两种简易无刷电动机的制作_霍荧

来源：半岛在线登录官网    发布时间：2024-03-06 08:23:31

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  内容提示：220电力电子Power Electronic 电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●基金项目：国家自然科学基金面上项目（No.61575131）资助。1 引言电动机 ( 简称电机 ) 是一种将电能转化为机械能的装置[1,2] ，在人们的日常生活中发挥着很重要的作用，为社会的发展和人类的进步做出了巨大的贡献，比如在高铁、电梯，电动汽车、以及电扇、电动剃须刀等器械中都有电机的存在[3] 。电机的原理已被大多数人所熟知，但是电机中的具体构造却知之者甚少，若要亲手制作一个电机对大部分人来说通常也不是件容易的事。本论文采用简单的器材分别制作了两种简易的...

  220电力电子Power Electronic 电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●基金项目：国家自然科学基金面上项目（No.61575131）资助。1 引言电动机 ( 简称电机 ) 是一种将电能转化为机械能的装置[1,2] ，在人们的日常生活中发挥着很重要的作用，为社会的发展和人类的进步做出了巨大的贡献，比如在高铁、电梯，电动汽车、以及电扇、电动剃须刀等器械中都有电机的存在[3] 。电机的原理已被大多数人所熟知，但是电机中的具体构造却知之者甚少，若要亲手制作一个电机对大部分人来说通常也不是件容易的事。本论文采用简单的器材分别制作了两种简易的无刷电机，并对其进行了测试，分析了转速快慢的原因。在制作简易电机的过程中不仅仅可以更好的理解其工作原理，而且还可以发散思维，进行创新。2 无刷电机的制作2.1 第一种无刷电机的制作制作无刷电机的材料有曲别针（两个）、小药盒、强磁铁（两块）、漆包线、电池和导线。把两个曲别针拉直，然后分别将它们其中的一端做成小圆环来进行导电，最后将线圈两端的轴分别放入两个圆环中使它们相互接触；线圈下方固定了两块强磁铁来提供磁场，当接通电源时，电流会通过小圆环给线圈通电，通电线圈在磁场中就会受到力的作用而转动。当线时，磁力消失 , 但是由于惯性，线圈仍会继续向沿着相同的方向运动，如此反复，线圈就能在通电状态下持续快速的转动了，其实物图如图 1 所示。该电机的缺点是如果转子线圈的初始位置比较特殊，当通电时，线圈旋转的力矩为零，不能转动，需要人为给线 第二种无刷电机的制作由于第一种无刷电机在工作过程中会受到与转矩方向相反的安培力而导致部分能量损失以及存在异常启动问题，因此又制作了第二种无刷电机。该电机和第一种无刷电机的区别是其转子是磁铁，连同外壳一起与转轴相连，定子是线圈，并且去掉了第一种电机中用来导电的圆环，电流将不再通过转子而是通过控制定子产生的磁场来推动它转动[4] 。 用此方法制作的电机大部分需要依靠电子调速器将电流变为三相交流电来实现它的转动[5] 。但由于这个操作很复杂，利用现有材料实现较为困难，因此本实验利用干簧管来改变线圈产生的磁场，从而使这种无刷电机连续转动[6] 。图 2 所示的干簧管是一种特殊的磁敏开关，它的工作原理格外的简单，干簧管里有两根金属簧片，没有磁场时，簧片是断开的，相当于一个断路的开关。当其周围存在磁场时，两簧片由于受到磁场力而吸合在一起，相当于开关的闭合。但必须要格外注意是当磁场方向与两个金属簧片平行时，簧片才会被吸合，这样干簧管才能工作。第二种无刷电机的制作材料有饼干盒，细铁棒，塑料泡沫，强磁铁（两块），漆包线，螺旋桨，导线，干簧管，电池盒，电池。用一个圆柱形的饼干盒作为底座，把一根直径为 3mm 的细铁棒穿两种简易无刷电动机的制作霍荧 王伊凡 黄海云 苏波 *（首都师范大学物理系 北京市 100048）过一块泡沫塑料，泡沫两端用双面胶各固定一块小磁铁，组成了电机的转子。转子两侧分别用胶带固定线圈，线圈通过一个干簧管与电源串联在一起。当电源接通，干簧管靠近磁铁时，转子就开始转动。但是，由于饼干盒是密封的，干簧管在盒外与磁铁距离太远，所以要在盒子上挖一个洞，把干簧管从洞里伸进去使干簧管和磁铁的距离足够近，实物图如图 3 所示。2.3 无刷电机底座改造 由于所制作的第二种无刷电机是用圆形的饼干盒充当底座的，电机结构稳定性不佳，所以对其进行了改造。将两个铁片固定在模板上作为底座，这样做才能够方便地控制干簧管与转子之间的距离，易摘要：本文利用简单的材料制作出两种简易的无刷电动机，并对其中一种无刷电机稳定性的不足进行了改进，之后利用频闪仪分别对两种无刷电机的转速进行了测试，分析了两种电动机转速快慢的原因。关键词：无刷电机；制作；频闪仪图 1：第一种无刷电机实物图图 2：干簧管的工作原理图 3：第二种无刷电机实物图