无刷电动机就是没有电刷的电动机。如果你想了解这种电动机就自己动手制作一个无刷电动机的模型吧。
一、元件和材料
1. 三极管9013,β在200~250的2只。1/8W/2.7kΩ的电阻2只。二极管1N4001的1只。霍尔开关元件,型号为UGN3040的1只。电解电容器3.3μ/16V的1只。5×6.5cm的敷铜板1块。
2. 直径23mm有一对NS极的圆环形磁铁1块,可用随身听3V电机中的磁铁。直径2mm、长40mm的钢轴1条。直径20mm的小塑料圆块1粒,可用塑料象棋子代替。7cm×5cm的小木块1块。直径
.15mm的漆包线,小铁钉和罐头铁皮若干。
二、制作方法
1. 线路板制作。先按图1腐蚀好线路板。将中间部分用小电钻钻出轮廓后挖去,并用锉刀把边缘锉光滑,将电子元件焊上,霍尔开关元件引脚如图2所示,焊接时不能焊错。


2. 磁极的制作。用罐头铁皮剪成宽1cm、长2.2cm的4片,并折成图3的形状。再用1cm宽的铁皮剪2片长1.2cm的小铁片。将折好的2片铁片中间放1块小铁片,用牛皮纸在外面包2层,然后绕线圈。采用两线并绕的方法,如图4先在左边磁极上绕150圈,然后方向不变在右边磁极上再绕150圈,注意绕制时不要使漆包线碰到铁皮,这样就有了4根线头。将两磁极嵌入线路板的槽中,把铁皮头部和线路板焊接并接上线头。


3. 转子制作。将圆环磁铁中间装入塑料圆块,再用万能胶胶住,在中间钻出2mm的圆孔,涂上万能胶,将轴从中间穿入并在两边套上轴套,调整好等胶干后即可。
4. 支架制作。用罐头铁皮剪成图5的形状并弯折,在上方钻出直径为2mm的圆孔,共做2片。

三、装配方法
用1cm宽的罐头铁皮2片折成直角,一端焊在线路板的虚线处,另一端用钉子钉在小木块的中间,再用铁钉在线路板的两侧钉上支架并装上转子,调整使转子灵活转动。全部安装完毕,接在4.5~6V的直流电源上,只要用手启动一下转子,电动机就会转动起来。如不转动,应检查线圈是否碰到铁片,霍尔开关元件是否已靠近转子,三极管集电极和发射极是否接反。
四、工作原理
原理图如图6所示。6V直流电通过二极管VD后,由于转子中某一磁极的作用,使霍尔开关元件IC的③脚输出低电平,于是电流通过R2流经IC的②脚入地,三极管VT2截止。另一路电流经过其中一组线圈L2(电流很小)、R1到三极管VT1的基极,使VT1导通,另一组线圈L1中有电流通过。两磁极有了磁性,使转子转过一定的角度。这时靠近霍尔开关元件的转子磁极极性发生了变化,使IC的③脚变为高电平,电流通过VT2的基极,使VT2导通,线圈L2中有电流通过,R1中没有电流通过,VT1截止。由于L2电流流动方向和L1相反,磁极的极性发生了变化,使转子继续转动一个角度。如此反复就使电动机不断转动下去。其中,电容器C用来消除电路中的寄生振荡,二极管VD用于防止正负极接反损坏元件。该电动机模型6V时耗电约250mA。

(俞虹)