Göra din egen miniatyr Electric Hub Motor (1 / 14 steg)

Steg 1: Hub motor designöverväganden

Är en hub motor rätt val för din elbil? Svara på dessa få enkla fråga...

Jag menar, läsa dessa några tips som belyser några design kompromisser och överväganden som deltar i användning av hub motorer! De är inte perfekta lösningar till varje enhet problem, och några av bristerna är betingade av fysikens lagar.

Hub motors ar e är tyngre och klumpigare än drivna hjul.

Tills vi gör magiska carbon nanotube supraledare massor, motorerna är i huvudsak bitar av stål och koppar, båda mycket tunga grundämnen. Vad händer när du ökar vikten på ett hjul två - eller - trefaldiga är en drastisk ökning theofjädrad vikt av ett fordon eller en vikt som inte hålls av en suspension. För de av er som vet om fordonets fjädring engineering påverkar ofjädrad vikt negativt ride och komfort av ett fordon. Om du bara släppa hub motorer till ett fordon som tidigare begåvad med indirekt drivna hjul, förväntar sig en förändring i ride prestanda.

Detta är mer av en oro för personbilar och sport fordon än något annat, som de flesta små EVs som cyklar och scooter har inte suspensioner alls. Nyckelordet här är dock små. Du kanske har samlats från min andra instructable att vissa gånger är det nästintill omöjligt att helt enkelt passa en större motor i ett slutet utrymme. En hubb motor kommer oundvikligen ta upp mer utrymme i fordonet rullar. Detta betyder mindre för större hjul och fordon.

och

är exempel på bil-stora nav motorer som har varit väl integrerad i fordonets designen genom några ganska allvarliga re-Engineering av hur hjulen fäst på bil ramen. Du kan behöva göra samma sak för din skoter, cykel eller soffan.

En hubb motor drivlina kommer att generellt producera mindre vridmoment än en indirekt-drivsystem

Förvänta dig inte någon däck rök från din hubb motors. En indirekt drivmotor, som syftar till hjulen genom en överföring, har fördelen av vridmoment multiplikation. Detta är hur en 400 hästkrafter dieselmotor i en semi truck kan dra sig och 80.000 mer pounds upp en bergsväg, men en 400hp Corvette inte kunde göra samma sak - semi motorn går genom ett

överföra många tusentals foot-pounds av vridmomentet på drivhjulen. En Corvette är lätt och snabb, och därför 400 hästkrafter i motorn är mestadels hastighet.

Från fysiska mekanik är power output en produkt av båda vridmoment och varvtal. Kuriosa i naturens lagar, är det mycket lättare att göra en fast men lågt vridmoment motor än en långsam och high-torque ett, power output nivåer lika.

När det gäller motorer, är det därför din typiska borra motor snurrar på uppemot 30 000 RPM, men du bara får några hundra RPM på skruvmejsel lite. Borra motorn har utvecklats för att ge maximal effekt vid mycket höga varvtal, som skickas via en växel minskning vev drill bitar tillräckligt hårt för att göra detta.

Men din hubb motor är direkt drivning. Det finns ingen bunt av spetsiga stål saker att konvertera dess roterande hastighet i vridmoment. En hubb motor kan bara förlora mekanisk fördel eftersom hjulet i huvudsak måste vara större i diameter än motorn. Jämförelsevis få i-wheel motorer har inre gearing - dessa är oftast

, eftersom de har en stor diameter, och därför massor av utrymme att arbeta med. Det är inte att mycket svårare att införliva en drevsatser till din nav-motor, men det är utanför omfånget för detta Instructable.

Summan av kardemumman är, medan en 750 watt DC motor på din Go-Ped kanske låter dig utföra en hjul-spinning lansering, kommer en 750 watt hub motor förmodligen inte.

Hub motor drivlinor kommer generellt att vara mindre elektriskt effektiva än en indirekt drivsystem

Det är visserligen sant att navet motors förbi praktiskt taget alla de mekaniska förluster i samband med en koppling, växellåda, axlar och kugghjul som du normalt hittar i ett fordon powertrain. I själva verket kan driva komponenter ensam äta upp 15-20% av den producerade av motorn. Tänk om det var borta - vad skulle du göra med 15 till 20% mer kraft?

En hubb motor har normalt ett vridmoment-producerade kraft på-marken överföring av nästan 1. Moment av motorn har bara gå igenom däcket, med dess rullande friktionen och deformation styrkor. Men vad gör ont hub motorn är elektrisk verkningsgrad.

En motor är en givare. Mata in elkraft och ut kommer mekanisk kraft - vanligt. Elektrisk ström definieras som

PE = V * jag

där V är spänningen över motorn och jag är den ström som passerar in i motorn. V har enheten volt och jag har enheten ampere. Mekanisk kraft är

Pm = T * ω

där T är vridmoment utdata i Newton-meter och ω är roterande hastighet i radianer per sekund ( enheter/1 / time, eftersom radianer är unitless!)

Det är perfekt inom anledning till mata in el till motorn men får ingen rotation. Detta kallas stall eller låst rotor tillstånd, och det dödar motorer. Detta inträffar när T inte räcker för att övervinna de krafter trycka tillbaka mot en motor - tror att köra en riktigt brant backe.

I det här fallet är din effektivitet exakt noll. Zilch, nada, nihil, ingenting. Mekanisk kraft ut är noll, men elkraft i är icke-noll.

Det är sant att båda motorer måste starta bilen från stillastående, och således har noll effektivitet för en bråkdels sekund, är det faktum att navet motorer måste arbeta kontinuerligt vid höga T och låg ω den särskiljande faktorn. Andra lagar i fysik diktera gränserna för vridmoment utgång, vilket jag kommer att få inom kort. A\ hub motor har det att göra en högre ström för samma vridmoment utdata, och nuvarande är vad orsakar uppvärmning i sladdar (inte spänning). Ju mer aktuella finns det mer värme genereras.

Detta kallas Joule värme och styrs av makt lag Pj = I² * R. Det är en fyrkantig lag: fördubbla den nuvarande, fyrdubblavärmen.

Nu kan du se varför hub motorer är mindre effektiv elektriskt än indirekt drive motorer. Hub motorer är låg hastighet varelser, och oundvikligen kommer att tillbringa mycket av sina liv på eller nära stall skick. Detta inträffar när fordonet rör vid låg hastighet eller snabbare. En hubb motor kommer att se mer stunder av låg eller noll effektivitet än en indirekt driven, inriktade motor.

Summan av kardemumman är beredd att se en minskning i batteritid om du byta dina befintliga drivsystem med en hub motor.

Nu som jag har sagt er skäl att inte bygga och använda hub motorer, låt oss gå till hur du kan bygga och använda hub motorer.