Avancerad borstlös Power Systems för små elektriska skotrar (2 / 6 steg)
Steg 2: mekaniska
1. kan använda överföringssystemet lager makt, eller, om inte, vilken typ det ersätts med?
De flesta fordonssystem är specifikt utformade kalibrerad för att fungera bra en effektnivå som dikteras av tillverkaren och kan bara hantera en viss overhead innan något spränger. Beroende på hur hårt du väljer att uppgradera, kan du behöva återskapa drivaöverföringen - starkare gears, svårare axlar, bredare bälten, etc.
Vanligtvis är det enklaste att uppgradera i samma familj av teknik. Till exempel uppgraderar från #25 kedja drev # 35 för mer styrka eller 5mm HTD kamrem från 3mm kamrem. Detta beror på det liknande formfaktorer för liknande teknik - en drevet har mycket samma profil som en annan sprocket, och du kan få en ny timing trissa i samma bredd och material som gamla, men med större tänder. Ofta mindre struktur, Hjulnavet, är etc. obligatoriska om metoden hålls samma.
Allt detta beror dock på hur mycket du vill ändra eller hur mycket du vill bygga eller köpa. En mer kraftfull motor kunde enkelt utföra samma uppgift med en en-stegs remskivan systemet i samma utrymme där en tidigare, svagare motor var tvungen att använda en stor växellåda. Många elektriska bil omvandlingar behålla lager överföringen eftersom elmotorn utvecklar liknande vridmoment till motorn som ersätts, medan andra använder high-torque motorer ofta gör bort med överföringen och endast använda redskap minskning av bakre differential.
När det gäller denna scooter bygga var lager 150-200 w motor väl lämpad för alla plast drivlina den var ansluten till. Men visste jag att den jätte outrunner skulle sax liten bälte tänderna omedelbart.
Jag gick till Lager Drive produkter och fick mig en uppsättning av 5 mm HTD kuggremmar och remskivor i 15 mm bredd, som är både en uppgradering av 5 mm i bredd och en 2 mm stigning i tanden pitch.
HTD typ bälten har runda tänder som är breda vid basen, så att de kan överföra betydligt mer vridmoment (HTD = högt vridmoment enhet) än en standard kamrem (oftast av serien "GT") på liknande pitch.
Dessa block krävs vissa kreativa käbbel för att passa in i något trånga utrymme, men...
2. chassit kräver modifiering för att passa den uppgraderade batteri, motor, controller, etc.?
Det fanns två problem som måste lösas. Nummer ett fästa stora remskivan på hjulet, och nummer två fästa ny motor blocket till motorn.
I det allmänna fallet är det en avvägning mellan hur väl dina komponenter skulle fungera i en optimal situation och hur mycket bearbetning du är villig att göra för att nå den. Om använda din önskade motor kräver ombyggnad hela bakändan av ditt fordon, kan det vara klokt att överväga ett annat fordon, eller spara din motor för ett annat projekt. Om du ska helt bollar ut ändå, du förmodligen inte målgruppen för denna artikel.
Detta medför ofta plocka komponenter som är liknande i storlek eller ännu mindre än lager. Med tanke på de stora ökningarna i kraft-till-viktförhållande med en BLDC motor till en liknande ferrit-magnet, standard-frågan run-of-the-mill PMDC motor, är detta ofta en hållbar lösning. Igen, inse att en motsvarande DC-motor som kan producera 10 kilowatt effekt som Plettenberg rovdjur är oftast ca 8 inches i diameter, en fot lång och väger över 100 pounds. *
I detta bygga, anpassa den nya remskivor och bälten var inte så svårt, men gjorde kräver tillgång till en svarv, som en god vän till mig kunde hjälpa till med. Jag planerade ut en starkare hub fastsättning än lager dubbel-d fästet för hjulet (som skulle explodera direkt på tillämpning av makt från den nya motorn). Också, jag förstorade i motor blocket som passar på motorn hål och säkrade det på plats med en PIN-kod, som både överför vridmoment och lokaliserar remskivan axiellt så det inte glida runt.
En serie hål borrades på en uppmätt diameter runt den stora aluminium hjul trissan hub sådan som Dymling pins, när man trycker i dessa hål, kunde greppa ratten ekrarna. Detta kraftigt styrkan i den bifogade filen över en plast dubbel-D axel. Navet i hjulet remskivan var bearbetad för att passa väl i en sparkcykel rullar 5" hål och en uthärda hålighet var också bearbetas i det i rätt läge sådan på den hela nya församlingen kunde bara släppa in i utrymmet där den tidigare hjul-trissa församlingen var utan dess axel spacer. Jag tog upp det utrymme som det spacer används för att lägga en större del.
Jag behöver klippa bort lite av chassit att rensa den nya breda remskivan, men detta var bara några minuter med en fil.
Nästa, jag behövde hitta ett sätt att montera den nya motorn.
3. Vad är det mest effektiva sättet att montera nya komponenter om de helt enkelt inte kan släppas?
Detta går slags i konsert med fråga #2. Medan tillägg monteringssystem är inte så svårt att omskapa som hela chassit, har du fortfarande att se till att du faktiskt kan sätta din nya del på. Oftast är det övergången från "små" till "stora" vilket är ett problem, och inte tvärtom, men en sak som mindre delar kräver finns adapter plattor, axel kopplare, bore distanser, etc. för att gränssnittet till resten av systemet.
Många motorer är monterade på ansikte, vilket innebär att de har bultar sticker ut från samma sida som den utgående axeln, eller kanske gängade hålen. De är avsedda för användning i applikationer där de fastnar direkt in i sidan av något.
Några andra motorer har bas fästen, som vanligtvis är svetsade stål parentes som har bult hål, för montering av motoraxeln parallellt med en yta. Andra motorer än har absolut inga fästen - de är utformade för att spännas av en cirkulär ring, som som en slangklämma, i ramen!
Den största utmaningen är oftast konvertera mellan dessa typer av fästen. Stora metall vinkelparenteser, med bult cirkel av motorn borrade på ett ben och en monteringsmönster på den andra, används ofta för att konvertera base-mount till ansikte-mount och vice versa. Här är ett exempel, som också ofta används i stora industriella motorer, eftersom de gör olika monteringsalternativ arrangemang.
Base-mount och klämma-mount konverteringar är också genomförbart, men kräver lite mer teknik. De kan vara så enkelt som en cirkulär släppandet av motorns diameter i en bit av materialet och en rem eller klämma över motorn som håller den robust till detta grundmaterial. Monteringshål borras i sin tur in i basen. Om du vill konvertera clamp-mount till ansikte-montera ofta medför borrning eller bearbetning fästhål i ena änden av motorn.
Här är ett bra exempel på en clamp fäste för en högpresterande DC-motor (som också råkar vara en bra form av EV motor!)
Lyckligtvis, i mitt fall, bult cirkel av den stora outrunner var bara ett hår över det av lager motorn. Jag har inte att göra mycket bearbetning alls, eftersom jag bara var tvungen att skära lite av materialet av en monteringshål som var nära den baksida änden av berget, som kan ses på bilderna. Effektivt, har jag en bult-och-slot konfiguration som också möjliggör bekväm bälte spänning justering.
Den nya motorn har inte monteringsbultarna, så jag var tvungen att simulera den med några långa allen-head GJP skruvar, brickor och aluminium spacere. Detta var praktiskt eftersom jag var tvungen att öka montering offset (från ansikte av motor inför av mount) att rensa den bredare bälte trissan. En gallon röda Loctite senare och församlingen var skottsäker.
En sak som du måste komma ihåg är att de flesta av tiden, elmotorer direkt köra inte sina laster. Prime movers i alla situationer - förbränningsmotorer eller annars - tenderar att gå för snabbt och med för lite kraft för att tillämpas direkt till deras laddar effektivt, varför bilar levereras med en hög med gears kopplad till motorn. Samma sak gäller för elmotorer. En högpresterande borstlös likströmsmotor kommer att drabba hastigheter på över 20.000 RPM utan incidenter, och de mest extrema som överstiga regelbundet 60 000 RPM. På en 8 tums luftfyllda hjul är som lite mer än hälften som rusas av solitt på havsytan. Kul, rätt? Men det kommer aldrig komma dit, och chansen är det inte ens startar du flyttar. Även den effekt som krävs att hålla en jämn hastighet mot vindmotstånd kommer att överväldiga den med en viss hastighet.
De flesta elektriska motorer har en intressant egenskap att deras vridmoment-speed kurvor är linjär, med högsta vridmoment vid 0 RPM och minimum (noll net) vridmoment vid maximal rotationshastighet. Motorn kommer att hitta en glad jämviktsläge någonstans i mitten, den exakt läge som beror på din gearing, hjulstorlek, elsystem anlagen, verkningsgrad och en massa andra stokastiska processer. Sammantaget får makt innebär inte automatiskt vridmoment, vilket är vad faktiskt du flytta. Så som väcker en sista fråga ställas:
4. har skuldsättningsgraden behöver ändras? En motor som går långt snabbare än lager kan föranleda ytterligare laddar för att fungera effektivt. Den lager minskade på 200 w motor var 4:1. Jag bestämde mig för att sedan den jätte outrunner var en storleksordning mer kraftfull, att en något lägre minskning inte skulle försämra prestanda. Även den största trissan jag kunde passa i de mått som anges och som SDP hade i lager var 3.75:1.
* Observera att denna DC-motor är mest sannolikt avsedda att skapa en 10KW tillförlitligt med minimal uppvärmning, medan BLDC motor kommer att kräva aktiv kylning på grund av dess förminskad storlek. Detta är en grov jämförelse med maximal effekt siffror.