這種電動機的轉子是懸浮在磁場上的,當然與真正的磁懸浮還不一樣,轉軸上至少有一個點與支架接觸,但是沒有電刷換向器這類裝置,因此摩擦力已經足夠小了。
轉子的線圈繞組與正常的電動機一樣,只是每個繞組與一塊太陽能電池相連。太陽能電池是隨著轉子一起轉動的,因此它不需要電刷,也不需要換向器。在強烈的陽光下,或者大功率的白熾燈光照射下,它就會輕盈地轉動,非常好玩。
這臺門多西諾電動機的支架是3D打印的部件,通過鉛筆連接起來的。我們大多數人家里沒有3D打印機,其實這種支架的造型也不復雜,完全可以通過手工完成。
支架四邊的圓柱體是用來放置環形磁鐵的,所有磁鐵的S極都向內。這個老外用的是黑色的鐵氧體磁鐵,并非高強度磁鐵,如果用釹鐵硼的高強磁鐵,肯定效果會更好。
支架的一端固定一塊玻璃板,它將來是唯一對磁懸浮轉子提供支撐的。
下面是轉子。轉子的主體部分也是3D打印出來的塑料件,中間轉軸是一根鉛筆。轉子上套的磁鐵要與支架上的相排斥。就是說,支架上所有磁鐵的S極都向內,那么轉子上的磁鐵S極都要向外。
轉子右側的那個塑料尖頭,將來會頂在玻璃板上轉動,它是唯一對轉子提供支撐的部位。
調整轉子的重心,讓它能夠懸浮在支架的磁鐵上,而且能夠平穩地轉動。這個工作需要相當的耐心和經驗,光靠別人講你是學不會的,必須親自動手,反復實驗。
轉子需要2根漆包線,為了轉子平穩轉動,這兩根漆包線要一樣長,這樣才能保證轉子的重心不偏移。作者專門做了一個模板,纏出了2根一樣長的漆包線。長度都是50英尺,目測直徑差不多是0.2毫米。
繞轉子線圈。下圖是無刷電動機轉子線圈繞法示意圖。
這個轉子有4個凸出,但是繞法沒有區別。如果你對這方面的知識不夠了解,請自行補習。
焊接太陽能電池板到線圈上,并把它們固定在轉子上。
這是安裝了太陽能電池板的轉子。
把轉子放進支架的磁場中,讓它懸浮起來。然后用大功率的白熾燈照射太陽能電池板,給線圈供電。開始你可能要轉變燈光的角度,或者輕輕用手給轉子一個初始的轉動速度。不斷調整轉子的重心,直到把它放在陽光下面能夠自行平穩地轉動。轉子的轉速也不能太快,否則有從磁場中跳出去的可能。
這種電機最大的問題還是平衡性問題,你或許要給轉子增加小的重物,直到它的重心與轉軸重合,能夠平穩轉動。正確布置磁鐵的極性,以及正確繞制線圈和焊接太陽能電池板,當然是最基本的保證。
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