Ingenjör egna elektrisk motorcykel! (13 / 20 steg)

Steg 13: (Vetenskap) MOTOR & CONTROLLER överväganden

Olika typer av motorer: (TLDR: som jag sa tidigare, det finns många val för dessa delar är i praktiken inte så mycket på grund av pris och tillgänglighet av delar i teorin. För ett DIY motorcykel projekt du kommer att få mest valuta för pengarna med en PMDC motor. Om du har en hög med kontanter att bränna och du vill visa upp sedan splurge för borstlösa PMDC.)

DC-motorer består av en uppsättning spolar som flyttar kallas en armatur inuti en annan fast uppsättning spolar eller (permanenta magneter), kallade statorn. Armaturen roterar med drivaxeln och statorn "stannar" put. Dessa är de relevanta DC motor typerna:

Serie såret: Fältet spolarna ansluts i serie med armatur spolen. Kraftfull och effektiv i hög hastighet, bilar serien sår generera mest vridmoment för en given ström. Hastigheten varierar vilt med belastning och kan springa iväg no-load villkor. Tuffare att regen med, men det är möjligt. En domänkontrollant kan skifta detta med en serie motor kommer att bli dyrt)

Shunt såret: Fältet spolarna kopplas parallellt med armatur spolen. Shunt sår motors generera minst vridmomentet för en viss aktuell, men hastighet varierar mycket lite med belastning.

Sammansatta sår: en kombination av serien och shunt sår. Detta är ett försök att göra en motor som körs inte bort under ingen belastning eller om fältet misslyckas, men är så effektiv och kraftfull som en serie sår motor.

Permanent Magnet (PM): Magneter ersätta fältet spolarna i andra motor typer. Permanent magnet motors är borstad eller borstlösa.

* Borstad motorer: Använda mekaniska borstar att elektrisk kontakt med rotorn vid rätt tidpunkt.

FÖRDELAR: två tråd kontroll, utbytbara borstar för förlängd livslängd, låga kostnader för konstruktion, enkel och billig kontroll

NACKDELAR: Periodiskt underhåll krävs, hastighet/vridmoment är måttligt platt, borste friktion ökar vid högre hastigheter att minska bra vridmoment, dålig värmeavledning på grund av inre rotor konstruktion, högre rotor tröghet som begränsar den dynamiska egenskaper, lägre varvtalsområde på grund av mekaniska begränsningar på borstarna.

* Borstlösa motorer: detta är i huvudsak stegmotorer utan kuggar som tillåter steppers att stoppa rotorn.

FÖRDELAR: Mindre erforderligt underhåll på grund av avsaknad av penslar, hastighet/vridmoment-flat möjliggör drift i alla hastigheter med märklast, hög effektivitet, ingen spänningsfallet över penslar, hög output power/RAM storlek., minskad storlek på grund av överlägsen termiska egenskaper, bättre värmeavledning, högre hastighet range - inga mekaniska begränsning som följer av penslar/Kommutator, låg elektrisk buller generation.

NACKDELAR: Högre kostnaderna för konstruktion, kontroll är komplicerat och dyrt.

Växelströmsmotorer induktion: Rotera med en fast hastighet och så kräver användning av en överföring. Medan de är super effektiv och har en hög uteffekt, används dessa vanligtvis i EV bilar i stället för motorcyklar.

Permanent Magnet AC (PMAC): Dyrt och svårt att hitta, men kan variabel hastighet drift och Ultra högeffektiv motor. Denna typ av motor används på professionella Brammo elektriska motorcyklar.

Analysera Motor specifikationer: Kontinuerlig betygen är vad som är viktigt. På samma sätt kommer "lastad hastighet" att bli din max effekt RPM. Fått HP är vanligtvis den vridmoment vid vilket motorn kan köras kontinuerligt utan att överskrida temperaturen vid vilken de slingrande isolering näbbar ner.

Spänning: Högre spänningssystem är bättre, men de kostar mer. Kör en motor på högre spänning genererar mindre värme för en viss makt betyg eftersom den värme som alstras är proportionell mot nuvarande Rita och en högre spänning kommer att ge en lägre strömförbrukning för samma uteffekt. Men när spänningen ökar så ökar behovet av högre prestanda isolering, styrenheter, växlar, osv. Det är värt att notera att mata inspänningen är proportionell mot varvtal, och den ingående strömmen är proportionell mot det motor vridmomentet.

48V & 72v är de vanligaste konfigurationerna men bara för en referensram "Kilacycle" racing elektrisk motorcykel kör på 374 volt.

Andra Motor anteckningar:
De fysiska måtten kommer att vara en betydande begränsning för en motorcykel projekt. Att göra den kartong mock up var en absolut nödvändighet.

Elmotorer har en enorm hastighet driftområdet, så du behöver inte ha en överföring. Du slipper även koppla ur motorn när du rullande antingen. Motorn kommer inte att ha något motstånd om det genererar elektricitet, och det kommer inte att generera elektricitet om den inte är ansluten till en belastning. (Registeransvarige elektriskt kopplar motorn för utrullning. Det är, om inte du aktivera regen).

Det finns en hängiven avsnitt till motorer och styrenheter i excel-dokumentet. Jag använde den genom att ansluta olika motorer i beräkningarna för att se hur de påverkat det samlade resultatet och krävs gear ration.

Min favorit leverantörer för dessa delar var evdrives.com & electricmotorsport.com. Jag tyckte inte Cloudelectric, som hade dåliga priser och ingen originaldokument.

Hub motor vs traditionella motor

I teorin gör en hub motor mer känsla för energieffektivitet, viktfördelning och utrymmessnål. Att eliminera en rulle kedja enhet kunde öka effektiviteten med 2-3%. Å andra sidan, inte kan din hubb motor utnyttja ett optimerat överföringssystem. Åh, och bra tur att hitta en som passar din cykel!

Jag shoppade runt ett nav motor men det finns knappast några alternativ att välja mellan. De flesta produkter där ute är gjorda för mopeder och skulle vara under drivs på en motorcykel. Plus är ett hjul en ganska speciell del på alla fordon. Den är utformad för att passa inom en specifik lucka i bakfjädringen gafflarna och är gjord för en storlek av däck. Vilka är chanserna att hitta en perfekt sjunka i ersättning hub motor som matchar din specifika hjul dimensioner?

Controller överväganden:

* Det finns en hel del EV motor domänkontrollanter att välja mellan. Alltrax, Curtis, Kelly är de största namn märkena. Alltrax är enkel att använda men ingen av deras produkter har regen.

* Alla domänkontrollanter måste programmering, men några domänkontrollanter kommer att kräva en dyr särskilda programmering enhet. Alltrax-styrenheter kräver en $15 kabel som ansluts till datorn. Programmera en Alltrax är enkelt och innebär att man väljer din gas Indatatyp och hur registeransvarige ska reagera på denna ingång.

* Min gas var ett variabelt motstånd (0-5000 ohm). Du kan ange registeransvarige så att antingen 0 ohm läsning eller 5000 ohm läsningen motsvarar stående stilla (ingen utgång). Är det viktigt att du väljer 0 ohm som inställningen ingen utskrift! Om du väljer 5000 ohm som ingen utgång sedan din cykel kommer att påskynda om du kopplar bort kabeln!

* Se till att den motor controller är kompatibel med din elmotor innan du köper något. Du måste hitta en motor kompatibilitetstabell eller lista med handkontrollen. Registeransvariga använder pulse bredd modulering att effektivt styra varvtal. Motor och controller kompatibilitet bestäms delvis av godtagbara intervallet av puls frekvenser.

* Göra säker driftspänningen är samma som motorn.
* Se till den fortlöpande märkström är minst lika stor som motorn. Se upp att få en kraftigt överdimensionerade controller som kan leverera mer makt till en motor än det är klarar av. (En liten styrenhet är inte farligt men det brukar fullt ut utnyttja potentialen i din motor.)

Värme kontroll:

Både motor & controller kommer att generera en betydande mängd värme används. Jag gjorde en skopa på undersidan av cykeln från en paint droppskålen till duct luft till motorn.

Om handkontrollen har en inbyggd kylfläns eller fläkt då det kommer behöver en kylfläns av något slag. Du kan hitta en online någonstans eller du kan göra egna och använda en enkel ekvation för att uppskatta dess övergripande effektivitet.