Cykel BoosterPack: En 3D tryckt bärbara elektriska Assist (12 / 18 steg)

Steg 12: MOTOR vetenskap

De exakta specifikationer av de rekommenderade motorn och annan hårdvara används visas i Excel-dokumentet i BOM steg. Det finns också en fliken låter dig ändra ingående variablerna som motor KV att se vad påverkan på prestanda. Detta steg är att hjälpa dig förstå varför jag valde motorn jag gjorde.

Utväxling:
I det här programmet använder den yttre ytan av motorn friktion att direkt driva bakhjulet. Man kan motverka intuitivt men din cykel hjul diameter spelar ingen roll! Hjulet fungerar som en lätting redskap i att output roterande förskjutningen är samma som indata. De verkliga variabler vi kontrollera för "gearing" är den yttre diametern av motorn och KV av motorn. Ökar diametern på motorn ökar den theoritical toppfarten på din cykel.

Motoriska KV:

KV betyget är hur snabbt motorn kommer att snurra per tillämpad volt (i RPM/V). För samma motorn har en lägre KV fler lindningar med tunnare tråd, medan en hög KV har mindre lindningar med tjockare tråd. Så länge de har samma massa koppar, de kommer att ha exakt samma max RPM, effekt, vridmoment och effektivitet men på olika strömmar/spänningar. Per definition, ju lägre KV mindre RPM får du till en viss spänning, men de mer vridmoment som du får i gengäld. Effekt = vridmoment x RPM. Tyvärr, tillverkare är inte utforma dessa motor för detta ändamål och så ger inte tillräckligt med data för att beräkna hur mycket vridmoment motorn kan producera. Jag kunde bara beräkna det vridmoment som krävs av programmet som referensram och experiment med ett par olika KVs till se vad som fungerade bäst. Från min erfarenhet rekommenderar jag en motor mellan 200 och 270 KV för denna applikation.

Nuvarande kapacitet:

Motorn är i särklass den svagaste länken i drivlinan. Min beräknad max ström på 50mm motorn är 36 ampere. Jag gjorde ett experiment för att verifiera calc och jag fick det upp till 30 ampere innan stora halka av motorn i förhållande till däcket uppstod, begränsa nuvarande. Det är faktiskt en bra sak. ESK är inte aktuella kontrollerade så om motorn skulle hållas i ett skruvstäd strömmen skulle gå upp till 100A att mitt batteri kan leverera och stek snabbt motorn. (ESK skulle vara bra eftersom det hanterar upp till 150A.).

30A är fortfarande mycket dock notera 3d tryckt Radialfläkt jag sätta på motorn. Detta skyddar fingrarna och hjälper till att hålla det cool! Obs: Varken motorn eller varvtalsregleringen bör vara varmare än 160-175 grader F efter fem minuters springa!

Stegmotor Timing:

Elmotor timing är väldigt lik timing kamaxlar på en förbränningsmotor. I princip du justerar den kantiga positionen på vilket strömförande spolarna ändra tvinga ansökan riktning. En motor med lägre timing kommer att producera mer kraft vid låga varvtal och en motor med högre hög timing kommer att producera mer effekt vid höga varvtal. Den bästa tidpunkt inställningen uppnår inte nödvändigtvis max hästkrafter motorn klarar av, men ganska producerar max hästkrafter inom rpm utbud you'e vanligast använda. Jag hade den bästa lyckan med hög timing inställningar.

RPM avkänning: Du kan beställa dessa motorer med inbyggd hall effekt sensor för att upptäcka varvtal och ge motors ställning som återkoppling till styrenheten. I teorin skulle detta göra systemet mer effektivt på att göra sitt jobb. I praktiken när jag anslutit RPM sensor motorn var starkare, mer sannolikt att skrik, och sprang varmare. Detta förbryllade mig men det var konsekvent över alla motorer jag testat, så min anekdotiska rekommendation är att göra utan RPM sensor. Detta lämnar ditt system att fungera i "open loop" och riskerar att förlora synkronisering mellan motor och controller. Om detta händer kommer det att ge bort ett högt skrik och du måste sluta genast! Låt det sluta snurra och du kan börja igen.

Börjar vridmoment: Som nämnts ovan, denna typ av motor och de medföljande var elektronik ursprungligen avsett för användning i fjärrkontrollen hobby flygplan och liknande, så deras användning här anses en hacka. Vi måste fungera utan motor vridmoment kurvor och sådant för att utforma våra system. En sak vi vet säkert om denna typ av motor är i alla fall att det är lyckligast när använder hög hastighet. Så används BoosterPack bäst för hastighet snarare än branta backen klättring. På stora kullar är använda det för att få en flygande start, men elektroniken bara kan inte hantera det super högt vridmomentet för att försöka öka när cykeln är stoppat/saktade. På branta backar när din cykel börjar sakta ner för mycket kommer det att sätta extra stress på motorn och du måste sluta öka eller det blir för varmt.

Mycket mer information om denna typ av motor & drive system här:

https://en.wikipedia.org/wiki/Outrunner

http://www.rccaraction.com/blog/2014/01/17/its-abo...