Пояснення про електродвигуни електросамокатів – все, що вам потрібно знати. Мотор-втулка для електросамоката

Пояснення електричних двигунів для скутерів. все, що вам потрібно знати

Двигун електросамоката визначає різні фактори, що впливають на ваш досвід катання, в тому числі і на вашу:

• прискорення
• максимальна швидкість
• здатність підніматися на пагорб
• продуктивність
• та енергоспоживання.

Всі електросамокати мають принаймні один електродвигун, а високопродуктивні варіанти. два. Вибір бажаного двигуна при покупці електросамоката є життєво важливим для вашого досвіду їзди.

Цей посібник допоможе вам розібратися в особливостях двигунів електросамокатів і надасть всю необхідну інформацію для прийняття обґрунтованого рішення.

Які двигуни використовують в електросамокатах?

Більшість електросамокатів оснащені втулковими двигунами. Однак, існують і інші варіанти.

Давайте коротко розглянемо найпоширеніші типи двигунів, що використовуються на електросамокатах.

Двигун з маточиною

Найпоширеніші електросамокати мають одинарні або подвійні втулкові двигуни. Як випливає з назви, втулкові двигуни розташовані в маточині коліс електросамоката.

Двигуни з втулками. це сучасна технологія, яка є характерною рисою сучасних самокатів. Виробники розміщують двигуни у втулці колеса вашого електросамоката і проектують їх так, щоб вони безпосередньо забезпечували його рух.

Двигуни безпосередньо забезпечують колесо вашого самоката енергією, забезпечуючи мінімальну втрату потужності під час передачі.

Двигуни на втулках кращі за інші варіанти і не потребують особливого обслуговування через мінімальну схильність до зносу.

Двигуни маточини використовують безщіткову технологію і можуть бути безредукторними або редукторними.

Мотор-втулки з редуктором мають систему передач, яка передає створений рух на колесо, що робить їх більш потужними, ніж безредукторні мотор-втулки. Крім того, вони краще долають підйоми, швидше прискорюються та мають більший запас ходу, ніж безредукторні двигуни.

Однак одним з недоліків редукторних двигунів є те, що їх обслуговування є дорогим, оскільки система передач з часом зазнає значного зносу. Крім того, двигун втрачає частину потужності через тертя в системі передач.

Безредукторні втулкові двигуни менш складні, забезпечують миттєве прискорення, а їх обслуговування коштує дешевше.

Двигун з ланцюговим приводом (середній привід)

Електричні двигуни для самокатів. це двигуни постійного струму, оскільки вони отримують постійний струм від акумуляторів. Існує два типи двигунів, безщіткові та щіткові.

Закручування дросельної заслінки змушує контролер подавати команду акумулятору самоката на передачу електричної енергії на двигун. Двигун використовує енергію для руху самоката вперед.

Робота самоката залежить від типу встановленого двигуна. Наприклад, є два типи двигунів для втулок. з шестернями та без шестерень.

Редукторні двигуни передають енергію на колеса через шестерні, в той час як безредукторні двигуни не покладаються на шестерні для руху самоката. Хоча вони не зовсім поширені, деякі самокати мають двигуни з ланцюговим приводом.

Двигуни з ланцюговим приводом відокремлені від колеса самоката і використовують ланцюг для передачі енергії від двигуна до коліс самоката.

Всі типи двигунів забезпечують різний досвід їзди. Наприклад, безредукторні двигуни забезпечують більш плавний хід, проте редукторні двигуни є більш ефективними.

Наскільки потужні електродвигуни електросамокатів?

Ми вимірюємо потужність скутерів у кіловатах (кВт) або ватах (Вт). Ви можете дізнатися потужність скутера, звернувшись до його виробника або заглянувши в його специфікацію.

Найважливіше, на що слід звернути увагу при покупці самоката. це потужність його двигуна. Він вимірює потужність двигуна, щоб визначити, як далеко і швидко скутер може їхати.

Дешевші електросамокати мають двигуни потужністю 250-350 Вт. Скутери середнього цінового сегмента мають двигуни потужністю 500-1000 Вт. Висококласні, переважно двомоторні електросамокати, мають двигуни потужністю 2 000 Вт і більше.

Найчастіше найменш потужні скутери розвивають максимальну швидкість 12-15 миль/год, тоді як найпотужніші. 30 миль/год і більше. Якщо ви подорожуєте на великі відстані або для щоденних поїздок на роботу, вам варто придбати потужний електросамокат.

Як потужність двигуна впливає на якість їзди на електросамокаті?

Потужність двигуна вашого скутера впливає на ваш досвід їзди, оскільки визначає швидкість, прискорення, підйом на пагорб і вантажопідйомність.

Скутери з високою потужністю двигуна розвивають більшу швидкість, ніж скутери з низькою потужністю двигуна. Крім того, вони мають краще прискорення, оскільки мають більший крутний момент.

Крім того, електросамокати з більшим крутним моментом краще піднімаються на пагорби і витримують більшу вантажопідйомність. Таким чином, вам слід придбати скутер залежно від того, що ви плануєте робити.

Самокати з більшою потужністю двигуна коштують дорожче, але якщо ви живете в горбистій місцевості або плануєте перевозити важкі вантажі, ви не можете покладатися на 250-ватний електросамокат.

З якою швидкістю їздить електросамокат потужністю 1000 Вт?

Електросамокати потужністю 1 000 Вт розвивають максимальну швидкість 25-35 миль/год. Електросамокати з більшою потужністю зазвичай їдуть швидше, тоді як варіанти з меншою потужністю їдуть повільніше.

Зазвичай ці скутери мають середню ціну близько 1,000-2,500.

У більшості країн електричні скутери потужністю 1000 Вт дозволено використовувати на дорогах загального користування.

Одномоторний проти двомоторного електричного скутера

Що стосується електричних скутерів, то існує два основних типи конфігурацій двигунів: одномоторні та двомоторні. З точки зору продуктивності та вартості, конфігурація двигуна має суттєве значення.

Одномоторні скутери є більш бюджетним варіантом і все ще можуть забезпечити достатню потужність для звичайних райдерів, але їм може бути складно на крутих схилах або пересіченій місцевості.

З іншого боку, двомоторні скутери пропонують більшу потужність і швидкість, що робить їх ідеальними для тих, кому потрібно долати пагорби або пересуватися в складних умовах. Однак, ця підвищена продуктивність має вищу ціну.

Основні міркування при виборі між одномоторним та двомоторним електросамокатом

• Потужність: одномоторні скутери мають один двигун, який живить скутер, тоді як двомоторні скутери мають два двигуни, які працюють разом для живлення скутера. Це означає, що двомоторні самокати зазвичай мають більшу потужність і можуть легше підніматися на пагорби.
• Швидкість: Двомоторні самокати можуть розвивати більшу швидкість, ніж одномоторні, оскільки два двигуни працюють разом, щоб рухати самокат вперед.
• Вартість: Двомоторні самокати, як правило, дорожчі за одномоторні через додатковий двигун та супутні компоненти.
• Термін служби акумулятора: Двомоторні самокати можуть розряджати батарею швидше, ніж одномоторні, оскільки їм потрібно більше енергії для роботи двох двигунів замість одного. Однак двомоторні скутери часто мають більші акумулятори.
• Керування: Двомоторні скутери можуть мати кращу керованість і стабільність, особливо на високих швидкостях, оскільки два двигуни забезпечують кращий баланс і зчеплення з дорогою.

Як обслуговувати електродвигун електроскутера?

Двигун електросамоката є одним з найважливіших його компонентів і вимагає уваги для оптимальної роботи та продуктивності.

Ви повинні розуміти, який тип двигуна у вашому самокаті, щоб виконувати належне технічне обслуговування. Якщо цього не робити, це може призвести до негативних наслідків, таких як слабкий струм, недостатня енергія і т.д., скорочення терміну служби.

Для початку, ви повинні використовувати самокат відповідно до інструкції з експлуатації для належного обслуговування та продуктивності.

Крім того, вам слід регулярно перевіряти з’єднання скутера, оскільки недостатня потужність може призвести до поганої роботи. Найкраще уникати вологості, оскільки це може призвести до короткого замикання скутера.

Також слід регулярно чистити самокат. Однак не варто робити це з проточною водою, оскільки це може призвести до короткого замикання проводки або іржі.

Буде корисно, якщо ви також віднесете його до професіонала для ремонту, коли він перестане працювати оптимально. Ваш механік розуміє функціональні можливості самоката і краще підготовлений до ремонту.

Чи можете ви їздити на електричному скутері без використання двигуна?

Ви можете їздити на скутері без використання двигуна. Однак це непрактично і складно.

Для початку, це швидко втомлює, і виробники не завжди рекомендують це робити. Деякі великі самокати мають занадто високо розташовану деку, що ускладнює їзду, особливо якщо ви невисокого зросту.

Крім того, двигуни втулки самоката можуть створювати певний опір, що ускладнює їзду.

Якщо ваш самокат має знімний акумулятор, вам слід придбати другий акумулятор і замінити його, як тільки перший розрядиться. Вам слід уникати їзди на ньому без використання двигуна, оскільки це може зіпсувати його.

Поширені запитання про електродвигуни електросамокатів

Чи мають електричні скутери двигуни?

Електросамокати мають двигуни, і більшість з них мають безщіткові, безредукторні двигуни на задньому колесі. Деякі самокати мають лише один двигун, тоді як інші мають здвоєні двигуни (1 двигун на обох колесах).

Чи мають електричні скутери дросель?

Всі електричні скутери мають дросель. Більшість самокатів мають дросель для вказівного або великого пальця.

Чому мій електросамокат їде повільно?

Часто електросамокат починає повільно їхати, якщо у вас старий або несправний акумулятор із зарядом 0-10%.

Фахівець повинен перевірити ваш самокат, щоб побачити, чи не їде він повільніше, особливо з новим акумулятором, оскільки це може бути несправна проводка або несправний двигун.

Що визначає швидкість електричного скутера?

Швидкість електросамоката визначає двигун. Двигуни з більшою потужністю розвивають більшу швидкість і прискорюються швидше, ніж двигуни з меншою потужністю.

Однак швидкість залежить від інших факторів, включаючи вагу, рельєф місцевості, нахили, розмір коліс тощо.

Чи всі електросамокати мають обмежувач швидкості?

Не всі електросамокати мають певні обмеження швидкості. Однак обмежувачі швидкості необхідні.

У Європі багато органів влади вимагають від виробників встановлювати обмежувачі швидкості, які не дозволяють розвивати швидкість понад 20 або 25 км/год.

Чи можу я зробити свій електросамокат швидшим?

Ви можете зробити свій самокат швидшим за допомогою різних налаштувань. Найпоширеніші трюки включають видалення обмежувача швидкості, додавання акумуляторів та оновлення прошивки.

Однак перед цим слід проконсультуватися з експертом або виробником.

Чи може електроскутер мати 2 двигуна?

Електросамокати можуть мати два двигуни, один в передньому, а інший в задньому колесі.

Скутер часто сконструйований таким чином, що двигун заднього колеса вмикається першим, перш ніж переднє, коли ви починаєте їздити.

Який найпотужніший двигун електричного скутера?

Найпотужніший електричний самокат, який нам вдалося знайти. Dualtron Storm.

Він має два двигуни (безщіткові), які мають загальну потужність 6 640 Вт. Самокат може розвивати швидкість до 59 миль/год (95 км/год) і може вмістити корисне навантаження до 330 фунтів (150 кг).

Схожі статті

Як вибрати електричний скутер: Повний посібник з купівлі електросамоката

Залишити коментар Скасувати відповідь

Останні публікації повідомляють про це оголошення

Все, що ви хочете знати про двигун електроскутера

У 1990-х роках у різних куточках світу були популярні двоколісні самокати-кікери. Діти та дорослі полюбили пристрій для різних цілей. Хороша новина полягає в тому, що цей транспортний засіб знову в тренді протягом деякого часу.

Ключова відмінність полягає в тому, що зараз люди використовують модифіковану форму самокатів, які називаються електричними самокатами. Вони мають однакову конструкцію, наприклад, два колеса, кермо та деку. Однак вони відрізняються, тому що нові моделі моторизовані.

Якщо ви шукаєте більше інформації про електродвигуни для електросамокатів, ваші пошуки закінчилися. Ось вичерпний посібник, який допоможе вам.

Зміст

• Короткий огляд електродвигуна електросамоката
• Потужність двигуна: Що це таке?
• Пояснення діапазону потужності електродвигунів електросамокатів

• 1, Двигун концентратора
• 2. Двигун з ланцюговим приводом
• 3. Щітковий двигун
• 4. Безщітковий двигун
• 5. Сенсорний двигун BLDC
• 6. Бездатчиковий двигун BLDC
• 7. Двигун з редуктором концентратора
• 8. Безредукторні двигуни концентраторів

• Детальні приклади роботи двигуна електричного скутера
• Робота двигуна BLDC

• Потужність двигуна електроскутера
• Рівні потужності в двигунах електричних скутерів
• Пікова потужність проти. Постійна потужність: У чому різниця?
• Що таке крутний момент двигуна в електричних скутерах?

• Що робити, якщо двигун скутера виходить з ладу?
• Чи можна налаштувати характеристики електросамоката в домашніх умовах?
• Чи мають два двигуни з однаковою потужністю однакову продуктивність?

Що таке двигун електричного скутера?

Короткий огляд двигуна електричного скутера

Кожен електричний скутер постачається з двигуном для безперебійної роботи. Зазвичай ви знайдете цю деталь у маточині одного або обох коліс.

Двигун забезпечує живлення коліс, щоб у вас було достатньо сили для руху. Ця деталь також визначає максимальну швидкість, прискорення і загальну продуктивність транспортного засобу.

Потужність двигуна: Що це таке?

Багато людей плутаються, намагаючись зрозуміти потужність двигуна електричного скутера. Однак концепція не є складною, оскільки всі скутери мають номінальну потужність. Це числове значення, яке надається у ватах.

Кожен електричний скутер матиме різну потужність двигуна з різних причин. Споживання електроенергії транспортного засобу визначає це значення. Як правило, електроскутери з великою потужністю також мають більшу потужність.

Потужність. це значення, яке показує, скільки енергії може споживати двигун вашого транспортного засобу. Як правило, двигун буде виробляти високу механічну потужність, якщо ваш скутер використовує більше енергії. Залежність між цими двома величинами прямо пропорційна.

Також краще купувати електросамокат з високою заявленою потужністю. Це тому, що це забезпечить відмінну загальну продуктивність. Наприклад, ваш транспортний засіб буде краще прискорюватися і підніматися на пагорби.

Пояснено діапазон потужності двигунів електричних скутерів

Діапазон потужності двигуна електричного скутера має важливе значення для розуміння. Це дозволить вам отримати транспортний засіб з найкращою максимальною швидкістю та керованістю. Зазвичай ви зустрінете скутери з двигунами потужністю від 250 Вт до 3,000 Вт.

Деякі скутери можуть бути потужнішими, ніж раніше згадані значення. Як правило, асортимент поділяється за типами. Наприклад, бюджетні скутери зазвичай мають потужність двигуна від 250 до 300 Вт. Цей тип в основному підходить для водіїв початкового рівня.

У той же час, преміум-клас, такі як Horizon, мають потужність від 500 до 1000 Вт. Цей тип підходить для людей з певним досвідом водіння скутера. Нарешті, продуктивні електричні скутери мають потужність двигуна від 1,200 до 3,000 Вт. В основному ними користуються просунуті водії.

Всі стандартні електричні скутери поставляються з одним двигуном. Однак високопродуктивний тип має два. Ось чому вони мають надзвичайно високу потужність.

Типи двигунів електричних скутерів

Ось всі типи двигунів, з якими ви можете зіткнутися при покупці електросамоката:

1, двигун концентратора

Більшість електричних скутерів, з якими ви зіткнетеся в сучасну епоху, матимуть один або два втулкові двигуни. Як випливає з назви, ця частина буде розташована в маточині (маточинах) колеса транспортного засобу. Найкраще те, що цей тип легкий і простий.

Двигун маточини також має низькі виробничі витрати. Ось чому скутери цього типу відносно недорогі. Крім того, система цієї частини також не є складною, тому цей двигун не часто стикається з технічними проблемами.

• Енергоефективна конструкція
• Дешевше, ніж інші типи
• Проста система
• Легко ремонтувати та обслуговувати
• Нижча здатність до підйому та максимальна швидкість через відсутність передач
• Пропонує менший крутний момент
• Заміна спущеної шини буде складною через двигун маточини

Двигун з ланцюговим приводом

Цей тип також називають двигуном середнього приводу. Тому ви ніколи не повинні плутатися, коли бачите, що ці два терміни взаємозамінні. Головною особливістю цього типу є те, що він не знаходиться в колесі. Замість нього в деці ви знайдете двигун з ланцюговим приводом.

Цей двигун розвиває потужність у своєму регіоні розташування та передає її на колеса. Ланцюги та шестерні допомагають з транспортуванням. Зазвичай ця частина приводить у рух кривошип самоката, а не його шини.

Збільшує потужність транспортного засобу. Основне призначення двигуна з ланцюговим приводом полягає в тому, що він допомагає вам максимізувати переваги передачі самоката.

• Пропонує більше потужності
• Високий діапазон
• Простота в обслуговуванні
• Спрощує пошук та усунення несправностей
• Покращує керованість скутера
• Зазнає деяких втрат енергії через тертя
• Важко ремонтувати
• Обслуговувати двигун складно

Щітковий двигун

Перш ніж зануритися в специфіку цього типу, слід зазначити, що електросамокати можуть мати щіткові або безщіткові двигуни. Вони обидва є двигунами постійного струму, але відрізняються за принципом роботи. Перший працює механічно, а другий. електрично.

Щіткові двигуни існують з початку 1800-х років. Це одна з найстаріших технологій, з якою ви зіткнетеся. Головною особливістю цієї частини є те, що вона виробляє потужність через два електромагніти. Один з них нагадує порожній циліндр і є більшим.

Тим часом другий магніт знаходиться всередині більшого і створює магнітні поля між ними. Це використовується для виробництва енергії, яка потім передається на колеса. Щітковий двигун транспортує струм через графітові / вуглецеві щітки. Це причина назви цього типу.

Більшість електричних скутерів в наші дні мають безщіткові двигуни. Це тому, що вони надають більше переваг, оскільки є новітньою технологією.

• Старі технології
• З часом зношується
• Це стає небезпечним після тривалого використання
• Виробництво в цю епоху обмежене

Безщітковий двигун

Цей тип також відомий у галузі як BLDC. Головною особливістю цього двигуна є те, що він виготовлений за останніми технологіями. Тому деталь має простіший механізм роботи. Крім того, він також не використовує щітки для передачі струму.

У цьому типі замість механічних електромагнітів використовується цифрова схема. Потужність також чергується між котушками двигуна для ефективного функціонування. Більшість скутерів у цю епоху матимуть двигун BLDC замість щіткової частини.

• Краще співвідношення потужності до ваги
• енергоефективні
• Працює безшумно
• Він не перегрівається часто
• Висока надійність

Сенсорний двигун BLDC

Двигуни BLDC бувають з датчиками та без датчиків. Ключовою особливістю всіх безщіткових частин є те, що вони отримують живлення від ESC (електронний контроль швидкості). Зазвичай для управління потрібна інформація про положення ротора для плавного прискорення двигуна.

Сенсорний BLDC містить вбудовані деталі, які називаються датчиками ефекту Холла. Контролер використовує їх для визначення положення ротора та підтримки оптимальної швидкості. Датчики надсилають інформацію до ESC, щоб він знав положення ротора.

Як тільки ESC розуміє інформацію, він миттєво починає синхронізацію з нульових обертів. Датчики відіграють невід’ємну роль у роботі цього типу двигуна. Якщо вони вийдуть з ладу, контролер не отримає необхідної інформації.

Зазвичай потужність передається на двигун через три дроти, відомі як фази. Ці фази повинні бути в гармонії, щоб скутер міг працювати без проблем. Коли датчики виходять з ладу, кабелі будуть розсинхронізовані, і двигун застрягне.

• Створює більший крутний момент на нижчих швидкостях
• Відмінна продуктивність
• Широко використовується для транспортних засобів, які потребують більшого крутного моменту на низьких швидкостях
• Застосування включало електричні скутери, радіокеровані машини та багато іншого
• Несправність датчика призведе до того, що двигун застрягне і видасть скреготливий звук
• BLDC без датчиків не працюватиме з контролером цього типу
• Переважно корисно для автомобілів з високими потребами в крутному моменті

Двигун без датчиків BLDC

Бездатчикові BLDC. це просто двигун без щіток і датчиків. Ця частина не містить ефекту Холла або інших датчиків для контролю положення ротора. Натомість контролер використовує різні механічні методи для отримання необхідної інформації.

Один із найкращих способів, за допомогою якого бездатчиковий контролер BLDC знає положення ротора. це зворотна ЕРС двигуна. Зворотна електрорушійна сила. це просто напруга, що виробляється двигуном. Цей механізм широко розповсюджений у генераторах.

Головною особливістю бездатчикових двигунів BLDC є те, що вони використовуються в транспортних засобах з низькими потребами в крутному моменті. Наприклад, ви можете знайти цю частину в декількох човнах. Крім того, багато літаків також мають цей двигун для плавного польоту. Цей тип також буде працювати лише в транспортних засобах з бездротовим контролером BLDC.

• Довший термін служби завдяки відсутності датчиків на основі ефекту Холла
• надійний в деяких випадках
• Найкраще підходить для потреб з низьким крутним моментом
• Надає інформацію про положення ротора лише тоді, коли скутер рухається, оскільки в нерухомих транспортних засобах зворотна електрорушійна сила не створюється
• складна структура

Редукторний двигун-концентратор

Двигуни концентратора бувають з редуктором і без редуктора. В основному використовуються в електровелосипедах, але ті ж самі відмінності та принципи застосовуються і до електросамокатів. Тож давайте спочатку обговоримо мотор з редуктором.

Життєво важливою особливістю цього типу двигуна є те, що він має набір шестерень поза маленьким двигуном. Деталь знаходиться всередині корпусу, а шестерні залишаються зовні. Цей тип двигуна порівняно менший за інші версії концентраторів і порівнюється з двигунами для скелелазіння.

Двигун генерує енергію всередині корпусу і передає її на колеса через систему передач. Зазвичай цей тип менш потужний, ніж інші двигуни. Однак механізм робить цю частину більш ефективною.

Редукторна система також вирішує загальні проблеми з крутним моментом і заохочує слабкий двигун виробляти більше потужності. Ще одна перевага цього типу полягає в тому, що він пропонує більший діапазон.

• Великий радіус дії
• Висока вихідна потужність
• Підтримує хорошу швидкість
• Високоефективний

Безредукторні втулкові двигуни

Останній тип двигуна, який ви можете зустріти в електросамокатах. це безредукторний двигун втулки. Їх також називають деталями з прямим приводом і використовують електромагніти, щоб змусити скутер рухатися вперед. Перш за все, слід зазначити, що вісь. це частина, яку двигун змушує обертатися, щоб обертати колесо.

Електромагніти змушують вісь рухатися так, щоб самокат міг працювати плавно. Головною особливістю двигунів з прямим приводом є проста внутрішня структура.

Двигун має лише дві основні частини, які називаються ротор і статор. Вони автоматично обертаються з одного боку компонента. Основна перевага безредукторного типу полягає в тому, що вони також пропонують варіанти рекуперативного гальмування. Цей двигун також називають швидкісним двигуном.

• Вищі максимальні швидкості
• Кращий кут підйому на пагорб
• Ефективно підтримує швидкість
• Забезпечує гальмівні функції
• Загальна ефективність низька
• Це робить скутер важким, оскільки розмір двигуна більший
• Швидко зношується в режимі “стоп і їдь

Як працює двигун електричного скутера?

Двигун електросамоката працює, використовуючи інформацію, надану компонентом, який називається контролером. Ця частина присутня у всіх електросамокатах для ефективної роботи. По-перше, вам потрібно натиснути на дросель на кермі транспортного засобу.

Контролер сигналізує двигуну самоката про роботу, коли ви натискаєте на педаль газу. Після цього компонент буде використовувати енергію від акумулятора для виробництва енергії і змусить колеса рухатися.

Детальні приклади роботи двигуна електричного скутера

Раніше згаданий опис. це простий огляд роботи двигуна. Однак механізм суттєво відрізняється залежно від типу двигуна. Ось чому ви можете шукати вичерпний опис.

Отже, ось приклад того, як працюють безщіткові безредукторні двигуни постійного струму. Це найпоширеніший тип, який ви зустрінете в електричних скутерах.

Робота двигуна BLDC

Зазвичай безредукторний двигун містить циліндри статора і ротора. Один з них знаходиться всередині іншого компонента. Ротор. це зовнішня частина і постійний магніт. Тим часом статор. це внутрішній циліндр і має мідну котушку.

Двигун працює за допомогою механізму взаємодії між електромагнітом і постійним магнітом.

Коли на мідну котушку подається постійний струм, вона стає під напругою, і ця енергія котушки змушує статор і ротор притягуватися один до одного, ротор починає обертатися.

Коли ротор обертається, котушка під напругою втрачає свою енергію, але її сусідня котушка отримує енергію.

Процес повторюється безперервно, щоб ротор не припиняв обертатися, забезпечуючи безперебійну роботу двигуна та генеруючи достатню потужність для руху коліс.

Технічні характеристики, які потрібно знати про двигун

Найкращий спосіб зрозуміти якість. це знати технічні характеристики двигуна. Як правило, більшість виробників вказують потужність як основну метрику. Це значення є найкращим способом визначити можливості двигуна.

Крім того, напруга двигуна. ще одна функціональна специфікація, представлена у вольтах.

Ви також зустрінете обертів або обертів за хвилину. Зазвичай компанії перераховують цю метрику, використовуючи її абревіатуру, RPM.

Крутний момент також є корисною характеристикою, яка вимірюється в ньютон-метрах (Нм).

Потужність двигуна електричного скутера

Як ми вже згадували, потужність двигуна. це найкращий спосіб зрозуміти його можливості. Це значення визначає різні експлуатаційні характеристики вашого скутера.

Це також суттєво впливає на деякі речі. Ось характеристики, які визначає і на які впливає потужність двигуна:

• Максимальна швидкість електричного скутера
• Максимальний кут нахилу, який може подолати ваш транспортний засіб
• Максимальна вага, яку може витримати електросамокат
• Запас ходу транспортного засобу

Рівні потужності в двигунах електричних скутерів

Потужність дорослих електросамокатів коливається від 80 до 12 000 Вт. Цей діапазон визначає максимальну швидкість, яку може розвинути ваш самокат. Якщо вам потрібен більш швидкий велосипед, вам слід вибрати модель з високим рівнем потужності.

Більшість стандартних міських електросамокатів мають потужність від 200 до 500 Вт. Ці моделі найкраще підходять для людей з обмеженим бюджетом. Максимальна швидкість для цього типу становить від 25 км / год до 35 км / год. як правило, половина електросамокатів сьогодні мають такий діапазон.

Однак важкі скутери, які використовуються переважно для спортивних змагань та їзди по бездоріжжю, мають два двигуни. Вони варіюються від 1,200 до 3,000 Вт. Цей діапазон для кожного двигуна в цьому типі самокатів, а не сукупний показник.

Ось інші поширені рівні потужності, які ви повинні знати:

Рівень потужності	Максимальна швидкість
250 Вт	25 км/год або менше
350 Вт	від 25 до 35 км/год
500 Вт	від 40 до 60 км / год
1000 Вт	50 км / год і більше

Найпотужніша модель електросамокату на сучасному ринку. Rion2 RE90. Ця модель має двигун з піковою потужністю близько 12 000 Вт. Самокат може розвивати швидкість до 160 км/год. Ця особливість робить цю модель найшвидшим електросамокатом у світі.

Однак бренди можуть вводити вас в оману, повідомляючи про різні рівні потужності. Ось чому ви повинні розуміти поняття пікової потужності. Це дозволить вам зробити справедливе реальне порівняння. порівняння пікової потужності.

Пікова потужність проти. Стала потужність: У чому різниця?

Потужність, яку генерують електродвигуни електросамокатів, залежить від різних факторів. До них відносяться температура двигуна, зовнішнє середовище, дорожні перешкоди та багато іншого. Температура компонента значно впливає на його продуктивність. Зазвичай двигун стає менш ефективним, коли він перегрівається.

Ви повинні розуміти, що пікова потужність. це максимальна потужність, яку двигун може розвивати протягом невизначеного часу до перегріву. В ідеальному світі без перешкод на дорозі та за оптимальної температури скутер працюватиме на повну потужність. Ось на що вказує пікова потужність.

Звичайно, ми не живемо в ідеальному світі. Ось чому використання пікової потужності як метрики вводить в оману. Зазвичай, рівень, який ваш скутер споживає на дорозі, є його реальною або постійною потужністю. Фактичне значення в основному становить від 30% до 90% від пікового показника.

В середньому, реальна потужність більшості скутерів становить 57% від пікового значення. На жаль, більшість брендів вказують пікові значення в своїх специфікаціях, щоб ввести покупців в оману. Вони також не згадують термін “пік”, тому ви ніколи не можете точно знати, на що вказує значення потужності.

Безперервна або постійна потужність. кращий показник, який допоможе вам прийняти рішення при покупці електросамоката. Це максимальна потужність, яку може споживати ваш автомобіль під час роботи протягом невизначеного часу. Це значення вказує на те, скільки енергії двигун самоката може обробляти безперервно.

Що таке крутний момент двигуна в електричних скутерах?

Крутний момент двигуна. це сила обертання, яку створює двигун вашого скутера, щоб обертати колесо і допомагати вам рухатися вперед. У деяких країнах, таких як Великобританія, ця величина вимірюється за британською системою в фунт-футах (lb-ft).

Тим часом, США та інші північноамериканські країни використовують систему одиниць СІ. Це означає, що одиницею виміру для цих параметрів є ньютон-метри (Нм). Крутний момент відіграє важливу роль у визначенні максимальної швидкості та кута нахилу вашого самоката.

Крім того, крутний момент також визначає кількість роботи, яку може виконати двигун електроскутера. На жаль, більшість брендів не надають цю корисну метрику в своїх специфікаціях. Однак ви все одно можете розрахувати його за допомогою простої фізичної формули.

Зазвичай, вам слід помножити потужність транспортного засобу на кількість обертів на секунду. Простіше кажучи, крутний момент = RPS x потужність.

Чому не слід використовувати потужність двигуна для визначення ефективності скутера?

Багато хто з вас, можливо, розглядає лише двигун, купуючи електричні скутери. Однак ця частина не розповідає вам всієї історії. Щоб прийняти обґрунтоване рішення про покупку, вам доведеться врахувати й інші фактори.

Потужність двигуна або ват вказує лише на те, скільки енергії може споживати компонент. Як правило, двигун, який використовує велику кількість енергії, швидко виробляє більше механічної потужності. Це означає, що деталь матиме високу потужність.

Зазвичай, більша потужність означає, що самокат буде швидше розганятися, витримувати більшу максимальну вагу, швидше рухатися і легше підніматися на пагорби. Однак це значення не скаже вам про ефективність двигуна. Ось чому потужність. не найкращий показник для визначення продуктивності електросамокатів.

Ніколи не слід очікувати, що двигуни з однаковою потужністю матимуть однакову продуктивність. Це тому, що один з них може бути більш ефективним. Наприклад, два двигуни потужністю 250 Вт будуть споживати однакову електроенергію. Однак це не означає, що їх потужність і ефективність будуть однаковими.

Тест ESG підтвердив цей висновок. У дослідженні Xiaomi M365 з безперервною потужністю 250 Вт порівнювали з двигунами XR Ultra і Segway Ninebot ES. Обидві моделі мали потужність 300 Вт.

Однак результати показали, що Xiaomi M365 швидший за інші самокати. Він подолав 15 миль на годину за 6.3 секунди. Тим часом XR Ultra подолав ту ж відстань за 7.8 секунд, а у моделі Segway. 7.1 секунда.

Отже, ви повинні мати на увазі, що потужність двигуна ніколи не дасть вам точного показника продуктивності. Більшість брендів також не згадують про ефективність транспортного засобу в специфікаціях, і ви не можете її розрахувати.

Сьогодні більшість електросамокатів мають максимальний коефіцієнт корисної дії не більше 50-60. Тому не варто використовувати потужність для прямого порівняння між двома самокатами.

Найкращий спосіб зробити справедливе порівняння. це врахувати інші фактори. Наприклад, ви повинні враховувати потужність двигуна, максимальну швидкість і прискорення, щоб отримати краще уявлення.

Як двигун впливає на інші компоненти електросамоката?

Двигуни з високою потужністю збільшують розмір акумулятора вашого скутера. Це означає, що модель буде важчою, ніж ті, що мають низьку потужність. Крім того, більші акумулятори також означають, що самокат буде заряджатися довше.

Крім того, ви повинні переконатися, що тип двигуна та тип контролера однакові. Наприклад, безсенсорний двигун BLDC буде працювати тільки в пристрої з безсенсорним контролером BLDC.

Фактори, які слід враховувати при виборі типу двигуна для електросамоката

Вам потрібен електричний скутер для щоденних поїздок на роботу? Якщо так, то не варто обирати модель з потужністю менше 300 Вт. Це тому, що ви не зможете їздити по крутих пагорбах.

Крім того, низька потужність також означає, що ваш самокат не буде добре працювати на пересіченій місцевості. Ще одна річ, яку слід враховувати при виборі типу двигуна. це ваша вага. Якщо ви маєте велику вагу, вам слід придбати самокат з великою потужністю.

Як правило, висока номінальна потужність гарантує, що скутеру знадобиться більша батарея. Це сприяє збільшенню ваги транспортного засобу та збільшує його максимальну вантажопідйомність.

ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ

Тут ви знайдете відповіді на найпоширеніші запитання про двигуни електросамокатів:

Що робити, якщо вийшов з ладу двигун електросамоката?

Двигун. найнадійніша частина електросамоката. Якщо він не обертається, можливо, у вашого транспортного засобу проблема з акумулятором. Проблема з контролером також може призвести до виходу з ладу вашого двигуна. Зазвичай, перевірку самоката повинен здійснювати технічний спеціаліст.

Чи можу я налаштувати продуктивність свого електросамоката в домашніх умовах?

У сучасну цифрову еру ви можете легко знайти хаки для налаштування контролера вашого самоката та покращення його продуктивності. Однак такі налаштування зменшують час автономної роботи вашого транспортного засобу. Це також зменшить максимальну відстань, яку ви можете проїхати. Тому, хоча ви можете налаштувати самокат, робити це не рекомендується.

Чи мають два двигуни однакової потужності однакову продуктивність?

Номінальний діапазон постійної потужності. чудовий спосіб визначити продуктивність вашого самоката. Однак він не підходить для порівняння двох різних моделей. Це пов’язано з тим, що механічна потужність обох самокатів буде змінюватися в залежності від різних факторів.

Яскравим прикладом, який допоможе вам зрозуміти, є наш тест між самокатами Turboant X7 Pro та Apollo Light. Обидві моделі мають потужність 350 Вт. Однак останній може розвивати максимальну швидкість до 36 км / год. Тим часом, максимальна швидкість X7 Pro. 31.4 км / год.

Крім того, Apollo Light може подолати відстань від 0 до 15 миль/год за 5 секунд. Тим часом іншому самокату потрібно 7.3 секунди для подолання однакової відстані. Тому ніколи не слід вважати дві моделі з однаковою потужністю однаково ефективними.

Зазвичай, щоб отримати уявлення про ефективність, слід враховувати різні фактори. Наприклад, ви повинні розуміти прискорення, максимальну швидкість та потужність двигуна кожного скутера.

Останні слова

Це все, що потрібно знати про двигуни електросамокатів. Купуючи найкращу модель, ви повинні враховувати різні фактори, щоб прийняти обґрунтоване рішення. До них відносяться потужність двигуна, максимальна місткість самоката, вага та багато іншого.

Розібравшись у системі двигуна електросамоката, ви зможете легко вибрати відповідну модель для поїздок на роботу або для перегонів. Тож обов’язково уважно прочитайте цей посібник.

Як перевести велосипед на електрику | Пояснено комплекти для переобладнання електричних велосипедів

Найкращі комплекти для переобладнання електровелосипедів дозволять вам просто і відносно дешево додати двигун до вашого існуючого велосипеда. принаймні, порівняно з ціною покупки цілого нового електровелосипеда.

Існує все більша кількість комплектів для переобладнання електровелосипедів, і вони стають все більш досконалими та легшими у встановленні на ваш велосипед, що робить їх практичною альтернативою новому спеціальному електричному велосипеду. Комплект для переобладнання електровелосипеда включає в себе двигун, який рухатиме вас, та акумулятор для його живлення. Він також повинен включати в себе пристрій для контролю рівня вихідної потужності. Зазвичай це має вигляд дисплея, встановленого на панелі.

Крім того, до комплекту входять датчики, які визначають швидкість руху та рівень натискання на педалі, щоб забезпечити відповідність потужності, що подається, вашим потребам. Ми протестували кілька комплектів для переобладнання електровелосипедів тут, на BikeRadar, але є ще багато інших, які нам ще належить спробувати. Повний тест найкращих комплектів для переобладнання електровелосипедів у роботі. слідкуйте за новинами. Якщо ви хочете отримати більш детальну інформацію про різні типи комплектів і про те, що потрібно враховувати при покупці комплекту для переобладнання електровелосипеда, перейдіть до нашого пояснювального матеріалу нижче на цій сторінці.

Найкращі комплекти для переобладнання електровелосипедів 2022 року: наш вибір

Комплект для перетворення електричного велосипеда Switch

Swytch каже, що їхній комплект для переобладнання велосипедів може перетворити будь-який велосипед на електровелосипед. Стен Портус / Наші ЗМІ

• Переваги: Дуже компактний; простий в установці; різноманітність варіантів дальності пробігу
• Недоліки: тільки передня вісь з різьбленням 100 мм; не сумісна з наскрізними осями

Лондонська компанія Switch виготовляє комплект для переобладнання, який, за їхніми словами, є найлегшим у світі. загальна вага становить 3 кг. Він може перетворити будь-який велосипед на електровелосипед.

Комплект включає в себе безщітковий двигун з обертовим моментом 40 Нм на втулці, який попередньо вмонтовується в змінне переднє колесо. Літій-іонний акумулятор підключається до керма, а також виконує функції контролера системи та рідкокристалічного дисплея.

Це датчик каденції, що встановлюється на шатун, і це все, що вам потрібно, щоб почати їздити на велосипеді.

Існує також спеціальний комплект для Brompton з адаптером для переднього багажника Brompton.

Залежно від бажаного запасу ходу, доступні три розміри акумуляторних батарей, які забезпечують заявлений запас ходу 35 км, 50 км або 100 км.

Нещодавно Swytch представив ще більш компактний комплект з акумулятором, який важить всього 700 г і, за словами Swytch, забезпечує 15 км пробігу.

Останні пропозиції

Комплект для переобладнання електровелосипеда Cytronex

Cytronex виготовляє комплекти для переобладнання електричних велосипедів для Bromptons, а також стандартних велосипедів. Рассел Бертон / Immediate Media

• Плюси: Розумна сенсорна технологія; пристойний діапазон
• Мінуси: Небагато інформації про рівень заряду акумулятора та запас ходу

Вагою від 3 до.2 кг і 3.6 кг, комплект для переобладнання Cytronex ebike. це ще одне переобладнання переднього колеса для розміщення електродвигуна, але в цьому випадку батарея розроблена таким чином, щоб поміститися в стандартному відсіку для пляшок.

Ми протестували комплект на гібридному велосипеді Cannondale Quick і вважаємо, що перетворення займає близько 30 хвилин. Рівень заряду відображається за допомогою світлодіодів на акумуляторі, де також знаходиться контролер системи. Ми проїхали 48 миль на одному заряді.

Ми також протестували комплект на легкій папці Brompton P Line, де загальна вага виявилася меншою, ніж у Brompton Electric на базі C Line. Встановіть його на C Line, і він також дешевший, ніж Brompton Electric.

Комплекти для перетворення електричних велосипедів: пояснюються різні типи

Набори для перетворення електричних велосипедів бувають різних стилів, які підходять для всіх типів велосипедів. Рассел Бертон / Immediate Media

Існує кілька способів електрифікувати існуючий велосипед для допомоги на пагорбах: ви можете встановити колесо з електроприводом, переднє або заднє; ви можете прикріпити привід до нижнього кронштейна; ви можете встановити двигун над заднім колесом і приводити його в рух за допомогою тертя; або, що найхитріше, ви можете заховати двигун в підсідельному штирі.

Незалежно від того, чи ви їздите на гібридному, гірському, шосейному велосипеді, чи навіть на папці, турі або гравійному велосипеді, у вас повинна бути можливість переобладнати свій велосипед.

Багато з них навіть може встановити компетентний домашній механік, якщо ви відчуваєте себе вправним і маєте вільний час у другій половині дня.

Отже, які у вас є варіанти? Давайте розглянемо різні способи перетворення вашого велосипеда без допоміжних пристроїв на електровелосипед.

Колеса для електровелосипедів з приводом

Swytch є гарним прикладом легкодоступного універсального комплекту для переобладнання велосипеда в електровелосипед, який використовує двигун на передній втулці. Перемикач

Встановлення колеса на електровелосипед з електроприводом, мабуть, є найбільш практичним варіантом для багатьох людей.

Колесо електровелосипеда з електроприводом побудовано навколо спеціальної втулки, яка містить двигун. Зазвичай вони живляться від окремого акумулятора.

Звучить просто, але головним недоліком є те, що воно додає велосипеду обертову масу, яку важче розігнати, ніж не обертову.

На Amazon і eBay є постійний потік комплектів для переобладнання передніх і задніх коліс, всі вони виглядають підозріло схожими, коштують від 150 фунтів стерлінгів і мають назви, про які ви, ймовірно, ніколи не чули.

Будьте обережні з системами, керованими дросельною заслінкою (також званими “твіст енд гоу”). Юридично вони класифікуються як електровелосипеди, а не електровелосипеди, і повинні оподатковуватися та страхуватися. Погляньте на наш путівник по законам про електровелосипеди для отримання додаткової інформації.

Комплект для переобладнання заднього фрикційного приводу в електровелосипед

Читачі певного віку, можливо, пам’ятають більш ранні втілення цих пристроїв у 1980-х/90-х роках: коробка, яка встановлювалася на заднє колесо і приводила його в рух за рахунок тертя з гумовим маховиком, що приводився в рух двигуном.

Ідея не зникла, і живе в таких пристроях, як Rubbee, який обіцяє електричну допомогу майже для будь-якого велосипеда, що кріпиться на болтах.

Базова модель Rubbee має заявлену вагу всього 2.8 кг, з запасом ходу 16 км, який можна збільшити до 48 км за допомогою топової версії вагою 4 кг.

Він працює з будь-яким діаметром колеса від 16 до 29 дюймів, має інтегровану ручку для перенесення і кріпиться на підсідельний штир і знімається з нього. від 579 євро.

Прихований комплект для перетворення ebike

Vivax Assist сховав двигун у підсідельній трубі рами і подає живлення безпосередньо на вісь кривошипа. Vivax

[/ NOEDIT]

Тепер ми переходимо до стриманого способу зробити це. сховати двигун всередині велосипеда, щоб ніхто не знав, що він там є.

Vivax Assist був найвідомішим пристроєм для цього, хоча компанія зараз припинила свою діяльність. Саме таку систему використовувала бельгійська велогонщиця Фемке Ван ден Дрісше у 2016 році, щоб прокласти собі шлях до перемоги на домашньому чемпіонаті. Її викрили на наступних перегонах, вона отримала шестирічну дискваліфікацію і покинула гонки.

Vivax Assist, можливо, вже не існує, але ми вважаємо, що ця ідея все ще актуальна. принаймні для початківців у циклокросі.

Набір для переобладнання середньопривідного ебайку

eBay та Amazon переповнені наборами для переобладнання електровелосипедів із середньопривідним двигуном, такими як цей від TongSheng. TongSheng

Багато доступних у продажу електровелосипедів приводяться в рух за допомогою двигунів, встановлених навколо нижнього кронштейна, біля педалей.

Їх перевага полягає в тому, що вони дозволяють розмістити вагу нижче на велосипеді, що робить його більш стійким.

Це не просто готовий варіант. ви також можете придбати на вторинному ринку комплекти для переобладнання з середнім приводом.

Bafang. бренд, який все більше фокусується на повних електровелосипедах, але він також пропонує на Amazon комплект для переобладнання середнього приводу, а також двигуни на втулках коліс.

За словами Бафанга, за ціною від 360 фунтів стерлінгів, перетворення легко встановити, використовуючи лише кілька інструментів, щоб зняти нижній кронштейн і встановити привід на передню частину нижньої трубки.

Як зазначено вище, будьте обережні з комплектами з дросельною заслінкою, які не відповідають британським правилам щодо електровелосипедів і юридично вважатимуться мопедом.

На Amazon ви також знайдете інші системи з середнім двигуном, наприклад, від TongSheng, які, як стверджується, підходять для 95% стандартних велосипедних рам і на 30% легші, ніж Bafang.

Він використовує датчик крутного моменту, тому повинен підпадати під правила для електровелосипедів, і коштує від 350 фунтів стерлінгів. хоча це не включає батарею.

Німецький бренд Pendix пропонує систему середнього приводу вартістю від €999 до €2190 і вагою від 5.4 кг на 28 км пробігу. Вона замінює нижній кронштейн BSA і може бути встановлена як на складні велосипеди, так і на широкий спектр звичайних машин.

Набір для перетворення складного ебайку

Електричне перетворення Brompton від Electric Concepts. це один з багатьох комплектів, доступних для електрифікації існуючого Brompton. Електричні концепції

Що робити, якщо у вас є складаний велосипед і ви хочете приєднатися до електричної революції?

Якщо у вас є Brompton, є хороша новина. є кілька комплектів для переобладнання на ебайк. Вони, як правило, працюють з втулкою на передньому колесі та акумулятором, що знаходиться в сумці, встановленій спереду.

Як зазначалося вище, Swytch та Cytronex можуть бути використані для переобладнання Brompton. Вартість комплекту для Brompton від Swytch становить 999 фунтів стерлінгів, хоча на сайті іноді доступні знижки до 50 відсотків.

Як і у випадку з іншими системами, тут є двигун передньої втулки колеса, блок живлення на кліпсі та датчик крутного моменту на нижньому кронштейні. Запас ходу. до 50 км.

Swytch також виготовлятиме колеса для папок з іншими розмірами коліс та різною шириною вилки, як, наприклад, для моделей Dahon.

Чи законні комплекти для перетворення електричних велосипедів?

Якщо ваш електровелосипед використовує дросель, він технічно класифікується як мопед, і повинен оподатковуватися і страхуватися як такий. Саймон Бромлі / Our Media

Більшість комплектів для переобладнання електровелосипедів можна законно встановлювати на велосипед, хоча точні правила відрізняються залежно від того, де ви живете.

У більшості країн світу потужність електродвигуна не повинна перевищувати 250 Вт безперервної потужності, за винятком випадків, коли електровелосипед використовується лише на приватній території.

Ви також повинні крутити педалі, щоб двигун працював. дросель може працювати лише на низьких швидкостях, і допомога повинна відключатися, як тільки швидкість перевищує 25 км/год. Може існувати мінімальний вік для їзди на електровелосипеді: у Великій Британії. 14 років.

Правила відрізняються в США, де більша потужність і вища швидкість зазвичай є законними, в той час як в Австралії також є деякі варіанти, тому перед покупкою варто перевірити, чи є ваш комплект для переобладнання електричного велосипеда законним там, де ви живете.

Чи варто переобладнати електровелосипед?

Комплект для переобладнання електровелосипеда коштує недешево, тому ви повинні бути впевнені, що він вам підійде.

Щоб виправдати використання комплекту, вам потрібно мати велосипед-кандидат у пристойному стані.

Якщо вам доведеться купувати велосипед, на який можна буде встановити комплект, або вам потрібно буде зробити багато ремонтних робіт, щоб зробити ваш велосипед придатним для їзди, загальна вартість, ймовірно, буде не набагато дешевшою, ніж купівля цілого електричного велосипеда.

Ви повинні бути впевнені, що зможете встановити комплект самостійно. Якщо вам доведеться платити магазину за встановлення двигуна або вирішувати проблеми, якщо переобладнання піде не так, ваші заощадження на купівлю нового електровелосипеда можуть швидко вичерпатися.

Варто також зазначити, що комплект для переобладнання електровелосипеда може вплинути на керованість вашого велосипеда, особливо якщо важкий двигун і акумулятор встановлені там, де велосипед не призначений для їх перенесення.

Компоненти трансмісії можуть бути недостатньо посилені для додаткової потужності, яку вони повинні передавати, і можуть зношуватися або ламатися. Такі фактори, як крутний момент на кермі, можуть бути проблемою, а кабелі та датчики можуть бути непривабливими.

На відміну від цього, якщо ви купуєте готовий електровелосипед від відомого бренду, він буде сконструйований з урахуванням двигуна та акумулятора, і ви знатимете, як виглядає готовий продукт.

Чи можна перетворити будь-який велосипед на електровелосипед?

Існують конструкції комплектів для перетворення електричних велосипедів, які будуть працювати практично з будь-яким типом велосипедів. Існують комплекти, розроблені спеціально для певних велосипедів, наприклад, комплекти для переобладнання складних велосипедів, про які ми говорили вище.

Таку конструкцію, як Rubbee, можна встановити на більшість велосипедів. Однак знос шин може бути проблемою для шосейного велосипеда з вузькими шинами, а також зчеплення між ведучим колесом електродвигуна і шиною в мокру погоду може бути проблемою.

Але деякі комплекти, наприклад, ті, що працюють з певною конфігурацією нижнього кронштейна, можуть не підходити для деяких велосипедів. Незвичайний розмір колеса також може обмежити доступні варіанти, тому варто перевірити сумісність запланованого вами рішення перед покупкою.

• Whatsapp
• Reddit
• Написати другу

Вступ: Зробимо власний мініатюрний електричний двигун-хаб

Електричні приводні двигуни представляють собою ефективний метод забезпечення руху для транспортних засобів, які інакше не були спроектовані з ведучими колесами.

Тобто, вони чудово підходять для злому та перетворення електромобілів. Вони компактні та модульні, не потребують підтримки обертових осей від основного транспортного засобу і можуть бути спроектовані навколо транспортного засобу, який буде приводитися в рух. Електричні втулкові електродвигуни постійного струму фактично використовувалися в одних з перших електричних (і гібридних електричних) автомобілів.

Вони також не такі складні та містичні, як можна було б подумати. Поява мого проекту RazEr, самоката Razor зі спеціальним електричним перетворенням, викликала багато запитань у любителів електромобілів, які прагнуть побудувати власні безщіткові втулкові двигуни. Досі у мене не було жодного колективного ресурсу, на який я міг би направити когось, і я не був достатньо впевнений, щоб зрозуміти, що я насправді побудував, щоб написати про це для інших хакерів.

Отже, я спробую показати, що безщітковий двигун постійного струму з постійними магнітами на втулках насправді відносно легко спроектувати і побудувати для любителів, якщо не брати до уваги міркування доступу до ресурсів. Спочатку я розкрию деякі деталі теорії безщіткових двигунів постійного струму в застосуванні до втулкових двигунів. Я надам деякі думки та вказівки щодо механічної конструкції самого двигуна та способів отримання основних компонентів. Нарешті, я коротко розповім про способи керування вашим новоствореним джерелом руху. Структура цієї інструкції призначена для першого прочитання. тому що вона передає теорію та поради більше, ніж конкретні інструкції щодо створення одного конкретного двигуна.

Це призначено для базової грунтовки безщіткових втулкових двигунів постійного струму. Буде використано багато припущень, ярликів, а також правил індустрії радіокерованого хобі та ручних хвиль. Інформація цілеспрямовано не має академічного характеру, якщо немає способу уникнути цього. Ми не ставимо за мету розробити двигун з ККД вище 95% в діапазоні потужності в тисячу обертів за хвилину, не виграти наступний конкурс електричних польотів і не спроектувати двигун, який буде працювати на постійній потужності протягом наступних 10 років в промисловому процесі. Теоретики двигунів відвертають очі твої.

Я припускаю, що для пояснення фізики двигуна ви повинні бути знайомі з основними поняттями електромагнетизму.

Нижче наведено детальну схему прототипу двигуна, який я зараз розробляю і будую. Давайте відразу прояснимо деяку лексику та номенклатуру. Банка (або корпус) містить кругове розташування магнітів (електрично званих полюсами) і підтримується з одного або обох кінців торцевими заглушками. Весь цей обертовий вузол є ротором. Зсередини статор. це спеціально сформований шматок ламінованого заліза (станина), який на своїх виступах (зубцях) утримує обмотки (або котушки), виготовлені з витків магнітопроводу. Він жорстко закріплений на валу (вісь, що не обертається), який також містить підшипники для роторного вузла.

Крок 1: Міркування щодо проектування двигуна з втулкою

Чи є втулковий двигун правильним вибором для вашого електромобіля? Дайте відповідь на ці кілька простих запитань.

Прочитайте ці кілька порад, які висвітлюють деякі конструктивні компроміси та міркування, пов’язані з використанням маточинних електродвигунів! Вони не є ідеальним рішенням для всіх проблем приводу, і деякі з недоліків продиктовані законами фізики.

Двигуни маточини за своєю природою важчі та громіздкіші, ніж ведучі колеса.

Поки ми масово не створимо чарівні надпровідники з вуглецевих нанотрубок, двигуни. це, по суті, шматки сталі та міді, які є дуже важкими елементами. Що станеться, якщо збільшити вагу колеса вдвічі або втричі?втричі. це різке збільшення тягового зусилля e непідресорена маса транспортного засобу, або маса, яка не утримується підвіскою. Для тих, хто знайомий з конструкцією підвіски транспортного засобу, непідресорена вага негативно впливає на їзду та комфорт транспортного засобу. Якщо ви просто встановите двигуни з маточинами на автомобіль, який раніше був оснащений колесами з непрямим приводом, очікуйте на зміну характеристик їзди.

Це більше стосується легкових автомобілів та спортивних транспортних засобів, ніж будь-чого іншого, оскільки більшість невеликих електромобілів, таких як велосипеди та скутери, взагалі не мають підвіски. Однак ключове слово тут. невеликий. Ви могли зрозуміти з моєї іншої інструкції, що іноді майже неможливо просто помістити більший двигун у закритому просторі. Двигун маточини неминуче займе більше місця в колесі транспортного засобу. Для більших коліс і транспортних засобів це має менше значення. MINI QED та Mitsubishi MIEV є прикладами двигунів з маточинами автомобільного розміру, які були добре інтегровані в конструкцію автомобіля завдяки досить серйозній реінжинірингу способу кріплення коліс до рами автомобіля. Можливо, вам доведеться зробити те ж саме для вашого скутера, велосипеда або дивана.

Силовий агрегат з маточиною, як правило, виробляє менший крутний момент, ніж система непрямого приводу

Не очікуйте диму від шин від ваших втулкових електродвигунів. Двигун непрямого приводу, наприклад, з’єднаний з колесами через трансмісію, має перевагу множення крутного моменту. Ось як 400-сильний дизельний двигун у напіввантажівці може тягнути себе і ще 80 000 фунтів гірською дорогою, але 400-сильний Corvette не може зробити те ж саме. напівдвигун проходить через складну систему зубчастих коліс для передачі крутного моменту в тисячі фунт-фунтів на ведучі колеса. Corvette. легкий і швидкий, а отже, 400 кінських сил в його двигуні. це в основному швидкість.

З фізичної механіки, вихідна потужність є добутком крутного моменту та швидкості. Через курйози в законах природи набагато легше зробити швидкий, але з низьким крутним моментом двигун, ніж повільний і високомоментний, при рівних рівнях вихідної потужності.

Що стосується двигунів, ось чому ваш типовий двигун дриля обертається зі швидкістю понад 30 000 об/хв, але ви отримуєте лише кілька сотень об/хв на викрутці. Двигун дриля спроектовано таким чином, щоб виробляти максимальну потужність на дуже високих швидкостях обертання, яка передається через редуктор, щоб забезпечити достатню для цього силу обертання ваших свердел.

Але ваш мотор-концентратор має прямий привід. Немає ніяких загострених сталевих штук, щоб перетворити швидкість обертання в крутний момент. Двигун концентратора може втрачають лише механічну перевагу тому що колесо по суті повинно бути більшим за діаметром, ніж двигун. Порівняно небагато колісних двигунів мають внутрішню передачу. Вони найчастіше зустрічаються на велосипедах, оскільки мають великий діаметр, а отже, багато місця для роботи. Не набагато складніше вбудувати редуктор у ваш втулковий двигун, але це виходить за рамки цієї інструкції.

Суть в тому, що в той час як 750-ватний двигун постійного струму на вашому Go-Ped може дозволити вам виконати запуск з обертанням колеса, 750-ватний двигун втулки, швидше за все, не зможе.

Приводи з втулковими двигунами, як правило, будуть менш електрично ефективними, ніж система непрямого приводу

Безумовно, це правда, що двигуни концентраторів обходять практично всі механічні втрати, пов’язані зі зчепленням, трансмісією, осями та шестернями, які ви зазвичай знаходите в силовому агрегаті автомобіля. Насправді, тільки компоненти приводу можуть з’їдати від 15 до 20% потужності, виробленої двигуном. Уявіть, якби цього не було. що можна зробити, маючи на 15-20% більше потужності?

Як правило, двигун маточини має передавальне відношення крутного моменту до сили, що притискає його до землі, майже 1. Крутний момент двигуна повинен проходити тільки через шину, з її силами тертя кочення і деформації. Але що шкодить двигуну втулки. це електрична ефективність.

Двигун. це перетворювач. Вхідна електрична потужність і вихідна механічна потужність. зазвичай. Електрична потужність визначається як

де V. це напруга на двигуні, а I. це струм, що протікає через двигун. V має одиниці вольт, а I. одиниці ампер. Механічна потужність. це

Pm= T ω

де T. вихідний крутний момент в ньютон-метрах, а ω. швидкість обертання в радіанах в секунду (одиниці 1 / час, тому що радіани не мають одиниці виміру)!)

Цілком логічно, що ви подаєте електричну енергію на двигун, але не отримуєте ніякого обертання на виході. Це називається зупинкою або блокуванням ротора, і це вбиває двигуни. Це відбувається, коли Т недостатньо для подолання сил, що відштовхують двигун. уявіть, що ви їдете на дуже круту гору.

У цьому випадку ваш ККД точно дорівнює нулю. Нуль, нічого, ніщо, ніщо, ніщо. Механічна потужність на виході дорівнює нулю, але електрична потужність на вході відмінна від нуля.

Хоча це правда, що обидва двигуни повинні рушати з місця, а отже, мати нульову ефективність протягом частки секунди, той факт, що ступичні двигуни повинні працювати безперервно при високій температурі T і низькому ω, є відмінним фактором. Інші закони фізики диктують обмеження на вихідний крутний момент, до яких я незабаром повернуся. Для отримання такого ж крутного моменту двигун концентратора повинен споживати більший струм, і саме струм (а не напруга) викликає нагрівання в проводах. Чим більший струм, тим більше виробляється тепла.

Це називається джоулевим нагріванням і регулюється законом потужності Pj = I² R. Це закон квадрата: подвоїти струм, збільшити тепло в чотири рази.

Тепер ви бачите, чому втулкові двигуни менш ефективні з електричної точки зору, ніж двигуни непрямого приводу. Концентраторні двигуни. це низькошвидкісні істоти, і вони неминуче проводять більшу частину свого життя в стані зупинки або поблизу нього. Це відбувається щоразу, коли транспортний засіб рухається на низькій швидкості або прискорюється. У двигуні концентратора буде більше моментів низької або нульової ефективності, ніж у редукторному двигуні з непрямим приводом.

У підсумку, будьте готові до того, що час роботи від акумулятора зменшиться, якщо ви заміните існуючу систему приводу на двигун з концентратором.

Тепер, коли я розповів вам про причини, чому не слід будувати та використовувати двигуни-концентратори, давайте перейдемо до того, як ви можете побудувати та використовувати двигуни-концентратори.

Крок 2: Безщітковий двигун постійного струму

В основі більшості втулкових двигунів лежить безщітковий двигун постійного струму. Щоб правильно побудувати двигун концентратора, вам потрібно зрозуміти деякі основи безщіткових двигунів постійного струму. Щоб зрозуміти безщіткові двигуни постійного струму, ви повинні розуміти щіткові двигуни постійного струму. Якщо ви проходили курс управління, швидше за все, ви використовували щіткові двигуни постійного струму як установку для тестування своїх систем управління.

Я виділив жирним шрифтом найважливіші речі, які вам знадобляться, але заради послідовності, мабуть, буде корисно прочитати все це в будь-якому випадку.

Фізика асинхронних двигунів постійного струму

Мабуть, найкраща грунтовка для двигунів постійного струму, яку я бачив (я зовсім не упереджений, обіцяю хлопцям! Обіцянка мізинця! ). це нотатки MIT OpenCourseware для 2.004: Динаміка та контроль II. Прочитайте його на дозвіллі, але основна суть полягає в тому, що щітковий двигун постійного струму є двонаправленим перетворювачем між електричною та механічною енергією, який характеризується моторною постійною Km. та внутрішнього опору Rm. Для простоти, індуктивність двигуна L не буде розглядатися. По суті, якщо ви знаєте Km і Rm, а також кілька деталей про джерело живлення, ви можете більш-менш охарактеризувати весь ваш двигун.\

Оновлення10/06/2010: Оригінал 2.Посилання на документ 004 не працює, але ось приблизно такий самий за змістом. Також від MIT OCW.

Постійна двигуна Km містить інформацію про те, який крутний момент буде виробляти ваш двигун на ампер споживаного струму (Нм / А), а також скільки вольт буде генерувати ваш двигун на своїх клемах на одиницю швидкості, з якою ви його обертаєте (В / рад / с, або Vs / рад, або просто Vs). Ця константа зворотної ЕРС чисельно дорівнює Km, але іноді її називають Kv.

У двигуні постійного струму Km задається виразом

де N. кількість повних витків дроту, що взаємодіють з вашим постійним магнітним полем напруженістю B (вимірюється в Тесла). Ця взаємодія відбувається на певній довжині L, яка, як правило, дорівнює довжині ваших магнітів, і радіусу R, який є радіусом якоря вашого двигуна. Цифра 2 походить від того, що ваша петля дроту повинна пройти через область магнітного впливу, а потім повернутися назад, щоб замкнутися на себе. Це R не має нічого спільного з Rm, до речі.

Зауважимо, що я буду використовувати тільки СІ (метричну систему). ) одиниці тут тому, що з ними набагато простіше працювати для фізики.

Давайте знову подивимося на вираз для Km. З попередньої сторінки ми знаємо, що

Pe = V I і Pm = T ω

В ідеальному двигуні зі 100% ККД (ідеальному перетворювачі) Pe = Pm, тому що потужність на вході дорівнює потужності на виході. Отже

V I = T ω

Де ми бачили це раніше? Поміняйте місцями деякі значення:

V / ω = T / I

Висновок з цього полягає в тому, що, знаючи кілька ключових параметрів вашого двигуна: Напруженість магнітного поля, довжину магнітної взаємодії, кількість витків та радіус якоря, ви можете фактично оцінити показники продуктивності вашого двигуна, як правило, з точністю до коефіцієнта 2.

Безщітковий двигун постійного струму

Двигуни BLDC лежать у незручній сірій зоні між двигунами постійного струму та двигунами змінного струму. У спільноті електротехніків та двигунобудівників існують суттєві розбіжності щодо того, як машину, яка працює на трифазному змінному струмі, можна назвати двигуном постійного струму. Особисто для мене диференціюючим фактором є наступне:

У безщітковому двигуні постійного струму електронні перемикачі замінюють механічні щіткові та мідні перемикачі, які направляють струм до потрібних обмоток у потрібний час для створення обертового магнітного поля. Єдиний обов’язок електроніки. імітувати роботу комутатора так, ніби машина є двигуном постійного струму. Не робиться спроб використовувати методи управління двигуном змінного струму для компенсації характеристик змінного струму машини.

Це дає мені привід використовувати методи аналізу двигунів постійного струму для елементарного проектування двигунів BLDC.

Я визнаю, що я не маю глибоких знань про машини BLDC або змінного струму. В іншому сміливому акті аутсорсингу я заохочую вас ознайомитися з неймовірною 350-сторінковою дисертацією Джеймса Меві про все, що ви коли-небудь хотіли знати про безщіткові двигуни. Ніколи в житті.

Однак вам не потрібно знати багато речей, які вам не потрібно знати, наприклад, як працює управління, орієнтоване на поле. Що надзвичайно корисно для розуміння двигунів BLDC, так це виведення їх характеристик крутного моменту зі сторінок 37-46. Коротко про те, як все працює в двигуні BLDC, полягає в тому, що електронний контролер посилає струм через дві з трьох фаз двигуна в порядку, який генерує магнітне поле, що обертається. дійсно трипперна штука, яка виглядає ось так.

Причина, по якій ми розглядаємо дві з трьох фаз, полягає в тому, що трифазний двигун має, по суті, 3 з’єднання, два з яких використовуються в будь-який момент часу. Ось хороша ілюстрація можливих конфігурацій 3-фазної проводки. Струм повинен надходити в одне з’єднання, а виходити з іншого.

У Mevey 38, рівняння 2.30, крутний момент однієї фази двигуна BLDC дається

T = 2 N B Y i D/2

де Y замінив L в моєму попередньому рівнянні двигуна постійного струму, а D/2 (половина діаметра ротора) замінює R.

Якщо ви зробите це по-моєму, це стане

T = 2 N B L R i. замінивши D/2 на R.

Пам’ятайте тепер, що у двох фазах двигуна протікає струм i. Звідси,

T = 4 N B L R i

Це рівняння, які слід знати для простої оцінки крутного моменту BLDC. Піковий крутний момент (скромно) дорівнює в 4 рази більше:

кількість витків у фазі напруженість постійного магнітного поля довжина статора / осердя (або магніту теж, якщо вони рівні) радіус статора струм в обмотках двигуна

Як і очікувалося, вона лінійно залежить від струму. У реальному житті це, ймовірно, буде в межах коефіцієнта два. Тобто, ваш фактичний крутний момент може бути між цим теоретичним T і T/2

Зачекайте, 4? Чи означає це, що якщо я перетворюю мій щітковий двигун постійного струму на безщітковий, він раптом матиме вдвічі більший крутний момент?? Не обов’язково. Це математична конструкція. обмотки двигуна постійного струму розглядаються по-іншому, що призводить до зміни визначення N і L.

Далі ми побачимо, як використовувати це рівняння для визначення розміру вашого двигуна.

28 липня 2010 р. Оновлення до визначення T

У рівнянні T = 4 N L B R i, константа 4 походить від виведення двигуна з одним зубом на фазу, припускаючи, що N. це кількість витків дроту на зуб на статорі.

Повне виведення цієї константи передбачає, що кожна петля дроту фактично складається з двох ділянок дроту, кожна довжиною L. Це пов’язано з тим, що петля передбачає проходження через статор, а потім назад. Далі, в двигуні BLDC дві фази завжди живляться, отже, сприяючи крутному моменту.

Ми бачимо, що в двигуні з 1 зубом на фазу (3-зубчастий статор) більше немає мультиплікативних коефіцієнтів. Однак для кожного зуба ви додаєте на фазу (2 зуби на фазу в 6-зубчастому статорі, 3 зуби на фазу в 9-зубчастому статорі і т.д.).) наведену вище константу потрібно помножити відповідним чином. Константа перед рівнянням по суті відповідає за кількість активних проходів дроту, що становить 2 проходи на петлю помножити на 2 активні фази помножити на кількість зубців на фазу.

Отже, я насправді маю на увазі, що T = 4 m N B L R i де

m = нещодавно визначена кількість зубців на фазу.

Оскільки самі обмотки ще не введені, майте на увазі, що кількість зубців на фазу в обмотці dLRK становить 4.

Крок 3: Безщітковий двигун постійного струму і ви

T = 4 m N B L R i. інакше відомий як T = Km i

впливають на конструкцію двигуна, і чому я так злісно накручую крутний момент? Оскільки крутний момент. це те, що в кінцевому підсумку рухає вас, і є одним з компонентів механічної потужності Pm. Після того, як ви приблизно визначите, яка механічна потужність вам знадобиться, ви можете вибрати відповідний розмір проводів та компонентів.

Зверніть увагу на деякі ключові характеристики рівняння і на те, як вони впливають на продуктивність двигуна:

Крутний момент збільшується з кількістю витків N і радіусом статора R, напруженістю магнітного поля B, довжиною статора L і струмом обмотки i.

Тут ми бачимо, що до певної міри ви можете лінійно масштабувати характеристики двигуна, щоб оцінити продуктивність іншого двигуна.

Це ручна хвиля для хобі-індустрії R/C номер один. Поняття про оберти та розміри двигунів.

Двигун діаметром 100 мм, за інших рівних умов, створить вдвічі більший крутний момент, ніж двигун діаметром 50 мм.

Двигун з 1.Постійне магнітне поле 2Тл, ймовірно, буде на 20% більше крутного моменту, ніж у двигуна 1Тл. І так далі.

Це має свої межі. не можна розумно припускати, що ви можете збільшити обмотки в п’ять разів і отримати в 5 разів більший крутний момент. в гру вступають інші магнітні характеристики двигунів, такі як насичення. Але, як буде показано, не безпідставно екстраполювати продуктивність двигуна з 25 обертами на зубці статора з 20-обертового, і такі.

Обмотка LRK

По суті, те, що я проектую і виготовляю. це трифазний двигун з постійними магнітами з дробовим пазом. Що це означає? Дробовий паз просто означає, що (пари полюсів магніту) / (кількість зубців на статорі) не є цілим числом. Якщо ви це зрозуміли, то знаєте більше, ніж я.

Коротке пояснення полягає в тому, що співвідношення кількості зубців статора до кількості пар магнітів сильно впливає на фізичні характеристики двигуна. Полюсна пара магнітів. це два магніти, один з яких має північний полюс, спрямований радіально всередину, а інший. північний полюс, спрямований назовні.

Це співвідношення, яке зазвичай називають T : 2P (для зубців до 2 загальних полюсів), впливає на зачеплення двигуна, i.e. його гладкість.

Візьміть щітковий двигун постійного струму і покрутіть вал. існує мінімальний крутний момент, необхідний для “перемикання” в наступне стабільне положення. Це зубчасте зачеплення. Це викликає небажані вібрації та ефекти високого порядку в електричній системі, і нам це не подобається.

Тип обмотки двигуна з T : 2P близьким до 1 (але не точно 1). що призводить до двигуна, який не хоче рухатися) істотно зменшує зубчастість (майже до нуля) і є найпопулярнішою обмоткою невеликих двигунів BLDC, що обертаються навколо. Це називається обмоткою LRK, на честь панів. Лукас, Рецбах і Кульфус, які задокументували використання цієї обмотки для будівельників моделей літаків у 2001 році. Він не тільки забезпечує низький рівень зачеплення, але й легкість намотування та масштабованість.

Нижче наведені малюнки базової обмотки LRK і варіанту, який називається DLRK (Distributed LRK).

Висновок з цього полягає в тому, що використання статора з 12 зубцями (або пазами, областю між зубцями) і 14 магнітами (тобто 7 пар полюсів) дасть вам досить пристойний двигун для початку і для використання у вашій кар’єрі молодого інженера-моториста.

Різниця між двома типами обмоток ледь помітна. Розподілена обмотка LRK має менший ефект кінцевого витка. Кінцевий виток. це дріт, який повинен обертатися за межами магнітного поля, щоб замкнути петлю. Вона не створює крутного моменту, але має опір (всі дроти мають ненульовий опір). ми не говоримо тут про надпровідники). dLRK дозволяє уникнути надмірного нагромадження кінцевих витків, що призводить до отримання трохи більш ефективного двигуна. Трохи, як в одному або двох процентних пунктах. Немає за що отримати Нобелівську премію.

Нижче наведено зображення сердечника двигуна Razer з повною обмоткою dLRK.

Крок 4: Статор: Отримання, догляд та годування

Протягом останніх 4 сторінок я говорив статор статор статор статор статор. Що таке статор і де його взяти? Статор. це найболючіший спеціалізований промисловий компонент, який потрібно придбати для побудови двигуна, загалом кажучи, і, як правило, це те, навколо чого ви в кінцевому підсумку проектуєте свою енергосистему, просто тому, що він у вас є, і, клянусь роботом Ісусом, ви збираєтесь його використовувати.

Статор важко просто виготовити, оскільки він вимагає укладання та підгонки багатьох шарів дуже тонких, електрично ізольованих сталевих листів. Це теж не просто сталевий лист. тут немає оцинкованих пластирів для даху Home Depot. Моторна сталь називається електротехнічною або трансформаторною сталлю і є спеціальними сплавами, що містять високий вміст кремнію. Це покращує магнітні характеристики сталі та зменшує її провідність.

То чому він повинен бути ламінований. і особливо ізольованих? Це пов’язано з явищем вихрових струмів. Коротка історія полягає в тому, що переміщення магнітів над провідними матеріалами призводить до того, що матеріал демпфує рух магніту. У двигуні це означає, що ваш двигун намагається гальмувати так само сильно, як і намагається їхати. Ці вихрові струми перетворюються прямо в тепло. Якщо ви візьмете метод, яким користується більшість нових двигунобудівників:

Ну, я просто виріжу його з якоїсь товстої сталевої пластини або блоку, або ще чогось. У мене є фрезерний верстат, він буде працювати, так??

Так, але ти зробиш обігрівач, який час від часу смикатиметься, а не двигун, який нагрівається під час роботи.

Наявність ламінованих листів матеріалу з низькою провідністю означає, що вихрові струми в значній мірі нейтралізуються. Для низькошвидкісних двигунів ці втрати вихрових струмів або втрати сердечника можуть бути незначними. Для високошвидкісних двигунів він може з’їдати до 15-20% потужності.

Тож де мені взяти статор?

Це буде єдиний спосіб отримати секцію, якої немає на сторінці “Ресурси”, тому що ви зазвичай не можете просто піти і взяти її.

Оскільки вони вимагають штампування, укладання та іншої обробки сотень маленьких сталевих листів, статори, як правило, розробляються один раз, а потім масово виробляються тисячами. Це масове виробництво є причиною того, що їх важко придбати, якщо ви хобі або хакер.

На щастя, прилади та знаряддя, в які потрапляють ці тисячі серійно виготовлених статорів, зазвичай можна знайти уживані, безкоштовно або як металобрухт.

Лазерні копіювальні апарати та принтери

Моє улюблене джерело для статорів, оскільки вони, як правило, викидаються десятками, коли відділи та установи отримують нове обладнання. Настільні копіювальні апарати Canon, HP, Xerox та Ricoh, як правило, мають 12-зубчасті статори в діапазоні від 50 до 55 мм. У цьому випадку старіший і більший завжди краще. Двигун для проекту RazEr з’явився з гігантського (підлогового, потребує власної кімнати в офісі) лазерного копіювального апарату, від якого залишився не лише один великий двигун, але й кілька менших двигунів змінного струму та відро шестерень, валів і шківів. Поліграфічне обладнання. це завжди хороший вибір для електромеханічних компонентів, хоча нові пристрої, як правило, використовують крокові двигуни, які не підходять для конвертації.

Найбільші двигуни для копіювальних апаратів, які я бачив (до того, як вони увійшли в сферу індукції змінного струму), мають 70-міліметрові статори.

Такі речі постійно з’являються безкоштовно на Craigslist, або на дисках з безкоштовним мотлохом в установах. Також варто зателефонувати до пунктів утилізації електроніки.

Непридатні старі двигуни постійного та змінного струму

Старі двигуни зі згорілими обмотками або зношеними підшипниками постійно викидаються. Двигуни постійного струму. це удар або промах. Арматури двигунів постійного струму, як правило, розробляються з непарною кількістю зубів, оскільки відсутність симетрії сприяє плавності роботи. Хоча статори з непарним числом зубців, кратним 3, можна перетворити на двигуни, вони не можуть використовувати обмотку LRK.

Оскільки якорі двигунів постійного струму обертаються всередині, вони мають зубці, які виступають назовні, що робить їх ідеальними для перетворення BLDC, якщо кількість зубців правильна.

Асинхронні двигуни змінного струму і особливо трифазні двигуни змінного струму зазвичай є хорошими ставками для корисного заліза, за винятком того, що вони, як правило, мають традиційну форму. тобто ротор всередині, статор зовні. Ми хочемо протилежного, але якщо вам просто потрібен двигун, це гарне місце для початку.

Сміттєві старі двигуни включають сміттєві старі кухонні прилади, які часто використовують варіант щіткового двигуна постійного струму, який називається універсальним двигуном. Вони, як правило, мають 12, 18 або 24-зубчасту арматуру, особливо великі багатошвидкісні блендери, як правило, діаметром до 50 мм.

Ви знаєте, як я сказав, що ви не можете їх купити? Я збрехав. Останнім часом любителі стали настільки великим ринком, що кілька компаній фактично виготовляють статори, які не мають обмоток і вже покриті поверхнею, щоб прийняти ваші власні.

Для найширшого вибору дивіться статори двигунів GoBrushless. Подивіться на 65 мм, 18 гнізд!

Для фінансово забезпечених людей багато магазинів спеціалізуються на короткострокових і прототипних сердечниках для ламінування, в тому числі з влучною назвою ProtoLam. Будьте обережні. лише один статор, виготовлений за вашим дизайном, може коштувати кілька сотень доларів, але якщо ви просто одержимі ідеєю зробити свій власний, ресурс доступний.

Наскільки великий статор мені потрібен?

Пам’ятайте рівняння крутного моменту

T = 4 m N B L R i

Для найбільш розумних умов експлуатації ви можете розглянути

T. це мета проектування. Для прискорення або підйому на пагорб потрібні мінімальні значення сили на землі, що перетворюється на крутний момент на двигуні.

N. це основна змінна, яку ви можете контролювати. Це слабко пов’язано з i, яке залежить від напруги вашого акумулятора.

R і L. це параметри, встановлені вашим статором. Певним чином, m також визначається вашим статором. зрештою, він має фіксовану кількість зубців, яка повинна бути кратною 3 для цього типу двигуна.

B. це сила постійного магнітного поля, на яке діє статор, встановлюється силою вашого магніту (і механічний фактор, який потрібно обговорити)

Очевидно, що це багатоваріантна оптимізаційна задача. Якщо у вас є вибір, наскільки великим може бути ваш статор, відповідь. найбільший. Чим більше L і R ви можете упакувати у вираз, тим менше N і i вам потрібно. Пам’ятайте, що струм двигуна i вносить найбільший внесок у нагрівання та втрату ефективності.

Якщо ваші L і R вже встановлені, оскільки у вас є витягнутий статор і ви хочете його використовувати, то єдиними реальними змінними, які ви можете змінити, є N і B.

Крок 5: Магніти та магнітний дріт

До цього часу я просто махав рукою на існування МАГНІТІВ. Кінець історії. Існують постійні магніти.

Так, вони, безумовно, є, і ви можете фактично вказати і купити їх відповідно до ваших потреб. Тип постійного магніту, що використовується в більшості невеликих двигунів BLDC сьогодні. це хімічні магніти з неодиму, заліза та бору. Вони належать до групи магнітних матеріалів, які називаються рідкоземельними магнітами, оскільки Nd є рідкоземельним металом. Насправді вони не такі вже й рідкісні, що допомагає пояснити, чому магніти NIB не коштують дорого.

Насправді, поверніться назад. Вони можуть. Магніти NIB можуть бути настільки потужними, що перестрибують через фут або більше, або просто у відкритому повітрі і змикаються між собою. Якщо ви потрапите в пастку між ними, вас може спіткати велика біда. Всі вже бачили наслідки того, як чиясь рука потрапляє між двома 4-дюймовими квадратними магнітними блоками NIB, що зіткнулися. Я не пов’язую це. Як порада на майбутнє: Будьте вкрай обережні навколо магнітів!

Типовий магніт NIB має номінал Nxx, де xx. це число від 28 до 52 (на момент написання цієї статті). Число. це продукт магнітної енергії магніту. Не занурюючись у фізику ЕМ, чим вище, тим краще.

Звичайно, за певну ціну. Магніти NIB сумно відомі тим, що вони чутливі до високих температур. Точка Кюрі постійного магніту. це точка, в якій він перестає бути постійним магнітом. Ні, вони не відновлюють свій магнетизм після охолодження. Для надвисокоміцних магнітів NIB це може бути до 80 градусів за Цельсієм (або близько 150F).

Це не так вже й високо. ви можете легко зіпсувати двигун, запустивши його занадто гарячим.

Ось посилання, яке досить чітко пояснює рейтинги магнітів. Ця ж людина також є авторитетним дилером всілякого магнітного хаосу.

Типовий магніт NIB, який використовується в двигуні, матиме залишковий поверхневий потік 1 Тесла. Якщо ви отримуєте хороші магніти, можна з упевненістю припустити, що B у виразі крутного моменту T = 4 m N B L R i дорівнює 1.

Отже, рівняння зводиться до T = 4 m N L R i.

Висновок для магнітів полягає в тому, що чим сильніше, тим краще, поки ваш двигун не перегріється. Не завадить мати сильніше B-поле. Найновіші та найкращі магніти N52 можуть підвищити ваш рівень B до 1.1 або 1.2.

Я звернуся до того, як визначити наші магніти найближчим часом, а поки що.

Магнітний дріт

Постійний магніт, що сидить там, нічого не робить. На це не дуже цікаво дивитися. Двигун працює завдяки перемиканню електромагнітів. Якщо ви із задоволенням пройшли урок фізики і змайстрували електромагніт з дроту та цвяха, це означає, що ви знаєте, як зробити електромагніт.

Не вставляйте це в стіну, як ваш покірний слуга.

Кожен з 12 зубців на статорі працює як електромагніт. З того ж уроку фізики пригадайте, що з кожним витком дроту, який ви обмотували навколо цвяха, електромагніт ставав сильнішим. Те ж саме із зубцями статора. ось чому N є фактором у рівнянні.

Отже, ви можете просто зробити двигун на 20 000 обертів і покінчити з цим, чи не так?? Звичайно, якщо ви хочете запустити 10 000 вольт, щоб насправді проштовхнути достатньо струму через обмотки, щоб це щось означало.

Існує кілька обмежень, які слід враховувати при проектуванні обмоток. Магнітний дріт займає фізичний простір. по суті, враховуючи ряд просторових обмежень, чим більше витків ви хочете намотати, тим меншим повинен бути дріт. Це має сенс з фізичної точки зору. Зрештою, коли ви використовуєте нанодроти, ви можете мати двигун на 10 мільярдів обертів, який заповнює всі слоти майже на 100% для максимального магнітного хаосу.

За винятком вашого опору двигуна Rm буде астрономічним. Це ще одне обмеження. Вибір кількості витків. це ретельний баланс між отриманням бажаного Km і мінімізацією Rm. Опір двигуна може лише сприяти втратам. Це може лише нашкодити вам. Тому метою майже всіх обмоток двигунів для хобі є мінімізація опору.

Це означає використання якомога меншої кількості витків дроту найбільшого калібру, щоб отримати Км, який вас задовольняє. У One Wiki є чудова таблиця опорів мідного дроту AWG.

Магнітний дріт буває різних кольорів. всі вони, врешті-решт, є конформно покритим твердим мідним дротом. Це покриття може бути емалевим, поліуретановим, епоксидним або в екзотичних / високотемпературних двигунах, фторполімерах та намотаних оболонках зі скловолокна. Найдешевші сорти, як правило, мають емальовану ізоляцію і працюватимуть приблизно до 150 градусів Цельсія.

До цього моменту ваші дорогі магніти N52 вже випаруються. якщо ви не налаштовані на те, щоб довести свій мотор до граничних можливостей (що означає, що ця інструкція вам не допоможе), не витрачайтеся на дорогий дріт з високовольтного дроту.

Чи можете ви фізично впоратися з цим?

Не варто недооцінювати міцність мідного дроту. Можливо, ви звикли до магнітного дроту 28, 24 або 20 калібру, який досить малий, щоб бути незначно м’яким. Можливо, дратівливо м’який. Тепер спробуйте зігнути суцільний дріт 16 або 14 AWG, що дуже близько до товщини басових струн фортепіано. А тепер уявіть, що вам потрібно зігнути його навколо кута радіусом лише в міліметри, можливо, 100 разів або більше.

Якщо у вас виникають труднощі з однією підставкою монструозного дроту, ви можете розглянути можливість розділити його на еквівалентні паралельні пасма меншого дроту. Двигун RazEr був намотаний подвійним 22-дюймовим дротом після того, як мені було важко намотати 18-дюймовий дріт на 25 витків. Використовуйте таблицю калібрів дроту для порівняння діаметрів!

Крок 6: Власне намотування двигуна

Якщо ви ніколи раніше не заводили двигун, схеми обмоток LRK, ймовірно, досить безглузді. Це час, коли потрібно вивчити номенклатуру автолюбителів.

Прикладом може бути намотування dLRK:

Що?? Ти щойно заспівав пісню про алфавіт чи що?? Тип. Три фази двигуна в цьому випадку позначаються як A, B і C.

Велика буква вказує на одну хіральність обмотки, мала. на іншу. Наприклад, якщо позначено А. зробити петлю з дроту за годинниковою стрілкою, то А означає намотати петлю з дроту проти годинникової стрілки. А тире або пробіл означає розкручений зуб.

Загальна домовленість: велика буква. петля за годинниковою стрілкою, мала. петля проти годинникової стрілки. Але, що більш важливо. це послідовність. Якщо ви робите це одним способом, дотримуйтесь його.

Отже, що означає наведений вище рядок тарабарщини? Починаючи з будь-якого зуба (позначте його як свій індекс!), починайте робити петлі з дроту навколо нього відповідно до позначення. Щоб закрутити два зубці в стилі Аа, закрутіть один з них за годинниковою стрілкою, а інший. проти годинникової стрілки (або навпаки. слідкуйте за цим.)

Не існує правильного методу для отримання чистих обмоток, але останнє, що ви хочете зробити, це просто намотати дроти навколо зуба з безрозсудною недбалістю. Для великих двигунів використовуйте латексні рукавички, щоб полегшити стирання рук, і дерев’яний дюбель, щоб обмотати дріт для додаткового важеля.

На жаль, наразі у мене немає жодної фотографії чи відео, як я намотую двигун. Це може змінитися в найближчому майбутньому, щоб заощадити тисячі слів пояснень.

Можливо, одним з найцінніших доступних ресурсів є таблиця комбінацій. Введіть кількість зубців статора (nuten) та кількість магнітів (pole), і програма автоматично згенерує правильну схему намотування! Наведена вище таблиця була створена одним з божевільних німецьких авіамоделістів, які, здається, є джерелом всього технологічного прогресу на авіамодельній сцені.

Одношарова, багатошарова

Ви можете виявити, що не можете отримати потрібне вам число N, намотавши лише один шар проводів на статор. Просте рішення: Продовжуйте намотувати і зробіть другий шар.

Два-три шари обмоток, як правило, є межею нерівномірності нагріву та охолодження для невеликих двигунів, і Rm також стає смішним. Чим більше шарів буде додано, тим більшим буде ефект кінцевого обертання.

Якщо вам доведеться намотувати багато шарів, можливо, зменшення розміру дроту полегшить цю проблему.

Скільки обертів (N) мені потрібно?

Інше вбивче питання при проектуванні малогабаритних двигунів. Враховуючи інші параметри двигуна, ви можете легко вирішити зворотну задачу для мінімального N, необхідного для досягнення певної проектної мети, як правило, крутного моменту. Враховуючи втрати і припущення, N має бути вище цього числа на комфортний запас, про який ми скоро розповімо.

Приклад (Оновлений 28.03.2012 для виправлення математики, яка була неправильною більше 2 років)! Я все збирався це виправити, але ніяк не доходили руки. Зрештою, досить багато з вас зателефонували мені, тож вітаю. Ось фіксована математика з використанням нового коефіцієнта постійного моменту m).

Припустимо, я хочу спроектувати двигун всередині 12-сантиметрового (0.12м) колесо, яке дозволить мені піднятися на 10% підйому (або близько 5.5 градусів нахилу) зі швидкістю v = 5 м/с (близько 11 миль/год), а я важу m = 65 кг. Сила тяжіння F, яка тягне мене назад з пагорба, дорівнює

F = m g sin 5.5° = 61Н, або близько того. I

Я хочу піднятися на пагорб зі швидкістю 5 м/с. Механічна сила. це крутний момент швидкості обертання, але це також лінійна сила лінійної швидкості.

Таким чином Pm = 61 5 = 305 Вт

Здається розумним, так?? Припустимо, що двигун є ідеальним перетворювачем (це точно не так). Необхідна електрична потужність також становить 305 Вт.

Припустимо, що моя батарея має 28 вольт, тому i = 305 Вт / 28 В = 10.9A

Щоб прикласти лінійну силу 61Н на радіусі 0.06м (радіус колеса), крутний момент T дорівнює 3.66Нм.

Дві змінні, T та i, вже встановлені. Двигун є 12-зубчастим, 3-фазним двигуном, тому m дорівнює 4 (на кожну фазу припадає по чотири зуби). Тепер ви можете звести рівняння до

T / (4 m i) = N L R B

R в кінцевому підсумку обмежується розміром мого магнітного ротора і внутрішнім діаметром моєї шини. тема, яка буде розглянута далі. Скажімо, мій вибір коліс призвів до того, що максимальний діаметр статора становить 70 мм, а двигун не може бути ширшим за 30 мм, щоб поміститися в моєму транспортному засобі.

B. це моя напруженість магнітного поля. Припустимо, що поки що це 1 Тесла. ми скоро побачимо, що це непогане припущення, якщо ваші магніти двигуна досить товсті.

T / (4 m i L R) = N

Давайте подивимося, що з цього вийде.

3.66 / (4 4 10.9 0.03 0.035) = 19.98 = N

Це значення є розумним першим наближенням для кількості витків на зуб, яка вам потрібна. Оскільки з точністю до сотих часток обертання неможливо, візьмемо найближче ціле число: 20.

Скрипкові фактори та хвилі на руках

Кожна неідеальність та неефективність у світі буде працювати на те, щоб зробити ваш двигун швидшим (читай: менш крутним), ніж те, на що вказувала б лише кількість обертів. Тому є сенс розглядати це як абсолютну мінімальну кількість обертів на зуб. Значення постійного крутного моменту, отримане при використанні NIBLR, як правило, на 20-33% занадто високе для середніх двигунів з дробовими пазами та постійними магнітами, подібних до типу, який ми розглядаємо.

Пам’ятайте також, що двигуни не є ідеальними перетворювачами. Середня ефективність пристойного двигуна BLDC становить близько 90%. Отже, якщо я хочу виконати цей підйом на пагорб з максимальною ефективністю, це значно відрізняється від спроби зробити це з максимальною вихідною потужністю. ККД двигуна на максимальній вихідній потужності завжди менше 50%. Це те, про що слід добре знати. якщо ви використовуєте метод “цільової вихідної сили” для розрахунку кількості обертів, то вам слід взяти швидкість, близьку до вашої очікуваної крейсерської швидкості. Це гарантує, що, якщо що, ви перепроектуєте двигун для крутного моменту, оскільки неідеальність тільки забирає його у вас.

Наведений вище приклад двигуна. це двигун для проекту RazEr. Насправді, двигун RazEr має 25 витків на зуб. завищені приблизно на 25%.

Підводячи підсумок, R і L. це механічні обмеження, продиктовані механічними частинами вашого автомобіля, в той час як m, B, N і i. це електромагнітні обмеження, продиктовані вашим вибором магнітів, дроту і розташуванням котушок.

Крок 7: Розміщення магнітів і 2D-дизайн

Про що ми говорили? О, так, двигуни з втулками. Маючи попередню електричну специфікацію для вашого двигуна, ви можете перейти до ранніх етапів механічних робіт.

На даний момент у вас повинні бути розміри статора. Мета компонування магнітного ротора полягає в тому, щоб розмістити 14 магнітних полюсів навколо статора, поки у вас не буде достатньо інформації для визначення або придбання магнітів.

Процес обмежений двонаправлено. Мінімальний діаметр вашого кола магнітів явно повинен бути більшим, ніж статор. Однак, якщо ви вже вибрали колесо, ви можете опинитися в додатковому положенні, якщо ви вже вибрали колесо. Тоді максимальний внутрішній діаметр, який ви можете використовувати на шині вашого колеса, стає іншим механічним обмеженням: зовнішній діаметр магнітного кола плюс певна товщина бляшанки обмежуються колесом.

Використання онлайн-інструментів

Раніше вам доводилося діставати калькулятор і олівець та виконувати серйозні тригонометричні розрахунки, щоб розмістити магніти, або користуватися програмою автоматизованого 2D-проектування. або, якщо у вас є доступ до механічного цеху, просто збільшувати банку з двигуном, поки вона не поміститься. Нижче наведено зображення мого початкового макету двигуна для Razer у середовищі ескізів Autodesk Inventor.

Інструменти для проектування роторів тепер з’явилися на Intergoogles. Найвизначніший з них. це калькулятор безщіткового ротора GoBrushless, який зручно упаковує весь макет у форму. Чорт забирай, тут навіть намальовано, як буде виглядати ваш ротор. Давайте розглянемо, що означають терміни на сторінці. Всі розміри вказані в міліметрах:

Діаметр статора: Максимальний зовнішній діаметр вашого статора.

Діаметр ротора: Мінімальний ВНУТРІШНІЙ діаметр вашого ротора

Ширина магніту: Припускаючи квадратні магніти, наскільки широкий ваш магніт.

Товщина магніту: Наскільки товстий ваш магніт. Магніт, який ви вибрали для свого двигуна, майже завжди буде намагнічуватися через його товщину.

Магнітні полюси: Скільки всього магнітів. Буде кратна 14.

Повітряний зазор (оновлено 28 березня 2012 року, щоб включити фактор повітряного зазору для магнітів)

Єдине, що я залишив поза увагою у наведеному вище списку. це повітряний зазор, оскільки ця тема заслуговує на окреме обговорення.

Щільність повітряного зазору визначає, яка частина магнітного поля пов’язана зі статором. Термін EM. це зчеплення. Щільніший повітряний зазор забезпечує краще зчеплення між магнітом і статором. Ви знаєте, чому рейтинг B магніту називається залишковим? Тому що саме стільки поля залишається на його поверхні, якщо магніт знаходиться на відкритому повітрі, без магнітних матеріалів, що його оточують.

Двигун. це магнітний ланцюг, і є цілий набір законів, які керують ними. Для практичних цілей це зводиться до того, що чим більше зчеплення ви можете забезпечити в магнітному ланцюзі, тим сильніше поле в повітряному зазорі. Рівняння коефіцієнта зазору таке:

Ba = B0 (t / (t g))

де t. товщина магніту, g. радіальна товщина повітряного зазору, а Ba. щільність потоку на поверхні вашого статора. Це потік, який фактично буде генерувати крутний момент, тому саме це значення слід використовувати в рівнянні NIBLR! B0. це рейтинг залишків на поверхні ваших магнітів. для високих марок N, таких як N48 і N50, це може досягати 1.3 до 1.4. Але якщо ваш повітряний зазор нещільний, або товщина магніту мала в порівнянні з зазором, то ви втратите значну його частину перед радіусом статора.

Наприклад, якщо у вас тип N42, магніти 3 мм, але зазор 1 мм, множник дорівнює 0.75! Це означає, що значення B, яке ви вважали близьким до 1 (оскільки магніти N42 мають залишок приблизно 1 Тесла), більше схоже на 0.75. Це дійсно може змінити конструкцію вашого двигуна і змусити його працювати на високих швидкостях (отже, з меншим крутним моментом), ніж ви очікували.

Тепер ви бачите, чому не можна просто взяти перше рівняння крутного моменту зі вступної сторінки і закінчити. Оновлене рівняння крутного моменту:

T = 4 m N B0 (t / t g) L R.

Отже, чим вужчий повітряний проміжок, тим краще. до певної межі, як і в усьому. Якщо у вас є зазори в десяті частки міліметра, вам краще добре розбиратися в механічній обробці, або скористатися комп’ютерним верстатом, який зробить це за вас. Коливання банки від допусків на обробку та нерівностей може призвести до неправильного вимірювання повітряного зазору і може спричинити зіткнення магнітів зі статором!

Я намагаюся стріляти з зазором 0.5 мм або близько того. 0.4, 0.6, неважливо. Чим ширший повітряний зазор, тим більше простору для маневрів, якщо щось не підходить належним чином.

Відсоток заповнення магніту

Він описує частку окружності ротора на внутрішній стороні магнітного кільця, яку займають магніти. Це число має бути десь між 75% і 95%, як правило. Квадратні магніти ніколи не можуть досягти 100% заповнення, якщо тільки вам справді не пощастить. Числа нижче 75% погіршують крутний момент і ефективність, оскільки B-поле в повітряному зазорі стає нерегулярним.

Як не дивно, дуже високий відсоток заповнення насправді має дещо негативний вплив на продуктивність двигуна, тому що магніти стають настільки близькими один до одного, що протікають один до одного. Однак ефект мінімально помітний для низькошвидкісних двигунів з маточиною.

Хоча відсоток заповнення не розраховується в конструкторі роторів GoBrushless, ви можете легко розрахувати його за допомогою

Fill = (14 k Ширина магніту) / (pi Діаметр ротора), використовуючи узгоджені одиниці, наприклад, міліметри.

Що це за k, який я вставив у рівняння? Ще одна випадкова константа, яку слід відстежувати? AAAAHHH

Не зовсім. Припустимо, ви не можете отримати хороше заповнення і прийнятне число повітряних зазорів, використовуючи цілісні квадратні магніти, і ви не можете змінити діаметр ротора.

Допускається використання двох менших магнітів поруч для імітації одного великого магніту. Це також має перевагу в кращій відповідності до круглих стінок ротора. Менші магніти є кращим наближенням до гри з квадратом кола. Чим менше ваш зазор відхиляється від середнього значення, тим менше пульсацій крутного моменту буде демонструвати ваш двигун.

Звідси моє посилання на кратні 14 раніше. Конструкція ротора GoBrushless передбачає рівномірне розміщення всіх магнітів, але поки вони рівномірно розміщені, немає жодної причини, чому ви не можете згрупувати їх у більші метамагніти, як показано на малюнку 3 нижче.

У крайньому випадку RazEr, я використовував чотири міні-магніти, щоб зробити один магнітний полюс. Два поруч і два ряди в глибину. Коефіцієнт заповнення був неймовірно близький до 100%!

Довжина магніту

До цього моменту ваш дизайн був виключно 2D. Після того, як ви отримали правильний профіль магнітів, вам потрібно переконатися, що вони доступні в потрібній довжині.

Довжину магніту можна трохи підробити. Оптимально, якщо довжина магніту дорівнює довжині статора (L). Це тому, що сталь у статорі фокусує магнітне поле, що генерується обмотками двигуна, на магнітах. Коротші магніти призведуть до неоптимальної продуктивності. намагайтеся уникати цього, тому що частина поля статора буде по суті вистрілювати в порожній простір.

Також не рекомендується замовляти магніти, які занадто довгі, ніж статор. Це призводить до взаємодії з кінцевими витками ваших обмоток, що є небажаним. Невелике збільшення довжини, наприклад, на один-два міліметри, щоб досягти запасного розміру магніту, є цілком прийнятним.

У двигуні RazEr у мене був статор шириною 35 мм, але не було 35-міліметрових магнітів. Таким чином, я встановив два 20-міліметрові магніти, що збільшило ширину магніту до 40 мм. Я вирішив жити з виступом, так би мовити.

Товщина ротора

Одне з обмежень, з яким ви зіткнетеся. це зовнішній діаметр ротора. У найкращому випадку ідентифікатор встановлюється за допомогою магнітів, і ви маєте повну свободу дій ззовні. Однак, якщо ви вже вибрали своє майбутнє колесо та шини, ви можете зіткнутися з обмеженнями тут.

Це проблематично, оскільки ви не можете зробити стінки ротора занадто тонкими. Мало того, що конструкційна міцність страждає, але магнітне поле ваших постійних магнітів не буде належним чином утримуватися. Якщо він витікає, то напруженість поля повітряного зазору B буде страждати, тому що те, що виходить з двигуна, не повертається назад, так би мовити.

Емпіричне правило полягає в тому, щоб зробити банку більше половини товщини магніту. Перехід під це призведе до швидкої втрати утримання потоку. Це не зашкодить перерахувати. насправді, якщо ваш ротор дуже товстий, він може бути частиною конструкції двигуна. Більшість комерційних втулкових двигунів для велосипедів та великих (дорожніх) скутерів і мопедів виготовляються саме таким чином. Єдиним потенційним недоліком масивного ротора є його вага.

Крок 8: Механіка та матеріали

Тепер ми переходимо до механічної конструкції. Давайте встановимо основні правила для того, що вам може знадобитися або до чого у вас є доступ.

Матеріал ротора

Ваші магніти бажано розмістити в матеріалі, який має низький опір магнітному полю, а також не намагнічується постійно в присутності магнітів. Для оптимізації магнітних властивостей двигуна було винайдено багато високоефективних сплавів нікелю, кобальту, заліза та інших металів. Вони дорогі, вимагають спеціальної термічної обробки і навіть специфічних процесів обробки, щоб відповідати геометрії магнітної машини.

Ми не будемо з цим заморочуватися. Найпоширенішим матеріалом ротора для любителів є звичайна сталева труба. Він досить добре справляється з поставленими завданнями, а головне. дешевий і легкодоступний. Я перелічу джерела сталевих труб у розділі “Ресурси”, але, як правило, труба, яку ви купуєте, повинна бути сталевою:

низьковуглецева або м’яка сталь. Високовуглецеві та сильнолеговані сталі мають значно гірші магнітні властивості.

безшовні або як мінімум трубки в стилі DOM. Це більшість сталевих труб, але незалежно від цього слідкуйте за ними. Трубки DOM мають більш рівномірну товщину стінок і не мають потворного зварного шва, що впливає на безкруглість. Як правило, він виготовляється з жорсткими допусками. Уникайте чавунних труб.

гладко оброблена. Точне шліфування або механічна обробка та полірування не принесуть вам ніякої користі, якщо це вже точно не той діаметр, який вам потрібен.

Негабаритні (зовнішній діаметр більший за зовнішній діаметр ротора) та малі (внутрішній діаметр менший за поверхню кріплення магніту), щоб ви могли їх обробити і не турбуватися про те, що вони вийдуть за межі фізичного прояву ваших матеріалів.

Оскільки єдиним елементом, який повинен підтримувати магнітне поле у вашому двигуні, є ротор, торцева кришка та інші елементи конструкції повинні бути лише механічно міцними. Це означає, що у вас є набагато більше вибору. Як правило, це якийсь кольоровий (не сталевий) метал.

Алюміній. вибір номер один. Він легкий, міцний, легко піддається механічній обробці та поширений. Однак не зовсім дешевий у великих розмірах.

Пластмаси! Інженерні полімери, такі як нейлон, полікарбонат, ацеталь та поліетилен високої щільності та з високою молекулярною масою, мають високу міцність і легкість. Крім того, пластикові машини, як. ну, пластик. Легко надавати форму, особливо якщо ви новачок в обробці.

Деякі пластмаси дозволяють вашому двигуну мати магічний ефект прозорості. BWD Scooter використовує бічні пластини з лексану (полікарбонату), щоб ви могли бачити робота в замаскованому вигляді.

Якщо вам подобаються ці речі, ви можете виготовити торцеві панелі зі склопластику або вуглецевих панелей. Максимально легка вага і жорсткість, але пам’ятайте про те, що вам доведеться якось прикріпити його до банки. Це буде розглянуто найближчим часом.

Матеріал центрального валу

Найважливіша риса валу. він не може згинатися. Я розгляну конструкцію валу незабаром, але ви повинні очікувати, що виготовите вал з якогось металу. Більші двигуни з маточиною використовують сталь, менші можуть бути алюмінієвими. Я використовував алюмінієвий вал на двигуні Razer для економії ваги та простоти обробки.

Алюміній повинен бути обмежений авіаційними сплавами: 6061, 2024, 7075 та подібними. Вони пропонують вищу міцність, ніж інші марки алюмінію.

Ви можете обійтися валом з м’якої сталі, наприклад, з низьковуглецевих сплавів 10хх (e.g. 1018, 1020), але якщо ви вже використовуєте сталь, перехід на вал із середньовуглецевої або легованої сталі не зашкодить. Дуже низьколеговані сплави (1006 і подібні) погано піддаються механічній обробці. вони насправді занадто м’які, щоб тонко обробити машину.

Давайте будемо чесними: двигун. це точне вирівнювання протилежних магнітних полів. Для їх виготовлення незмінно потрібен доступ до верстатів. Якщо тільки ви не дуже вправні зі своїм дрилем і Dremel і не можете зробити щось концептуальне з точністю до 5 тис. дюймів (0), вам не вдасться його виготовити.005, або близько 0.1 міліметр!) для виготовлення торцевих кришок і ротора (і валу, і кріплення статора). ) вимагатиме доступу до.

Металевий токарний верстат. Не токарний верстат по дереву, де ви самі тримаєте інструмент, а токарний верстат по металу. Якщо ви дійшли до цього місця, я припускаю, що ви вже знаєте, як керувати таким верстатом, тому що давати уроки з механічної обробки через Instructables дещо клопітно.

Вам знадобиться можливість точно розточити внутрішній діаметр. Обов’язково потрібні розточувальні бруски або щось, що може їх замінити.

Фрезерний верстат або, як мінімум, свердлильний прес з X-Y столом і можливістю індексації кріплень. Це може бути повнорозмірний Bridgeport або подібний, або мініатюрний млин для хобі, як ті, що можна знайти в Harbor Freight. Повинні бути доступні основні інструменти. У вас повинен бути шпиндельний свердлильний патрон для точного свердління отворів, як мінімум.

Щось на кшталт лещат. Зручно мати, щоб заштовхувати підшипники та банки, а також тримати статор, коли намотуєш його! Додатковий важіль допоможе лише в обмотці.

Вимірювальні штангенциркулі, мікрометри, дільники тощо. Оскільки кілька деталей повинні щільно прилягати одна до одної, ви повинні мати метрологічні інструменти. Я обходжуся одним цифровим штангенциркулем.

Крок 9: Центр світу

Весь ваш двигун обертається навколо центрального валу.

Двигуни навиворіт, такі як втулкові двигуни, мають перевагу в тому, що їх вал фактично нерухомий. Це також єдиний механічний зв’язок із зовнішнім світом, тому що. ну, а все інше рухається навколо нього. Отже, вал повинен бути міцним і стійким до деформації або вигину. Позаосьовий, зігнутий або іншим чином неправильно сконструйований старий вал спричинить коливання, навантаження на підшипники, а з вашою вагою на ньому може перевищити міцність ваших кріплень.

Одноопорний vs. З подвійною підтримкою

Існує два варіанти розташування верхнього рівня, і вони мають певні наслідки щодо сумісності з автомобілем і конструкції вала.

з однією опорою, з однією опорою або в автомобільному стилі. Найпоширеніший стиль для двигунів з великими маточинами, таких як ті, що використовуються на. автомобілів. Встановлення тільки з одного боку. Таким чином, вал використовується на вигин. Вали та підшипники для двигунів такого типу повинні бути набагато товстішими та міцнішими, щоб уникнути пошкоджень, ніж у.

з подвійною опорою, або за типом велосипеда. Найпоширеніший для невеликих двигунів з маточиною. Вага транспортного засобу тисне з обох боків нерухомого валу, і навантаження на підшипник виникає між цими двома точками. Для коротких відстаней між опорами вал використовується на зсув. Така конструкція забезпечує кращу жорсткість, але вона не така зручна в обслуговуванні, оскільки двигун оточений транспортним засобом з обох боків.

Наразі я зосереджусь на валах з подвійною опорою, оскільки конструкції з однією опорою. це буквально половина першої.

Одинарний підшипник проти. Подвійний підшипник

Ох ох. Тут навіть є відмінність? Так! Ротор в зборі може мати опору тільки з одного боку, тобто одну торцеву кришку, або мати дві торцеві кришки і бути повністю закритим.

Системи з одним підшипником представляють переважну більшість середньостатистичних випереджувачів. Хоча більшість з них використовують вал під напругою, принципи роботи ті ж самі: ротор підтримується тільки з одного боку, а інший відкритий для повітря.

Окрім того, що внутрішні частини вашого двигуна піддаються впливу погодних умов та сміття, для правильного проектування системи з одним підшипником необхідні знання деяких проміжних принципів машинобудування. Я не розглядатиму двигуни з одним підшипником, оскільки вони механічно менш міцні, ніж двигуни з двома підшипниками еквівалентного розміру.

Ви можете мати двигун з одним підшипником з подвійним кріпленням до рами, але тоді це просто безглуздо, ні?

Ротори з подвійним підшипником або двома торцевими кришками. це те, що по суті є всі двигуни виробничих концентраторів. Навіть якщо вони одноопорні (автомобільний стиль), все одно є передня та задня кришки, обидві з яких тримають підшипники. Вони забезпечують ідеальне симетричне навантаження, що запобігає деформації ротора і зіткненням магніту зі статором.

Загальний огляд конструкції валів

На малюнку 1 показано основну схему поперечного перерізу центрального валу типового двигуна з маточиною.

Зовнішня монтажна поверхня є основним засобом кріплення до транспортного засобу. Це може бути болтоподібний виступ із зовнішнім різьбленням або квадратна затискна поверхня. Це може бути відсутнім у компактних двигунах, але майже завжди зустрічається на двигунах велосипедного типу, оскільки вони призначені для встановлення прямо на місце немоторизованого заднього колеса.

Зовнішній монтажний зазор. це буртик, який забезпечує відстань між рамою транспортного засобу та поверхнею ротора. Може збігатися або не збігатися з фізичним діаметром.

Підшипникові гнізда. це точно оброблені поверхні, на які встановлюються підшипники двигуна. Жорсткі допуски (від 1 до 2 тисячних або менше)!) необхідні для правильного використання підшипників.

Внутрішній зазор підшипника служить обмежувачем для підшипників, щоб вони не могли зміститися в осьовому напрямку.

Монтажна поверхня статора може безпосередньо з’єднуватися зі статором, або підтримувати маточину чи інший механізм для утримання статора. Як правило, найбільший діаметр вала відбувається тут.

Внутрішня монтажна поверхня виконує ту ж функцію, що і EMS, але знаходиться на внутрішній стороні валу. Зазвичай це має вигляд отвору з різьбою, в який можна вкрутити гвинт, що кріпиться до рами транспортного засобу. Можна використовувати будь-яку практичну комбінацію функцій EMS або IMS. це питання дизайну.

Однак є один дуже важливий аспект внутрішніх особливостей, про який ви повинні знати.

Виведення проводів

Без електричного з’єднання із зовнішнім світом ваш двигун не може працювати! Як мінімум, вам потрібно передбачити три дроти великого калібру для виведення їх зсередини двигуна. Якщо ви плануєте використовувати датчики на основі ефекту Холла, загальна кількість проводів може збільшитися до восьми: 3 великих і 5 малих сигнальних проводів.

Взагалі кажучи, існує два способи підведення провідників до обмоток:

Через центр валу. Вал порожнистий, і двигун кріпиться за допомогою зовнішніх елементів. Для цього потрібно просвердлити центр вала, залишаючись при цьому концентричним і одноосьовим. Поперечний отвір або проріз свердлиться всередині двигуна, зазвичай біля поверхні кріплення статора, щоб з’єднати внутрішню частину двигуна із зовнішньою. Потім дроти проходять через цей центральний отвір.

Крім валу. У випадку з RazEr’ом я вирішив використати такий метод: вирізати невеликий шпоночний паз (фактично плоский) і просто протягнути дроти через нього. Хоча цей метод простіший, він призводить до того, що дроти проходять дуже близько до поверхонь, що обертаються, а також означає, що частина підшипника двигуна не має контакту з валом. Це механічно неоптимально.

Приклади кожного методу наведені на малюнках з 3 по 5 нижче.

Так, я знаю, ми повинні поговорити про це врешті-решт. Той факт, що ви повинні забезпечити достатньо місця для прокладання кабелів, означає, що вал двигуна не може бути занадто малим у діаметрі. Вали малого діаметру також не сприяють підвищенню жорсткості.

Для двигунів з маточинами справедлива стара приказка: “Чим більше, тим краще”. Використовуйте найбільший діаметр, який вам доступний, або який дозволяє конструкція!

Обидві ітерації двигуна RazEr використовували вали діаметром 15 мм. Я вважаю, що це адекватно для приблизно 2-дюймового прольоту, який вони повинні були подолати.

Розмір валу напряму залежить від того, які підшипники ви можете використовувати. Говорячи про підшипники.

Крок 10: Встановіть підшипники!

Плавні підшипники мають велике значення для електродвигуна. У втулковому двигуні вони ще важливіші, оскільки повинні витримувати повну вагу автомобіля, тоді як стандартному двигуну непрямого приводу доводиться миритися лише з натягом ланцюга.

Загальні знання про підшипники

Цілком ймовірно, що в кінцевому підсумку ви будете використовувати мініатюрні метричні однорядні радіальні кулькові підшипники у своїй конструкції, оскільки вони є найпоширенішими типами в усьому світі. Такі підшипники розраховуються за системою 6000.

Підшипники оцінюються за їх динамічною радіальною вантажопідйомністю. Динамічне означає рух, а радіальне навантаження. це будь-який напрямок, ортогональний до осі валу. тобто, будь-яким способом, який ви можете придумати для його навантаження. Кулькові підшипники, як правило, не розраховані на упорні навантаження, які співвісні з валом.

Середній підшипник типу 6001 має отвір 12 мм, зовнішній діаметр 28 мм, ширину 8 мм і рейтинг DRL близько 1000 фунтів. Це може здатися багато, і це так. якщо у вашому застосуванні застосовуються постійні навантаження з незначними або відсутніми ударами, наприклад, у промисловому двигуні, що приводить в рух шків або щось подібне. Це ніколи не стосується двигунів з маточинами.

Що вбиває кулькові підшипники. це ударне навантаження. Ви наїжджаєте на вибоїну, тротуар, маленьку тварину тощо. Навіть просто шви на тротуарі можуть створювати імпульсну силу в тисячі фунтів за долі секунди. Сила пропорційна прискоренню, а удар об щось тверде надає дуже високих прискорень масам, що зіштовхуються. Вихід з ладу підшипника викликається обварюванням або кульками, що вкладають розводи в гонки підшипників від ударних навантажень. Це призводить до хрусткого звуку підшипника.

У найгіршому випадку ви можете деформувати або розбити кульку, і ваш підшипник зазвичай заклинює. Отже, ніколи не завадить використовувати в двигуні найбільші підшипники, які ви можете спроектувати. Вищевказаний підшипник 6001 є хорошим вибором, якщо вас не турбує обмежений діаметр валу.

Тонкопрофільні підшипники

Серії 6800 і 6900 описують тонкостінні підшипники, які мають мінімальну різницю між отвором і зовнішнім діаметром. Більші іноді називають кільцевими підшипниками.

Вони зручні тим, що мають великий діаметр вала, що добре підходить для зазору для проводів, але при цьому не мають надмірно великого зовнішнього діаметра або ширини. Зрештою, ви не хочете, щоб ваші підшипники з’їдали весь дорогоцінний простір між вашими монтажними поверхнями.

Однак серії 6800 і 6900 мають тонкий переріз з певної причини. Вони призначені для дуже легких навантажень. Мінімальна різниця в зовнішніх і внутрішніх розмірах означає, що товщина сталі приноситься в жертву економії місця. Ці підшипники зазвичай мають DRL не більше кількох сотень фунтів.

Так, це все ще звучить як багато, так? Але товщина зовнішніх і внутрішніх сталевих доріжок може становити лише два-три міліметри. Підшипники з тонкими секціями ламаються легше, ніж їх більш м’ясисті побратими, тому що тонкі сталеві доріжки мають менший опір силовим впливам, наприклад, перевантаженої кульки.

Я б застеріг від використання серії 6800 взагалі. Серія 6900 трохи важча за конструкцією і є хорошим проміжним варіантом між кільцевими підшипниками та звичайними підшипниками.

Наприклад, кульковий підшипник 6802 має отвір 15 мм і лише 24 мм в поперечнику. Підшипник 6902 має такий самий отвір, але діаметр 28 мм, і витримує вдвічі більше номінального навантаження за стандартом ABEC-1 загального призначення. Душевний спокій ще на 4 міліметри?

Закриті або екрановані?

При виборі підшипників ви часто знайдете їх у незліченній кількості смаків, регалій та рівнів оздоблення. Зазвичай питання зводиться до відкритих, герметичних або захищених підшипників?

Відкриті підшипники відкриті для повітря. Ніщо не захищає доріжки кочення підшипника від пилу, піску та забруднень. Вони також не можуть утримувати мастило. Відкриті підшипники дуже швидко руйнуються під час роботи двигуна маточини. Такі підшипники частіше зустрічаються всередині двигунів або двигунів, де вони занурені в мастило і закриті ззовні.

Екрановані підшипники. наступний рівень захисту від бруду. Тонкий металевий екран над доріжками кочення кульок захищає їх від потрапляння всередину. Однак металеві екрани не контактують з внутрішньою поверхнею, тому з часом всередину все одно потрапляють забруднення. Це, безумовно, найпоширеніші шарикопідшипники, оскільки вони являють собою хороший компроміс.

У герметичних підшипниках використовується гумове ущільнення для досягнення тих же цілей з більшою безпекою. Недоліком ущільненого підшипника є більший опір вільного ходу, оскільки гумове ущільнення треться об внутрішню доріжку під час руху.

Якби у мене був вибір, я б обрав закриті підшипники. Різниця в ціні між ними і захищеними зазвичай мінімальна, вони краще утримують мастило, і взагалі, металеві екрани легше деформувати або пошкодити, ніж гнучке гумове ущільнення

Встановлення підшипників Кулькові підшипники є прецизійними пристроями, а тому потребують точності для правильного встановлення та використання. Ніколи не використовуйте молоток або киянку для встановлення кулькових підшипників. Якщо вони не вставляються, використовуйте відповідний оправний прес! Навіть лещата краще, ніж нічого (і ні, я не маю на увазі ручки лещат).

Встановлення підшипників має бути прямим (не кривим), а різниця між зовнішнім діаметром підшипника та отвором на вашій монтажній поверхні має бути менше 1 тисячної дюйма. Це 0.001 дюйм, або.02 міліметри. Це дуже точно.

Занадто щільне прилягання призведе до хрускоту та важкого обертання підшипника. Використання підшипника таким чином може швидко зруйнувати його.

Нещільну посадку, якщо вона менше 5 тисячних, зазвичай можна врятувати, використовуючи фіксуючу суміш, таку як Loctite 609. Дуже вільні посадки взагалі не рекомендуються.

Крок 11: Граничні умови для вашого двигуна

Ми дійшли до останньої і найважливішої частини двигуна: кришок.

Гаразд, я збрехав. Усе на вашому двигуні є найважливішим, але ця деталь є НАЙВАЖЛИВІШОЮ!

Кінцеві кришки двигуна. це те, що з’єднує вал вашого двигуна та банку ротора. Оскільки вони мають великий діаметр і форму диска, вони часто є найскладнішими деталями для встановлення на двигун. Вони повинні залишатися концентричними та без осьових коливань. Зазвичай в них також обробляються елементи кріплення ротора.

Посилаючись на малюнок 1 внизу, є кілька характеристик кожної конструкції торцевої кришки.

Отвір під підшипник. це точно оброблена поверхня, тобто /- 0.001 або менше, в який входять підшипники. Зазвичай це пресована посадка, але може бути щільна ковзна посадка, якщо одну сторону потрібно зняти для обслуговування.

Плече підшипника може бути присутнім, а може бути відсутнім. Якщо він є, то це, як правило, просто невелике розширення, яке приводить товщину отвору підшипника до ширини підшипника. Він може навіть не знадобитися, якщо підшипники запресовані в отвір. Він може бути ззовні або зсередини.

Зазвичай робиться розріз для полегшення обмотки, щоб магнітні дроти, що випирають зі статора, не заважали обертанню торцевих кришок. Якщо ваш двигун досить широкий, це не потрібно, але для двигунів з обмеженим простором, таких як мій двигун для скутера, потрібно, щоб торцеві кришки прилягали до нерухомих внутрішніх частин.

Створення полегшення обмотки призводить до тарілкоподібної торцевої кришки.

Монтажна поверхня та пристосування для кріплення бідона. Поверхня. це широка циліндрична поверхня, яка з’єднується з магнітною банкою, а положення. це лише мій термін для опису того, як банка утримується на місці. Незалежно від того, як бляшанка встановлена фізично, сама поверхня повинна бути гладкою і добре припасованою: якщо ви не збираєтеся цілеспрямовано використовувати метод постійного пресування, залиште це плавне прилягання, що вказує на діаметральну різницю в.002 або менше.

З точки зору того, як насправді монтувати банку, є кілька підходів. На малюнку 1 показані радіальні різьбові отвори, які проходять крізь бляшанку і входять у кришку.

На інших фотографіях моїх двигунів для скутерів показані осьові отвори, які дозволяють мені прикрутити болти через банку або навколо неї.

Наскрізні осьові гвинтові отвори, які роблять саму банку конструкцією, є найпоширенішим методом для великих велосипедних та автомобільних двигунів. Якщо у вас є вільний простір, він також є найсильнішим!

Скутер BWD є чудовим прикладом наскрізного осьового гвинтового кріплення. На ковпаках також помітний зовнішній бурт підшипника.

У вас є можливість інтегрувати кріплення для коліс у ваші кришки, що я і зробив для RazEr. До речі, про це.

Крок 12: Монтаж колеса

Ей, оскільки це двигун з втулкою, повинен бути спосіб встановити на нього колесо або щось подібне. Можливо, ви вже вибрали колесо, щоб вмонтувати в нього двигун, або будуєте двигун, щоб згодом встановити на нього шину.

Спочатку давайте розберемося з термінологією. Шина. це те, що контактує з землею. Обід. це те, на що кріпиться шина, так само, як у велосипеді чи автомобілі. Втулка. це те, до чого кріпиться обід. Ми будуємо двигун на втулці.

Цілком розумно інтегрувати обід і маточину в невеликий двигун. Ми побачимо, що інтеграція була моїм вибором для RazEr.

Кріплення колеса, як правило, буває одного з декількох видів, як і все інше. Точний метод, який ви можете в кінцевому підсумку використовувати, сильно залежить від вашого доступного простору та існуючих специфікацій коліс.

Автомобільний стиль. Втулка відрізняється від обода. Якщо ви буквально будуєте двигун з маточиною для автомобіля (чому ви читаєте цю статтю?)?), то він пропонує найбільшу гнучкість з точки зору розміщення та вибору коліс. Зварні або штамповані шпильки зазвичай виходять з однієї торцевої кришки, щоб можна було встановити обід.

Велосипедний стиль. У випадку велосипедних двигунів обід все ще відрізняється від маточини, а радіальні спиці виходять з фланців на корпусі двигуна, як правило, з торцевих кришок.

Стиль скутера. Вироджений випадок велосипедного двигуна, обод досить малий, щоб його можна було безпосередньо прикрутити до виступів торцевої кришки. Обод все ще чітко виражений і знімний.

Мій стиль. Проілюстровано нижче на малюнках 2. 4, це просто ставить шину (в моєму випадку, подрібнене і прикручене гвинтами колесо скутера) безпосередньо між торцевими кришками, сидячи на двигуні може. Не можна обслуговувати без зняття кришки двигуна, що фактично означає розбирання двигуна. Таким чином, двигун RazEr не дуже підходить для публічного використання.

Модифікована версія стилю chuxx0r. знімні кільця, які є логічним (але не фізичним) продовженням торцевих кришок ротора, які тепер повністю знаходяться всередині банки, і кріпляться за допомогою радіальних гвинтів. Це означає, що я можу відкрутити одне з кілець, зняти колесо, поставити нове і знову все прикріпити.

Просто приклеюємо гуму до зовнішньої сторони бляшанки. Так, це можна зробити. Ви будете робити шини для парових катків, і вам краще бути впевненим, що клей міцний!

Випотрошення коліс

Якщо ви будуєте маленькі двигуни, як я, зазвичай важко знайти лише одну шину для двигуна. Вам доведеться вирізати його з іншого колеса.

Це складна технологічна операція, тому що ви не можете прикріпити кріплення до гумових шин. вони просто деформуються. Якщо ви можете надійно затиснути колесо на поверхні машини, то неодмінно відріжте.

Якщо колесо досить маленьке, ви можете використовувати оброблювану цангу на токарному верстаті, щоб захопити всю зовнішню частину за один раз. Зазвичай вона набуває достатньої жорсткості, щоб дозволити вам вирізати центр. Ці речі виготовляються до 6 дюймів або близько того для звичайних, імпортних пристосувань.

Зробіть оправку, яка кріпиться через центр колеса. Тепер ви закріпили колесо в його найсильнішій точці.

Лиття власних шин

Безумовно, варіант, і для справді хардкорних любителів “зроби сам”, найпродуктивніший. Я не маю досвіду роботи з уретановим або гумовим литтям, тому можу лише порадити вам прочитати більше інструкцій.

Крок 13: Примітки до виготовлення та висновок

Ось так. Я щойно написав 12 сторінок з інструкціями, не кажучи вам, як щось будувати. Я думаю, мало хто може це перевершити.

Це лише посібник, який допоможе вам зрозуміти, що ви можете зробити. Я не включив вказівки про те, як виготовити один конкретний двигун, тому що це передбачає занадто багато інженерних знань, щоб сказати комусь слідувати моєму прикладу, принаймні, на мою думку. У наступній статті я, можливо, розповім про особливості побудови двигуна RazEr’а. Але, в інтересах модульності, я вирішив зробити все окремо цього разу.

Можливо, ви, хлопці, зможете заповнити мою прогалину, розповівши про те, як ви зробили свій мотор-концентратор!

Однак, що я можу зробити зараз, так це зробити кілька приміток щодо виготовлення, коли ви почнете свою пригоду з двигуном для концентратора.

З точки зору дизайну двигуна, тут потрібно використовувати найсильніші магніти і найбільший статор, використовуючи якомога більше витків найбільшого дроту, що проходить через батарею з найвищою напругою, яку ви можете дістати. Максимізуйте всі N, R, L, i та B. Але зачекайте, я думав, що раніше ви казали, що якомога менше витків. це найкраще? Не обов’язково: Я сказав, що достатня кількість обертів, щоб отримати робочий кілометраж, сприяє зниженню опору двигуна. Немає необхідності обмежувати себе низьким числом обертів. Насправді, високе число витків при високій напрузі майже завжди краще, ніж низьке число витків і високий струм!

Використовуйте хорошу високотемпературну 24-годинну епоксидну смолу, щоб приклеїти магніти. Дешева 5-хвилинна епоксидна смола з будівельного магазину має недостатній час для затвердіння, а хімічні зшивки не такі міцні. Рекомендується тонка ламінуюча епоксидна смола (для скловолокна та вуглецевого волокна) з мікросферним наповнювачем. Наповнювач скорочує робочий час епоксидної смоли, але робить її міцнішою та чіпкішою.

Говорячи про приклеювання магнітів, ви можете помітити, що вони мають тенденцію клацати один до одного у вашій банці. Щоб уникнути цього, наріжте кілька паличок морозива у формі клинів і просуньте їх у щілину, щоб відокремити магніти.

Ротокал GoBrushless також генерує зображення орієнтира для розміщення магнітів. Роздрукуйте це в повному масштабі на аркуші паперу і приклейте магніт на нього.

Поки у вас є доступ до верстата, зробіть пристосування та пристосування, які допоможуть вам приклеїти магніти. Намагайтеся, щоб вони не плавали під час приклеювання.

До речі про епоксидну смолу, герметизація обмоток двигуна високотемпературною емаллю або епоксидною смолою утримає їх разом (запобігаючи розплутуванню або хитанню) і зробить їх більш термостійкими. Зробіть це ПІСЛЯ того, як переконаєтесь, що двигун працює і обмотка правильна.

Ніколи не намотуйте дроти на голий статор. Металеві краї проколють тонке емальоване покриття магнітопроводу і призведуть до замикання фази на осердя. Ви зобов’язані зробити більше одного, тому фази будуть замикатися одна на одну!

Якщо ви не можете уникнути намотування на голий статор, рясно нанесіть термоусадку або ізоляційну стрічку на внутрішні кути статора та обережно намотуйте. Якщо ви створили коротке замикання, ви ОБОВ’ЯЗКОВО перемотайте цю фазу.

Натягніть дроти щільно. Вільні обмотки з більшою ймовірністю можуть бути пошкоджені, і вони довші, ніж потрібно, тому ваш двигун має додатковий опір.

Ізолюйте, ізолюйте, ізолюйте. Дріт проходить повз високошвидкісні поверхні, що обертаються, і якщо дозволити йому тертися, то ізоляція буде стиратися.

Використовуйте хороший, гнучкий дріт. Силіконовий дріт з великою кількістю жил (HSC), зокрема популярний Wet Noodle від W.S. Дін. найкращий вибір.

Використовуйте високоякісне обладнання. У двигуні Razer я зробив помилку, використавши гвинти з нержавіючої сталі, тому що вони були дешеві і вже були в будівельному магазині (замість того, щоб замовити високоякісні гвинти з внутрішнім шестигранником). Погана помилка. вони стриглися і зачищалися один за одним, залишаючи двигун зруйнованим.

Примітка щодо управління двигуном

Двигуни BLDC можуть бути з датчиками або без датчиків.

Сенсорні двигуни мають датчики ефекту Холла, які реагують на магнітні поля. У середньостатистичному двигуні з датчиком є щонайменше три датчики, і вони функціонують як дуже грубий датчик положення. Контролер двигуна з датчиками зчитує стан цих датчиків і співвідносить їх з положенням двигуна через таблицю пошуку. Потім він видає на двигун відповідні рівні напруги відповідно до цієї таблиці станів. Це називається просторовою векторною модуляцією.

Yours Truly побудував повністю апаратний (логічні мікросхеми, операційні підсилювачі, жодних мікроконтролерів) комутатор двигуна SVM для класного проекту. І це справді спрацювало.

Бездатчикові двигуни керуються контролерами, які відчувають зворотну ЕРС. Пригадайте зі сторінки про двигуни постійного струму та їхню здатність використовуватись як генератори? Щоразу, коли безщітковий двигун рухається, він видає синусоїдальну (або трапецієподібну) форму сигналу на своїх 3 з’єднаннях. Інтелектуальний контролер може фактично зчитувати ці напруги і мати уявлення про те, в якому напрямку рухається двигун. Потім він може впорядкувати свій вихід, щоб заохотити двигун продовжувати обертатися, створюючи крутний момент.

У чому різниця? Один має ще 3 частини, а інший ні?

Бездатчикові двигуни не можуть працювати на холостому ходу, якщо тільки контролер не дуже складний. Якщо двигун не рухається, контролер не може знати, де він знаходиться. Існують контролери, які можуть визначати положення двигуна на основі впливу магнітів двигуна на фазну індуктивність. Однак вони безбожно дорогі і є новою промисловою технологією (що робить їх ще дорожчими).

Отже, якщо ви тримаєте двигун без датчиків, ви можете виявити, що ви запускаєте свій транспортний засіб.

Переважна більшість недорогих контролерів двигунів літаків R / C є бездатчиками.

Двигуни з датчиками можуть працювати з нульовою швидкістю, але потребують контролера, який може їх зчитувати. Вони, як правило, дорожчі, ніж їхні бездатчикові побратими.

Крім того, якщо ви додаєте датчики до двигуна, ви повинні розмістити їх у правильних місцях. Розміщення датчика Холла. це квазінетривіальний процес, який вимагає знання співвідношення електричних роз’ємів двигуна.

Існує два популярних варіанти розміщення датчика Холла: 60 градусів і 120 градусів. Я збираю це на своєму веб-сайті, але градуси відносяться до того, на скільки електричних градусів один від одного знаходяться датчики.

Щоб правильно розмістити датчики Холла у вашому двигуні, ви повинні знати, скільки електричних градусів займає кожне гніздо (або зуб):

°elec = 360 p / t

де p = кількість пар полюсів. Для двигуна LRK це 7. Аналогічно, t, кількість гнізд статора, дорівнює 12.

Для двигуна LRK електричний градус одного гнізда становить 210 градусів.

Тепер, коли ви знаєте °elec вашого двигуна, ви можете технічно розмістити перший датчик де завгодно. Назвемо це датчиком A. Я щойно вставив його між обмоткою Aa першої фази.

Ви повинні розмістити датчик B у гнізді, яке на °elec випереджає датчик A. Це може насправді потрапити або не потрапити в середину паза, і це ітеративний процес. Кожен слот має 210 електричних градусів, тому починайте додавати. Починаємо з 0 градусів, положення датчика A. Відстежуйте, скільки разів ви додаєте, обертаючи на 360 градусів для кожного результату, поки результат не стане рівним 120.

1) 0 210 = 210. Не потрібно за модулем 360. Кількість додавань. 1.

2) 210 210 = 420. Відніміть 360. Результат. 60. Кількість додавань дорівнює 2.

3) 60 210 = 270. Не потрібно додавати по модулю 360. Кількість поповнень. 3.

4) 270 210 = 480. Відніміть 360. Результат. 120. Кількість доданків. 4. Ви виграли.

Таким чином, датчик B повинен знаходитися на відстані 4 слотів від датчика A, а датчик C. ще на 4 слоти.

Досить зручно, що в двигуні LRK розміщення датчика Холла під кутом 120 градусів фактично призводить до того, що датчики фізично знаходяться на відстані 120 градусів один від одного. Хіба це не чудово??

Датчики ускладнюють проблему з підключенням, оскільки вам знадобиться щонайменше п’ять додаткових проводів: Логічне живлення, заземлення та три виходи A, B і C.

Однак я вважаю, що сенсорні двигуни (або химерний індуктивний бездатчиковий джигіт) найкраще підходять для невеликих електромобілів. І електромобілі в цілому. Дозволяють повною мірою скористатися величезним крутним моментом двигунів BLDC, використовуючи їх на нульовій швидкості!

Зробити електромобіль своїми руками. це весело і захоплююче, а також скарбниця можливостей для навчання. Сконструювати власний двигун. нелегка справа, особливо якщо він буде працювати на автомобілі власної конструкції.

Я сподіваюся, що майбутні правила, які регулюють індустрію електромобілів, що зароджується, і закони, що регулюють їх експлуатацію, нададуть амністію або навіть заохотять механіків-аматорів, любителів і експериментаторів, які займаються саморобними електромобілями.

Віртуально відтворений двигун на першій сторінці. це двигун для мого наступного божевільного проекту електромобіля: Deathblades. Я маю намір зробити те, що багато людей тиснули на мене, і закинути технологію RazEr в деякі візки для ніг з певною травмою голови. Дивіться на моїй сторінці на YouTube чудову анімацію про те, як збирається двигун хаба. Якщо вас збентежило моє пояснення на тисячу слів, це допоможе вам розібратися!

Якщо ви ніколи не бачили RazEr в дії, подивіться відео з його випробуваннями тут.

Я буду оновлювати, редагувати і змінювати речі по ходу, тому якщо ви побачите якісь кричущі упущення або помилки, обов’язково вказуйте мені на них!

І удачі! Список ресурсів дивіться на наступній сторінці!

Крок 14: Ресурси, посилання та база знань

GoBrushless Ці хлопці в основному займаються двигунами для невеликих літаків, але їхній конструктор роторів. просто знахідка. Вони також продають запасні статори в діапазоні розмірів 50 мм і 60 мм.

Супер Магнітна Людина Авторитетний дилер на складі та на замовлення! неодимові високоміцні магніти. Всі мої магніти для двигуна прийшли від нього. Джордж. доброзичлива людина, з якою можна мати справу, і він переповнений всілякою інформацією про магніти.

Виготовлення магнітів на замовлення від Джорджа зазвичай займає від 3 до 4 тижнів, а їхня ціна лише трохи вища за звичайні магніти. Це абсолютно феноменально: За трохи більше грошей ви можете отримати повний комплект магнітів, пристосованих до вашого електродвигуна.

Protolam Ці хлопці безкоштовно надали залізо для BWD Scooter. У них є власні пуансони та лазерні різаки, і вони зроблять невеликі кількості для ваших експериментів

У вашому місцевому автомагазині є місцевий ремонтник електродвигунів? Завітайте до них у гості. Вони будуть раді побачити двигун, який не потребує навантажувача та 8 хлопців для роботи. Високоякісний магнітний дріт та потенційні двигуни для збирання врожаю.

Сертифікований легальний дилер товарів для хобі з Гонконгу. Запаморочливі ціни на все, і вони не намагаються приховати той факт, що їхня продукція має китайське походження. Ви можете зібрати цілу хакерську силову установку для електромобіля просто з деталей на цьому сайті. Запасіться літієвими батареями до того, як ФРС заборонить використання голих Li-пакетів.

Їх великі випереджаючі двигуни досить недорогі, щоб розглянути можливість канібалізації для статорів.

Я навіть не повинен згадувати цих хлопців. Якщо ви можете собі це уявити, вони, ймовірно, носять їх з собою, інакше не варто купувати. Магнітний дріт у величезному та святому лайні, сировина, підшипники, клеї та колеса, які можна зламати. це лише кілька речей, пов’язаних з двигунами, які я можу придумати, які ви можете знайти там.

Постачальники чудових (китайських) контролерів двигунів з датчиками, без датчиків, без датчиків і без них (постійний струм). Їх лінійка міні-контролерів KDS ідеально підійде для вашого маленького сенсорного двигуна хаба. Ви також можете не полінуватися і просто купити його у них.

Тому що всі легальні виробники підшипників мають назви з 3 літер. Недорогі підшипники для ваших двигунів. Я отримав всі орієнтири для всього, що я побудував звідси. Все, що я побудував з моменту їх відкриття, тобто. Швидкісні метали

Звідки я взяв свою гігантську сталеву трубу смерті для мотора Razer. Отримайте сировину для механічної структури вашого двигуна тут.

Містить одну з найкращих ґрунтовки для безщіткових двигунів, яку я бачив. Електродвигуни, частина 1. 5 варто прочитати, щоб отримати більше інформації з цього питання.

Все, що я щойно сказав, і навіть більше, в зручному калькуляторі у вигляді електронної таблиці! Забудьте про 4 N B L R, він дасть вам все, від профілю зворотної ЕРС до крутного моменту, розірваного на фазні напруги та індуктивності. Щоб використовувати її правильно, ви ПОВИННІ знати критичні розміри та матеріали вашого мотора. Але це приблизно настільки близько, наскільки ви можете наблизитися до того, щоб побудувати його і кинути на динамо-машину.

Цей сайт є справжнім платиновим джерелом інформації та теорії про двигуни. якщо ви можете читати німецькою. Якщо ви використовуєте автоматичний перекладач, багато чого втрачається при перекладі, тому знайдіть найближчого німецького хлопця і попросіть його про допомогу? Dr. Okon є прабатьком відомого і корисного Kombinationstabelle.

Завжди привітні до новачків та людей з питаннями. Божевільні німецькі авіамоделісти представляють тут переважну більшість усіх випадків подолання моторних обмежень, які траплялися в хобі.

Дізнайтеся більше про передісторію обмотки LRK тут.

Не хочу бути самозакоханим, але я маю погану звичку вести докладні журнали збірки про КОЖНУ річ. Задокументовано всі перебудови RazEr, його попередника Snuffles та мого найвідомішого творіння, LOLrioKart.

Людина зробила цей проект!

Ви зробили цей проект? Поділіться з нами!

Make It Bridge

Конкурс проектного навчання

6 Коментарі та думки власників

Щиро дякуємо за всі додатки, які ви нам надали, і ми всі отримали від них користь, особливо я. Сподіваюся, ви завжди в постійних торгах. Чи можете ви допомогти нам у розробці такого двигуна??Електродвигун з осьовим потоком Yasahttps://www.yasa.com/products/yasa-p400/OREVO Осьові електродвигуниhttps://avidtp.com/product/evo-motors/Велике спасибі

Привіт усім. У мене є запитання щодо двигуна концентратора bldc. Я хочу спроектувати статор У мене є діаметр статора, швидкість, напруга. Мені потрібно Як знайти кількість зубів та їх розміри, будь ласка, дайте відповідь, сер

Огляд електросамоката TurboAnt V8: Солідна угода на двох колесах

Скутер V8 має скромні характеристики, але він недорогий і має додатковий час автономної роботи для більш тривалих поїздок.

Коли Джозеф не жонглює подвійними вимогами батьківства та гри в баскетбол, він є постійним мешканцем Манхеттена, який тестує новітні технології в лабораторії CNET Labs та розробляє нові бенчмарки та методології тестування.

Знайти хорошу пропозицію на електросамокат може бути складно, але знайти доступний за ціною самокат, який до того ж може їздити на довші відстані, практично неможливо. Проте, електричний самокат TurboAnt V8 здатний подолати відстань, яку забезпечують дві бортові батареї, і коштує 600 доларів США. Він забезпечує плавну їзду і особливо підходить для новачків.

Дизайн

TurboAnt V8. це двоколісний самокат, який може розвивати максимальну швидкість до 20 миль/год і витримувати вагу до 275 фунтів. Самокат оснащений 450-ватним двигуном з передньою втулкою колеса, а вся конструкція важить 47 фунтів.

Самокат прибув майже в зібраному вигляді; мені потрібно було лише прикріпити кермо. Якість збірки міцна.- він має клас захисту IP54, що означає, що він може намокнути, але не промокнути.- і він створений для максимальної керованості на дорозі. Кермо зручне та широке, що допомагає водієві краще контролювати вибоїсту поверхню. Рукоятки пристойні і мають один гальмівний важіль, який включає як заднє механічне дискове гальмо, так і переднє електричне гальмо. Дека вкрита гумою, і мої кросівки 12-го розміру помістилися на ній з комфортом. Він має пристойний дорожній просвіт трохи більше 4 дюймів.

Самокат дійсно складається, і його механізм складання особливо вражає. Це одна клямка, яка фіксує перекладини вгору або вниз, і це можна зробити однією рукою. Ще одна річ, на яку варто звернути увагу. це підставка. Занадто часто я бачив скутери з кволими підніжками, які не витримують навіть легкого вітерця, але підніжка у V8 широка і міцна.

Особливості

V8. рідкісна знахідка за свою ціну через подвійні акумулятори. Одна батарея розміщена в деці, а інша. в рульовій колонці. Кожна з них. 36 вольт, 7.Акумулятор на 5 ампер-годин, але знімним є лише той, що в рульовій колонці. Їх можна зарядити окремо приблизно за чотири години за допомогою зарядної док-станції для знімного акумулятора та традиційного вбудованого зарядного порту. За допомогою останньої можна зарядити обидві батареї скутера приблизно за вісім годин.

TurboAnt каже, що V8 може проїхати до 50 миль на повному заряді. Самокат може працювати на одному акумуляторі, але запас ходу скоротиться вдвічі. Якщо ви розглядаєте його для поїздок на останню милю, можливо, варто залишити знімний акумулятор вдома, оскільки він додає ваги передній частині, а також робить передню винос товстішим і важчим для перенесення в складеному стані.

З настанням темряви самокат має ліхтарі спереду та ззаду на деці, а також ліхтар на кермі. При натисканні на гальма блимають задні ліхтарі та звучить дзвінок для попередження пішоходів. Дисплей, встановлений на кермі, має манометр гальмівного тиску, а також показує вашу швидкість, рівень заряду обох акумуляторів і датчик дросельної заслінки. Однак, немає лічильника пройденого шляху, щоб відстежувати, як далеко ви проїхали, і немає додатків для iPhone або Android, які б надавали вам більше даних про поїздку. Крім того, дисплей важко читати при денному світлі.

Продуктивність

У скутера V8 є три режими їзди: еко, комфорт і спорт. Під час тестування я виявив, що заява TurboAnt про запас ходу в 50 миль є оптимістичною.- можливо, можна їздити в екорежимі з легким райдером в умовах нульового вітру та на рівній поверхні. Але я проїхав близько 20-30 миль під час тестування, що все ще вражає для скутера вартістю менше 1000 грн.

Поїздка на V8 була комфортною та плавною, хоча, частково через його 9-циліндровий двигун.3-дюймові пневматичні шини та задня пружинна підвіска. Під час руху він відчуває себе міцним і не скрипить. Скутер також тихий. Він не найшвидший для розгону і не дуже хороший на пагорбах. Ви відчуєте деяке уповільнення нахилу, особливо якщо ваша максимальна підтримувана вага наближається до 275 фунтів. Важливо, що на максимальній швидкості не було ніяких коливань швидкості, а неквапливе прискорення насправді є плюсом для початківців.

TurboAnt V8 має гарне поєднання продуктивності, дизайну та функцій за свою розумну ціну. Другий акумулятор, безумовно, корисно мати для більш тривалих поїздок. Але якщо вам потрібно багато носити його з собою, акумуляторна батарея в рульовій колонці робить його незручним для носіння, і є кращі самокати, якщо комфорт при носінні є обов’язковою умовою. Але вони, швидше за все, не зможуть подолати дистанцію V8.