Page 30 - חוברת תקצירים
P. 30
דן לוגסי Loug.dan@gmail.com
קורל חזן Koralhazan760@gmail.com
תכנון, ייצור וחקר מנוע חשמלי בהדפסת תלת ממד
BS-21-15
מנחים: ד"ר אפי צמח, נעמה אגסי.
תקציר
השימוש במנועים חשמליים כיום נמצא כמעט בכל מכונה ומכשיר בין אם ביתי או בין אם תעשייתי. תהליך המרת אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית מסייע לנו בתכנון וייצור של מכשירים בהם דרושה פעולה חוזרת בצורה מדויקת. על מנת לייצר מנוע חשמלי משתמשים בעיקר בחומרים עשויים מתכת או בהזרקות פולימרים. שימוש בחומרים אלו משפיע על מספר גורמים עיקריים במנוע, הולכת חום,
חוזק ,פרו מגנטיות ומשקל. עלות ייצורם כדאית רק עבור ייצור בסדרות גדולות.
פרויקט זה עוסק בתכנון ובחקר ביצועי מנועים חשמליים המיוצרים בהדפסה תלת ממדית, את השינוי בביצועיהם כתלות בשינוי פרמטרים מבניים מחומרי הדפסה שונים ואת האפשרות לשימוש בהם כתחליף למנועים סטנדרטיים. ע"י שימוש בהדפסה תלת ממדית ניתן לייצר חלקים בעלי גיאומטריה מורכבת בעלות נמוכה באופן משמעותי מכל טכנולוגית ייצור אחרת. המנועים שיוצרו הינם מנועים
חשמליים מסוג Brushless DC outrunner.
המנוע הינו מסוג Brushless DC Motor ונבחר לאחר סקירת סוגי מנועים בייצור עצמי מטכנולוגיות ההדפסה השונות, מסקר הספרות עלה כי מנוע מסוג זה הוא המתאים ביותר להדפסה תלת ממדית והפשוט ביותר להרכבה. כמו כן, מנועים אלה משתמשים בעקרון "מערך האלבך" ובכך מייצר שדה מגנטי חזק יותר. המנוע תוכנן ויוצר באמצעות מגנטים, חוטי נחושת מבודדים, ברגים, אומים, מסבים
וחלקים מודפסים בלבד.
לצורך בחינת ביצועי המנוע תוכננה ונבנתה מערכת ניסוי, הנשלטת באמצעות מיקרו בקר ומבוססת על שיטה ישנה לבדיקת מנועי קיטור (עקרון "פרוני", Prony Brake) שולטת בזרם והמתח הנכנס אל המנוע (1), מודדת את הטמפרטורה (2), מהירות הסיבוב לדקה (3), המומנט הדינמי המופק (4) מניסויים אלה ניתן להבין לעומק את השפעת החומרים השונים ופרמטר המבנה בביצועי המנוע. תוצאות הפרויקט מוכיחות כי ניתן לייצר מנוע חשמלי באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת ממד. מבדיקות המומנט ומהירות המנוע ניתן היה לראות כי המנוע שתוכנן יכול להיות שמיש כבר היום
בשימושים בהם לא דרוש מומנט גבוהה אלא מהירות סיבוב גבוהה . מילות מפתח: מנוע חשמלי, הדפסה תלת ממד, מנוע ללא מברשות.
מערכת ניסויים
מנוע ללא מברשות
30
