Nya och förbättrade borstlös Electric Scooter Power System Guide (2 / 19 steg)

Steg 2: En typisk borstlös Outrunner

Montering av Outrunner

Så häftiga med outrunners om namnet inte ge bort redan är att den yttre fallet av motorn är den del som snurrar . I den första bilden, bara framsidan av motorn - del kablar ut genom - står stilla, och det är den delen som blir monterad något fast. Annars, hela resten av det glänsande guld och silver klocka snurrar. Detta tenderar att göra motorn olämpliga för konventionella "DC" montering stilar som Sensorfäste eller dubbel-stödda montering. Idén med outrunner i aeromodelling är att du direkt kan montera propeller därför rotor bell.

Dock för EV behandling, montera en sprocket, remskiva, eller hjul direkt till motorn på detta sätt är en dålig idé . Anledningen till att visas i diagrammet i bild 2. Bell axel uthärda är effektivt fribärande, vilket innebär en starka sida belastning (som tensioning din kedja eller bälte eller en hjulbelastningen) kan böja dinhela motor . Denna effekt är ju längre motor fallet, sämre. I stället hänga alla utom den minsta motorer även axeln ut på andra sidan av motorn, så det konventionellt kan monteras och användas. Detta är slutet du vill montera en radiell belastning komponent som en drevet på - kedjehjul och bälte remskivor eller redskap för den delen, kan ofta av inköpta lager med rätt födde storlek.

Läsa Outrunner

Outrunners ges vanligtvis en numerisk beteckning liknar

AA-BB-C(Y/D)

Det finns två överlappande, nästan omöjlig att skilja, och typ av motstridiga system om vad bokstäverna betyder.
Först är det stator refererade systemet. I detta system:

1. första nummer AA anger stator diameter i millimeter. Detta är den aktiva komponenten i en motor som genererar alla vridmomentet, så detta är besläktat med att sälja bilar motorstorlek.

2. andra nummer BB indikerar stator längden (stack höjd) eller längden av magneterna.

3. den tredje nummer C kan vara ett lågt nummer (enda siffror till 20s), som anger antalet tråd varv per stator pole. Om det är ett högt nummer (hög tiotals till hundratals) det är motorns "Kv" konstant eller spänningen konstant i varvtal / V

4. en valfri Y eller D innebär lindningarna är avslutade Y eller Delta - för samma tur räkna, Y-avslutad motors roterar långsammare och med mer vridmoment för samma strömförbrukning, men behöver en högre spänning att uppnå sade strömförbrukning. Det är en design avvägning, men den stora majoriteten av R/C outrunners är Delta avslutas för bekvämlighet.

Andra är det motor refererade systemet, vanligare för billiga motorer, i vad jag kan bara anta är ett knep för att förstärka storleken av motorn.

1. första nummer AA hänvisar nu till total diameter på motorn, i millimeter.

2. andra nummer BB är den totala längden av motor fallet, från framsidan till baksidan, minus axeln.

De tredje och fjärde nummer vanligtvis vara samma.

...

Så hur berättar man som en är som? Om dess inte uttryckligen ges till dig som statorn diameter , det är nog det senare systemet. Det mest slutgiltiga sättet att avgöra är om du har båda datapunkter - stator och yttre diametrar. En lista över typiska stator till motor diameter cross korrelationer för typiska fordon-stora motorer ges nedan:

42 till 45mm stator > 50-55mm motor fall
50 till 52mm stator > 63 till 65mm motor fall
68 – 70mm stator > 80 85mm motor fall

Dimensionering av Outrunner

Mest elektriska skotrar kommer att hitta en motor i klassen 60mm (motor) diameter mer än tillräcklig. En bra säljare kommer att ge minst två viktiga specifikationer som kan användas för att bestämma rudimentär drivlinan parametrar.

1. Kv betyget är hur snabbt motorn kommer att snurra per tillämpad volt. Däremot är det hur många volt motorn genererar över dess terminaler om du spinna . Detta är till stor del en kvarleva av DC motor dagar då du kan dumpa din motor på ett batteri och det kommer att snurra. Elektroniska styrenheter, till exempel BLDC domänkontrollanter, kan faktiskt variera denna parameter av motorn kraftigt, så Kv är bara en tumregel om du är en motor ingenjör .

Du kan använda den Kv betyget i RPM/V, din systemspänning, din förväntade utväxling från motor till hjulet (x 1) och hjuldiameter (i tum). att beräkna teoretiska toppfart för fordonet. Detta är en rent teoretisk siffra i en idealisk, friktionsfri värld. Ekvationen går

Hastighet (mph) = [( RPM/V * systemspänning ) / (utväxlingen )] * (diametern * pi ) * (60 minuter per timme / 12 inches per fot) / (5280 fot per mil)

En cool liten resurs som gör allt detta för dig och även ger dig acceleration och batteri siffror är tentakel vridmoment och Amp timme kalkylator , skriven för bekämpa robot gemenskapen av den sena Steve Judd, länge Battlebots och robot bekämpa konkurrent. Webbplatsen underhålls fortfarande som en resurs för robot byggare. Som väntat, det är mycket "robot orienterade", men att använda det för fordon beräkningar, bara koppla in din egen motor statistik (eller ta en bästa gissning), och använda 0.5 motorer per sida om du har enskild motordrift. Observera att "genomsnittliga % av Peak dränera " ska vändas 5% eller 10% för EV användning - det vill säga hur mycket tid du spenderar göra burnouts eller starta från stillastående. En databas med katalogiserade motorer finns för sanity kontrollera.

Om du bara har en KV, då är det enda du kan uppskatta toppfarten.

2. det inre motståndet av motorn, även känd som slingrande motstånd, slutligt motstånd, etc. Allmänt blir det ett lågt nummer (mindre än 1) ohm . Eftersom detta värde och din systemspänning, kan du beräkna den högsta strömförbrukning systemet kan teoretiskt se utifrån Ohms lag, jag = V / R . Verkliga strömförbrukning blir mindre (men inte mycket mindre) än detta värde på grund av det inneboende motståndet av koppartråd, halvledare, byta kontakter, etc. Men igen, en ungefärlig siffra.

Dessutom, som beskrivs i min just-build-your-own-damned-motor-already writeup, ges Kv i en motor i RPM / V, kan du också hitta det vridmoment som produceras per amp av strömförbrukning. RPM/V är inte en SI-enhet, men en lite matematik får du SI definitionen av en elmotor spänningen konstant, V / rad/s; det vill säga volt per (radian per sekund). I kort, spänningen konstant i V / rad/s är också konstant vridmoment i Nm / A eller newton-meter per ampere .

Om du är som benägen, Nm / A kan direkt tillbaka-omvandlas till ft-lb/A eller i-oz/A, eftersom de är alla enheter av vridmoment.

Därför, om du vet IR av motorn och din systemspänning, du kan hitta en teoretisk toppvärdet vridmoment för systemet, som är användbar för att beräkna maximal accelerationer: vridmoment (Nm) = (Nm / A ) * (systemspänning / Motor motstånd ). Detta nummer är verkligen mycket teoretiska. Jag ska ta särskilda hänsyn för R/C bilar nära stall i en liten stund.

Mer dimensionering av Outrunner

Några gånger, kommer du också se en märkeffekt - vanligt i hundratals eller tusentals watt. Det är viktigt att komma ihåg här att det värde som ges kommer nästan alltid att driva matar in - det vill säga makten ditt batteri matas in i motorn. Om du är bekant med DC motor principer, vet du att motorn kan endast någonsin leverera 50% av detta värde tillbaka ut som mekaniska uteffekt - vridmoment gånger hastighet. (Om inte du läser detta ). Och det är om det är en perfekt motor - på denna arbetspunkt, 50% eller mer av den tillförda effekten att skingras som värme. I huvudsak är "märkeffekt" siffran inte mycket hjälpsam, sedan om motorn drivs på någonstans nära hälften av figuren, den snabbt överhettas.

I slutändan, vägen till storlek en motor av makt är att grovt beräkna din totala dragskraft med hjälp av Dra ekvation, och förutsatt att Cd handlar om 1,0 (för en person står upp och framåt) och multiplicera att resultatet av din önskade marschfart - i SI-enheter, är kraft motorn behöver till utgång orkar man med denna hastighet. Med andra ord, Pmotor i watt = (Dragskraft i Newton * Cruising hastighet i meter per sekund).

Som en tumregel, bör detta vara mindre än 15% av den maximala motor tillförda effekten.

Varför inte en Inrunner?

En "inrunner" är tillbaka-konstruerade för en konventionell borstlös motor. I domänen flygplan, de är mycket mindre lämpade för fordonets framdrivning eftersom de snurra betydligt snabbare dvs har mycket hög Kv-värden. Därefter, kräver de mycket mer geardown att uppnå samma vridmoment nivåer. Medan inrunner enheter är definitivt möjligt, är mekanisk extraarbetet suboptimalt. Men är de definitivt lättare att montera och mindre känsliga för att få smuts och väg skräp i motorn.