятор, приемник и привод хвостового оперения. Левша бы гордился современными конструкторами таких моделей.

Теперь перейдем к конструкции самого микромотора. Это бесколлекторный, однофазный электромотор с питанием от постоянного тока. Самый маленький, а соответственно и самый легкий микромотор, информацию о котором я нашел в интернете, весит 0,075 грамма!!! Чтобы достичь такой низкой массы, необходимо каждый компонент двигателя подбирать с учетом веса материала. Состоит микромоторчик из шести элементов: ось, магнит, втулки, направляющие для обмотки, обмотка, микросхема.

Бесколлекторный микромотор



Остановимся подробнее на каждом элементе. Первая деталь электродвигателя - ось. Для нее я выбрал сверло диаметром 0,3мм. Можно применить 0,26 мм.

Магнит для ротора мотора
Вторая деталь магнит. Магнит я взял из виброзвонка старого мобильного телефона. Размеры этого магнита: наружный диаметр - 2,5 мм., внутренний - 0,85 мм., длина - 5,4 мм. Обязательным условием является диаметральная расположенность полюсов. Иными словами, при вращении полюса должны меняться местами. Втулки проще всего изготовить из фторопласта. Это легкий материал с низким коэффициентом трения. К тому же он легко обрабатывается обычным канцелярским или макетным ножом.

В качестве материала для направляющих обмотки я выбрал карбоновые прутики. Это очень прочный и очень легкий материал. Следующая составляющая бесколлекторного электродвигателя - обмотка.

Направляющие электродвигателя Намотка провода




Я использовал медный провод диаметром 0,06 мм. Но диаметр провода зависит также от толщины и количества слоев лака на нем, поэтому для правильного подбора провода необходимо измерить сопротивление. В моем микромоторе для обмотки задействован провод с сопротивлением 12 Ом/метр. Можно также использовать от 10 до 20 Ом/метр. Вся обмотка получилась 34 Ом. И самая важная часть мотора - микросхема.

Микрочип Allegro Я использовал микрочип от фирмы Allegro А1442. На этот чип можно подавать напряжение не более 4,2 Вольта, а ток не более 200 ma. Ну что ж, если все это у вас вдруг оказалось под рукой, то можем начать сборку.

Первым делом собираем ротор. Так как диаметры сверла и магнита не совпадают, то необходимо этот зазор чем-то компенсировать. Я сделал следующее: На сверло намотал провод диаметром 0,13мм в два слоя и перед установкой магнита намазал эпоксидной смолой для металла.

В этой технологии есть недостаток - эпоксидка достаточно тяжелый материал. После застывания обрезаем провода и наш ротор готов.

Ротор микромотора Ротор микромотора


Далее делаем втулки. В кусочке фторопласта сверлим два отверстия диаметром 0,35мм. Если вы используете в качестве оси сверло 0,26мм, тогда втулки сверлим диаметром 0,3мм. То есть втулка должна быть большего размера для свободного вращения. После этого обрезаем фторопласт вокруг сверла, стремясь сделать втулку как можно меньше.

Ротор готов, втулки также, следующим этапом будет обмотка, но для удобного наматывания необходимо изготовить направляющие для обмотки. Их можно изготовить из фторопласта или как я - из прутиков карбона. Карбон хорошо клеится цианокрилатным клеем. Я применял - Akfix 303. Обмотку наматываем аккуратно, провод легко рвется. Витки должны быть расположены равномерно по обе стороны каждой втулки. Если вы хотите сделать обмотку 30 Ом, то для провода 10 Ом/метр необходимо отмерить 3 метра. Итак, если провод намотали на направляющие, его надо пропитать суперклеем.

И завершающим этапом в сборке нашего микромотора будет пайка микрочипа. Этот чип управляет обмоткой, включая и выключая ее в определенные моменты. Этот чип хорош тем, что при нестабильном положении ротора он пытается раскачать его, а запустив - доводит до максимальных оборотов.

Микрочип Allegro
На чипе есть семь выводов, из которых нам понадобятся пять. Чип можно приклеить на обмотку суперклеем. Припаяв по схеме провода, можно запускать микромоторчик. Кстати, скорость вращения данного бесколлекторного микромотора может достигать, без воздушного винта, 100 000 об/мин.!!!

И несколько слов об аккумуляторе. Он должен обладать напряжением не более 4,2 Вольта.

Осталось подать напряжение, и если все сделано верно, то моторчик зажужжит.
Удачных экспериментов!
Ниже представлен видеоролик, в котором вы увидите сборку бесколлекторного электромотора постоянного тока, весом 0,2 грамма.



Автор: Корженко Сергей
15/09/2016