如何为旋转电路供电?

电器工程 微控制器 电源 电缆 旋转
2022-01-15 21:14:51

我想用我没用的风扇做点什么。我打算使用 LED 和微控制器(ATmega、Arduino Nano 或其他东西)放置一个照明电路,从而从旋转的 LED 中创建某种图像。但是,我不知道如何为电路供电。如果我能通过 220V 从风扇 + 调节器 + 电缆到电路(我不喜欢使用电池)为其供电,那就太好了,但在这种情况下,用于为电路供电的电缆将始终是扭曲的。任何想法?

4个回答

除了滑环是一种选择外,您还可以使用换向器。

当我制作一个大地球仪时,我发现从直流电机采购换向器比从滑环采购更容易。你可以得到各种形状和大小的它们。

确保得到一个至少有 4 个阶段的。我得到的有 12 个,所以我将相邻的相连接在一起形成 4 组 3 个。然后,为了防止电源短路或死区时间,您使用 4 相桥式整流器。

四相整流器

这样可以实现平稳的直流电源,而不会出现在换向过程中通常会发生的间隙或短路。

我还做的是使用更高的电压电源,然后在球形臂上构建一个开关稳压器。这减少了换向的损耗,并且大量的电容提供了良好的平滑输出。当电源切换到 5V 时,我选择了 24V。

您还可以将交流电源馈入电刷,您将在手臂上获得整流直流电。然后,您可以获得一些不错的高压 DC-DC 转换器模块来降压。但是,我建议不要直接使用交流电源——太危险了。我会得到类似 24V 电源砖(48V)的东西,两者都被认为是安全的低压。

通过气隙获得几瓦的最简单方法是使用无线充电系统中的电子设备和线圈。这些可作为三星 Galaxy手机(和其他)的改装套件价格低廉。

接收端是夹在两片薄乙烯基之间的线圈和微型电路板。只需将乙烯基剥离即可露出您需要的部件。

我拆开的单元可以提供 5 VDC,电流优于 1 A。

我拆解的无线充电装置的线圈(发射和接收)是一个中空中心的平绕(平面)线圈。风扇电机轴将穿过固定安装在电机框架上的电力传输线圈中心的孔。电机轴连接到容纳接收线圈和旋转电子设备的圆盘。线圈之间的间隙可以尽可能小。如果电机轴端部间隙不过大,则可实现 1 mm 的间隙。

这些改装套件之一(发射器和接收器)可以从eBay以低至 5 美元的价格购买。我使用的 eBay 搜索词是“qi 无线充电器充电板接收器套件”,显示了近 2,000 个列表。看起来发射器焊盘部分不包括为发射器供电所需的 5 VDC 2 A 电源,至少在那个价位上是这样。

我已经将这些无线充电组件用于几个非接触式项目,并且效果很好。他们会在这个应用程序中很好地工作。

您正在寻找具有两个或多个触点的“滑环”。通过滑环馈入低压直流电。

请注意,您在高速旋转系统上的平衡方面面临着一些挑战。少量的不平衡可能会将物体摇晃得粉碎,从而使零件飞散。

如果您尝试显示静态图像,您还需要每转一次的参考信号,例如 12 点钟位置,以便您可以计算旋转时间并从中运行显示时序。

在此处输入图像描述

图 1. 塑料立体声插孔和匹配的 1/4" 插头。

您可以制作一个便宜的 2 或 3 极滑环,让您使用 1/4" 插孔插头和插座。将插座固定到风扇中,然后将插孔放在电源上。插座会旋转,您'LL需要在插头上放置防旋转支架。在佩戴之前它应该工作一段时间。

这不是一个完整的答案,而是一个需要一些研究才能找到解决方案的想法。这使得它没有吸引力,但它的简单性赋予了它一些吸引力,它最终可能成为一个成功的解决方案。

如果风扇是电源供电的,它几乎肯定是一个感应电机,其中电源已经通过感应传送到旋转部件。由于转子通常由实心导电棒组成,因此该功率以相对较低的电压和非常低的交流频率(与电机的转差率有关)的非常高的电流的形式出现。

现在我们需要一种方法来利用该功率的一小部分,整流为直流,稳定其电压(随着电机负载和滑差率的增加,电压会增加)并对其进行处理。研究的方向是什么...