描述

我最近遇到了這個3D打印直流電機的教程，我想我可以更進一步；字面上地。我設計了這個帶有八個電磁鐵、六個釹磁鐵、一個 3D 打印轉子和定子外殼的步進電機。這是一款專門的永磁步進電機，能夠實現 15 度全步和 7.5 度半步。有許多不同類型的步進電機，但其中大多數的工作方式與我在這里設計的非常相似。這是一個教育展示，向其他人展示步進電機的工作原理。我將其設計為在 5-12VDC 電源上運行，因此它可以與大多數 USB 電源一起使用。

我還在我的 Youtube 頻道上做贈品。我將贈送一個 arduino、這個項目中使用的晶體管和一些開關。更多細節在最后一步。

第 1 步：您需要什么

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1. 六個 1/4" 釹磁鐵
2. 608ZZ軸承
3. 八顆 8d 2-3/8" 釘子 - 只要它們合適，您使用什么釘子并不重要。
4. 電磁線 - 我使用了 0.315 毫米的電磁線，但這并不重要。
5. 阿杜諾
6. 四個晶體管 - 我使用了我周圍的 PNP 晶體管，但你可以使用任何你想要的晶體管或 MOSFET，只要你確保它們能夠處理你的電機將吸收的電流。仔細閱讀數據表以獲取具體建議。在 5v 礦用電機上消耗大約 1 安培，在 12v 上它需要大約 3 安培。
7. 3D 打印轉子和定子
8. 膠水
9. 電工膠帶
10. 指南針

第 2 步：打印十二邊形轉子和八邊形定子

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使用 3D 集線器打印！

第 3 步：

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使用指南針確定磁鐵的磁極，然后將磁鐵的北極朝外粘上。如果您的磁鐵足夠強，某些智能手機上的指南針會顯示磁鐵的極性。

第4步：

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將軸承壓入定子，然后將轉子壓入軸承。我驚喜地發現軸承壓入定子的效果如何。當 3D 打印時，孔傾向于向內收縮并最終比預期的要小，所以我通常將它們放大一點。

第 5 步：

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將 9 根電線剪成 25 英尺，然后用鉆頭纏繞。使用指南針和電池來確定在釘頭處為您提供南極所需的配置。使用記號筆或熱縮管標記電磁鐵的負極。用電工膠帶包裹電磁鐵的部分，它們將與定子外殼接觸。這有兩個目的。它將電磁鐵牢固地固定在適當的位置，并使外殼與線圈可能產生的任何熱量絕緣。使用我使用的 5V 電源時，線圈對的電流約為 1 安培。我選擇的晶體管可以使用 12V 電源處理，線圈從中汲取約 3 安培的電流。較高電壓電源的問題是，如果我讓它運行一段時間，線圈就會開始變熱。

警告：

我將其設計為在 5-12VDC 電源上運行。如果您決定偏離常規，請使用歐姆定律來確定您想要的線圈尺寸。V = I*R

請記住，線圈上的繞組越少，電阻就越低。如果你不小心，你的線圈會拉出比你的電源或晶體管可以處理的更多的電流，并且會發生壞事。

第 6 步：

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將電磁鐵推入定子，直到它們距釹磁鐵約 1/4 英寸。您可以根據需要將電磁鐵滑入和滑出，但我不希望它們太靠近，因為釘子會更快地磁化。這就是使用釘子的缺點。一旦它們被磁化，電機仍然可以工作，但效率會降低。如果你有一些鋪設，焊條是釘子的一個很好的替代品。

第 7 步：將所有東西焊接在一起

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將您的線圈對串聯并連接起來，使電磁鐵的所有南極都朝內。我在原理圖中使用的電阻是 1k 電阻。這樣做的目的是防止數字引腳在處于關閉位置時“浮動”為高電平。同樣，確保使用能夠承受線圈所需電流的晶體管。

將源代碼加載到您的 arduino 中，您就可以開始了！

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第 8 步：提前付款！

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我將贈送一個 arduino，這個項目中使用的晶體管，以及一些開關和跳線。9 月 1 日，我將隨機選擇訂閱者的評論并免費發送出去！感謝你們成為這樣一個熱情的社區！