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Caja de cambios magnética, parte 2: el flujo axial mejora el rendimiento

Jul 07, 2023

La cantidad de mecanismos interesantes e innovadores que la impresión 3D ha permitido siempre nos fascina, y siempre es un placer cuando uno de ellos aparece en nuestros feeds. Esta caja de cambios magnética de flujo axial es un gran ejemplo de dicho mecanismo y realmente te hace pensar en posibles aplicaciones.

Los principios de [Retsetman]La caja de cambios es fácil de entender para cualquiera que haya jugado con un par de imanes, ya que se basa en esa poderosa fuerza atractiva y repulsiva que se siente cuando los imanes se acercan entre sí. A diferencia de su anterior caja de cambios de flujo radial, que utilizaba un par de rotores cilíndricos con imanes anidados uno dentro del otro, este diseño tiene un par de rotores impresos en forma de disco que se enfrentan entre sí en ejes alineados. Cada rotor tiene ranuras para dieciséis imanes de neodimio, que están pegados en las ranuras en disposiciones de polaridad específicas: un imán cada dos para el rotor de baja velocidad y grupos de cuatro en el rotor de alta velocidad. Entre los dos rotores se encuentra un modulador de flujo fijo, un estator con diez insertos ferromagnéticos atornillados.

En funcionamiento, como lo demuestra muy bien el vídeo a continuación, el flujo magnético se acopla entre los rotores mediante los insertos de acero en el estator, de modo que cuando un rotor se mueve, el otro se mueve en una proporción de 4:1 (o 1:4) en el sentido opuesto. dirección. [Retsetman] hizo girar la caja de cambios a unas 8.500 RPM brevemente, pero descubrió que el funcionamiento prolongado a tan solo 4.000 RPM provocaba un desastre, no debido al calentamiento por corrientes parásitas de los insertos o imanes como cabría esperar, sino por el simple calentamiento por fricción del cojinetes del rotor.

Las pruebas de torsión de la caja de cambios original no fueron impresionantes, pero los experimentos de [Retsetman] con inserciones de estator laminadas e imanes más potentes realmente aumentaron la salida: ¡hasta una mejora del 250%! También nos gustaría ver qué efecto tendría una matriz Hallbach en el rendimiento, aunque sospechamos que podría ser difícil lograr las proporciones adecuadas entre los dos rotores.