Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

10 Schritt:Schritt 1: CAD Schritt 2: Eli-Kart: Rahmen Schritt 3: Eli-Kart: Steering Schritt 4: Eli-Kart: Drivetrain Schritt 5: Eli-Kart: Electronics Schritt 6: Kundenspezifische Motor Hintergrund Schritt 7: Motor: Design-Constraints Schritt 8: Motor: CAD und FEM Schritt 9: Motor: Mechanik und Montage Schritt 10: Das Ende

Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen
Diese Instructable Details der Konstruktion und Herstellung von elektrischen meine Go-Kart. Jedoch können die Prinzipien und Methoden I verwendet werden, um ähnliche Fahrzeuge anzuwenden.

Eli-Kart wuchs aus einem Interesse von mir, um eine einfache, zuverlässige, persönliche Elektrofahrzeug, das praktisch sein abseits der Rennstrecke würde. Durch die Verwendung eines Elektromotors und läuft alles off-Batterien, hat Eli-Kart nicht direkt in den Luftreinhaltung (also ich fühle mich nicht schlecht Sie es in Innenräumen). Anders als die meisten Go-Karts, es hat nur drei Rädern: zwei an der Vorderseite und eine auf der Rückseite. Auf Kosten eines kleinen Kurvengeschwindigkeit, hat Eli-Kart anständigen Bodenfreiheit und zusätzlichen Platz für einen anderen Fluggast oder zusätzliche Ladung.

Ich fing an, zu entwerfen, um Ideen für ein Elektrokart etwa Anfang meinem letzten Jahr am College zu formulieren. Ich war in der Lage, eine Menge Zeit, um das Projekt in meinem letzten Semester widmen durch die Arbeit an dem Projekt, wie mein underArbeit. In meinem Design und Analyse, habe ich Computational Tools, um meine Rechnungen zu unterstützen. Diese Tools ermöglichen die realistische Simulationen von einer Vielzahl von Bedingungen. Früher habe ich diese mit Vier-Augen-Dinge wie Welle nachgiebig und Aerodynamik sowie Motor-Drehmoment und Magnetfluss für meinen Motor.

Schritt 1: CAD

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Eli-Kart bestand auf meinem Computer in Solidworks, lange bevor es eine physische Form hatte. Ich verbrachte viel Zeit damit virtuelle Basteln und Feinabstimmung der Entwurf. Ich habe festgestellt, dass die mehr Zeit auf dem Computer verbringen, desto weniger Zeit verbringen Sie eigentlich Gebäude es. Anbei ein paar abschließenden Renderings I erzeugt, kurz bevor ich begann mit dem Bau.

    Sie haben vielleicht bemerkt der Motor in die Renderings unterscheidet sich von der kundenspezifischen Motor ich entwarf. Dies liegt daran, I ursprünglich Eli-Kart, mit einem handelsüblichen bürstenlosen Motor verwendet werden. Im Stil von ähnlichen EV Power Systems, war es zu einem 3 kW Spitzen Hobby Flugzeugmotor. Allerdings war es relativ einfach, ein neues Montagesystem für meinen neuen Motor zu entwickeln.

    Der Motor-Design kam ich mit sehr viel später. I auf Basis alles aus der Motorteile fand ich online, die ich in später. Ich legte ein paar Bilder von dem Motor für die Solidworks-Datei als auch.

Schritt 2: Eli-Kart: Rahmen

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen
    Ich wollte der Rahmen, stark zu sein, weil Eli-Kart müssten mindestens £ 500 sicher auf Rechnung für zwei Passagiere. Aus meiner früheren Projekten war ich mit Box Profile, die starke Lichtstrahlen, die sich für strukturelle Anwendungen vertraut sind. Wählte ich Stahl, weil es viel härter und besser schweißen als Materialien, wie etwa Aluminium. Ständer für die Lenkung und Befestigen anderer Komponenten könnten an der Hauptstruktur angeschweißt werden. Zum Beispiel verschweißt ich vier Stützen unter dem Rücken und verschraubt auf einer Plattform, um die Elektronik zu halten.

    Auf der Oberseite des Rahmens gibt, um etwas umfang zum Sitzen benötigt. Ich beschloss, auf einer Plattform von ½ "dicken Acryl aus mehreren Gründen. Es wäre klar sein, was eine Ansicht der Komponenten unterhalb, aber auch strukturelle genug, um für die direkte Montage der Sitze und das Lenkrad zu ermöglichen. Ich entschied mich für die Dimension des Wagens innerhalb von aktuellen behindertengerechte Bereiche passen, so dass sie durch Türen zu gehen und passen in einen Radweg. Ich wollte auch sie gerade lang genug, um zwei Leute sitzen hintereinander passen. 24 "durch 48" Plattform erfüllt diese Kriterien und hatte eine angenehme Größe und einen rechteckigen Verhältnis 1: 2.

Schritt 3: Eli-Kart: Steering

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Die Lenkung ist ein weiterer sehr wichtiger Aspekt der mechanischen jedem Fahrzeug. Ich beschloss, ein Lenkgestänge ähnlich wie auf eine Verwendung Go-Kart-Kollege . Es funktioniert, indem jedes Rad mit einer Lenkstange und die Verbindungsstange jeweils mit einem Teil am Ende des Lenkrads. Wenn das Lenkrad dreht, der Teil am Ende dreht sich und drückt eine Lenkstange entfernt, während Sie den anderen Stab näher. Für Zweiradlenkung, macht ein lenkung für die verschiedenen Wenderadius von jedem Rad. Die aufgrund der Geometrie gezeigt hier .

    Ich habe meine CAD-Modell in Solidworks, um die Lenk simulieren. Durch die Einstellung der Winkel zum Hinterrad und Veränderung des Abstandes zwischen den Vorderrädern, war ich in der Lage, genau Einrichten der Ackermann-Geometrie und erhalten eine Annäherung, wie die Lenkung funktionieren würde. Ich konnte dann mit den Abmessungen aus dem CAD-Modell bei der Herstellung der Teile. Ich machte das Lenkrad aus einem Wasserstrahl 1/4 "Platte aus Aluminium und zwei Röhren aus Aluminium für die Drosselklappe und Bremsen.

    Einmal zusammengebaut, fand ich, dass es mehrere Probleme mit der Lenkung. Zunächst arbeitete die Lenkung reibungslos, weil sie ausgeladen wurde. Sobald die Go-Kart-mit meinem Gewicht belastet Allerdings begann das Bundlager Halten der Lenkradwelle in Position verschieben, weil es eine einstellbare Gehäuse hatte. Um dies zu korrigieren, habe ich eine große Buchse auf der Unterseite der Go-Kart montiert werden zur Unterstützung der Lenkwelle. I eine Runde Delrin, das eine weiche, Kunststoff mit geringer Reibung ist ausgebohrt, über die Lenkwelle zu montieren und auch geschnitten einen Winkel in das Profil, so dass es bündig an der Unterseite des Hauptplattform drücken. Ich habe dann Senkbohrungen in einer Montageplatte angeschraubt und die Platte an der abgewinkelten Fläche. Sobald bündig, bohrte ich und Gewindebohrungen in die Hauptplattform, um die Buchse zu sichern.

    Ein weiteres Problem war, dass die Kugelgelenke ich für das Lenkgestänge hatten, wurden ihre maximale Winkel treffen, bevor die Räder könnten genug für einen anständigen Wendekreis einzuschalten. Auch die Umstellung auf hochfeste Kugelgelenke mit einem größeren Winkel erlaubt war nicht genug. Um das zu passen, verkürzte ich die Abstandshalter in der CAD-Bild zu sehen. Dieser berichtigte den Winkel der Kugelgelenke vorteilhaft, so dass sie weiter zu drehen.

    Das letzte Problem war, dass, wenn das Rad zu weit gedreht wurde, wäre ein Rad starten Zurückziehen. Dies ist ein Problem meiner insbesondere Lenk Konfiguration, die direkt an die Lenksäule auf die Räder, was nur einen geringen maximalen Drehung des Lenkrades. Um dies zu korrigieren Ich habe einen neuen, längeren Stecker, der in einer höheren horizontalen Verschiebung für die gleiche Rotation, die Sie im letzten Bild sehen kann geführt. Dies reduziert den Wende Präzision leicht, aber erlaubt für eine größere Wenderadius.

Schritt 4: Eli-Kart: Drivetrain

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen
    Der Antriebsstrang ist ein grundlegendes technisches Problem für alle Fahrzeuge. Der Antriebsstrang besteht aus Motor, Getriebe und alle Antriebsräder. Antriebskomponenten müssen robust montiert und effizient arbeiten sicher und effektiv zu sein. Eli-Kart, habe ich den Rahmen so, dass ein Motor könnte leicht zu dem Stahlrohr montiert werden. Für den bürstenlosen Motor Hobby Flugzeug hatte ich, würde ein einzelnes Montageplatte ausreichend sein, um es zu sichern. Nach Verschrauben direkt eine ¼ "Aluminiumplatte auf den Rahmen gebohrt I Befestigungslöcher, die mit dem Motor angepaßt ist und Einfräsungen in die Platte, um zum Spannen des Treibriemens zu ermöglichen.

    Aus Gründen der Einfachheit und Leichtigkeit des Betriebs, gäbe es nur eine Geschwindigkeit oder Ritzel. Ich beschloss, ein 15-5 HTD Riemen verwenden, um Strom von der Motorwelle auf das Antriebsrad übertragen. Ich entschied mich für Gürtel, weil sie etwas effizienter und leiser als ihre Hauptkonkurrenten in kleinen Elektrofahrzeugen, Ketten sind. Ich wollte eine Höchstgeschwindigkeit von rund 20 Stundenmeilen (oder 9 m / s), so dass ich berechnet das Übersetzungsverhältnis I benötigt, um diese Geschwindigkeit zu schlagen, während die Maximierung Drehmoment mit Hilfe der folgenden Gleichung.

    Ratio = π * D * _wheel RPM _motor / (60 * Speed)

    Das funktioniert für jede Einheit der Entfernung der Annahme Geschwindigkeit in einem pro Sekunde Formel Geschwindigkeit. Zum Beispiel können Sie in 9m Alternativ anschließen können / s, wie ich tat und .2m für einen 8 "D_wheel., Wenn Sie wissen, was das Übersetzungsverhältnis werden Sie für Ihre maximale Geschwindigkeit lösen kann. Ich berechnete, dass ich ein Übersetzungsverhältnis von fast 12 für eine 10.000 min-Motor. Da die Räder habe ich bereits eine 72-Zahn-Riemenscheibe in die Nabe eingebaut, würde dies bedeuten, nur mit einem 6 Zahnscheibe. Allerdings ist die kleinste Riemenscheibe, die ich hatte 12 Zähne finden, die meine Höchstgeschwindigkeit auf Kosten der Schneid Drehmoment am Rad in Halb verdoppelt. Einmal hatte ich meine benutzerdefinierte Motorarbeits, drehte es bei einer maximalen Drehzahl von 1740, so ein Übersetzungsverhältnis von 2 geklappt für etwa 20 Stundenmeilen.

    Beachten Sie, dass ich nennen diese maximale Geschwindigkeit für einen Grund. Bei hohen Geschwindigkeiten wird es überraschend viel Last auf dem Motor sein, damit es nicht in der idealen oder Leerlauf-RPM Spinnen werden. Aus diesem Grund ist es auch wichtig, eine realistische Vorstellung von den Grenzen Ihres Motors haben. Wenn Moment fehlt, werden Sie nie auf Touren und Ihren Motor nicht effizient in Betrieb sein. Dies ist eine wichtige Überlegung bei der Auswahl eines Motors. Hobby Flugzeugmotoren sind oft mit einem Kv in den Einheiten der RPM / Volt bewertet. Man könnte denken, dass die untere diese Zahl ist desto schlechter ist der Motor, sondern eine niedrige Kv bedeutet, dass es Ihr Fahrzeug leichter sein Gang, und es wird mehr Drehmoment gleichzeitig Strom zu erzeugen. Wenn Sie nicht vorsichtig sind Sie könnten am Ende Zeichnung eine Menge Strom bei niedriger Drehzahl und leiden unter langsamer Beschleunigung oder sogar brennen Sie Ihren Motor. Wenn Sie bereits über einen Motor im Hinterkopf, können Sie immer zurückspulen Ihren Motor, so dass es mehr Drehmoment produziert und dreht sich mit einer geringeren Geschwindigkeit (Ich werde ins Detail gehen, wie dieses später arbeitet).

    Vergessen Sie nicht über die Bremsen entweder! Ich verwendete Scheibenbremsen und ich würde sie für größere oder schnellere Fahrzeuge wie Eli-Kart empfehlen (plus sie cool aussehen). Band oder Trommelbremsen sind billiger und leichter zu installieren, müssen aber nicht die gleiche Bremskraft so bewusst sein. Achten Sie darauf, für die Platz für die Komponenten der Bremsen um je nachdem Rad (n), sie anzuziehen wollen, zu berücksichtigen. Ich hatte eine Menge Ärger Passscheibenbremsen an Eli-Kart, weil die Scheibe zu dick war und die Bremszangen benötigt genau richtig zu positionieren.

Schritt 5: Eli-Kart: Electronics

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen
    Im Kern der Elektronik ist die Motorsteuerung. Eli-Kart habe ich eine Kelly-Controller, die KBS48121 mit dem High-Speed-Option. Die hohe Geschwindigkeit Option ist teuer, sondern ermöglicht die Verwendung von höheren Geschwindigkeitsmotoren. Leider ist dies erwies sich als eine Verschwendung für mich seit meiner benutzerdefinierten Motor dreht sehr langsam, so dass ich würde empfehlen, mit einem langsameren Motor und Geld sparen, wenn Sie sich für extrem hohe Leistung geht.

    Wie auch immer, haben Kelly Controller-Anschlüsse für ziemlich alles, was Sie jemals brauchen würde. Reverse, regeneratives Bremsen, auch Bremslicht und ein Piepton. Ich vernachlässigt, um die Anschlüsse kommt es mit zu nutzen und verlötet meine eigene .1 "Header auf die Verbindungen würde ich nutzen. Ich würde empfehlen, Löten der Verbindungen, sobald Sie wissen alles funktioniert, aber funktioniert gut für die Band dafür, dass sie nicht herausfallen, bis dann.

    Ein Nachteil dieser Art von Steuerung ist, dass Sie brauchen, um Sensoren auf Ihrem Motor haben, damit das Steuergerät seine Position zu erkennen. Lesen Sie in den kundenspezifischen Motorabschnitt, wenn Sie mehr darüber wissen wollen, aber Sie werden im Wesentlichen müssen entweder auseinander nehmen Ihren Motor und legte in Sensoren oder verwenden digitale Fertigung, eine Sensormontageplatte zu machen. Die Alternative dazu ist es, eine sensorlose Controller. Dies erfordert einen kleinen Schubs-off, um Ihren Controller aus explodierenden auf der Innenseite zu vermeiden, so sollte man das im Hinterkopf bei der Gestaltung Ihres Fahrzeugs. Sie können aus abholen billig sensorlose Steuerungen Ebay . Sie sind überraschend echt wie durch bewiesen Charles , aber ich würde empfehlen, diese ein .

    Am unteren Ende der Nahrungskette sind Bürsten-Gleichstromregler, die preiswerter und einfach zu bedienen sein können. Kelly Steuert verkauft auch DC-Controller , oder Sie können gehen mit Roller Ersatzteile . Dies könnte eine gute Wahl sein, wenn Sie Zeit und Geld sparen wollen, aber nicht wollen, sensor zu gehen, oder um, wenn Sie bereits Bürstenmotor liegen.

    Batterien sind die habe ich meine eigene benutzerdefinierte Akku aus A123 26650 Zellen , die Kombination von 12 in Reihe und 3 in parallel für einen 39.6V 7.5Ah Packung. Sofern Sie Ihren eigenen persönlichen Vorrat an Batterien haben, müssen Sie einige kaufen. Sie können Batterien Online an Orten wie finden All-Batterie , Amazon und Hobbyking . Ich möchte vermeiden, mit Blei-Säure-Batterien aufgrund ihrer geringen Entladungsrate und schlechte Lebensspanne, aber seien Sie vorsichtig, wenn Sie mit Lithium-Polymer-Batterien gehen wie der Hobbyking Pack I verbunden. Sie müssen auch ein Batterieladegerät. Ich habe eine 0-40V-Ladegerät mit Ausgleich und eine generische Netzteil , aber wenn Sie genau wissen, was werden Sie Laden Sie billiger Lösungen wie bekommen diese oder einfach ein Netzteil .

    Hier finden Sie einen Lötkolben, um die Kabelverbindungen zu machen, und müssen dicker Draht für die Hauptstromanschlüsse sowie dünnen Draht für die Signalverbindungen. Fühlen Sie sich frei, um Code zu färben Sie Ihre Drähte und beschriften Sie sie, wenn möglich, um mögliche elektrische Kopfschmerzen zu vermeiden. Vergessen Sie nicht-Anschlüsse als auch: T-style "Deans" Steckverbinder , Rundstecker oder XT-60-Anschlüsse sollte alles was Sie brauchen (nur nicht stecken oder löten alles in rückwärts) sein. Digikey ist auch ein guter Lieferant für alles Elektronik im Zusammenhang, wenn Sie nicht der Bestellung von Teilen von Hobbyking, da sie frei, schneller Versand.

    Grundsätzlich erhalten Sie, was Sie, wenn es um Elektronik geht zu zahlen. Brushless-Systeme mit einer Qualität-Controller und Li-Ion-Batterien wird Ihnen die meisten Zuverlässigkeit und beste Leistung, aber laufen Sie ca. 100 € pro Komponente. Blei-Säure, gebürstet Komponenten sind wahrscheinlich um die Hälfte, aber die Motoren sind nicht billiger und bieten viel weniger Strom.

Schritt 6: Kundenspezifische Motor Hintergrund

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen
    Bauen Sie Ihre eigenen Motor ist ein komplexes und vielschichtiges Problem. Der Motor I für Eli-Kart gemacht hat viel Zeit und Mühe, als ich zunächst erwartet. Für den Einsatz in einem offenen Raum unter einem Go-Kart, wie Eli-Kart, würde eine kommerzielle Motor viel leichter und wahrscheinlich billiger. Nur für wirklich bestimmte Zwecke kann eine kundenspezifische Motor gut begründet sein, wie zum Beispiel mit Radnabenmotoren. Dennoch, entwerfen und bauen meine eigene Motor war eine großartige Lernerfahrung.

    Mehrere Gleichungen bestimmen die Eigenschaften eines Elektromotors. Die wichtigste Variable in diesen Gleichungen ist die Motorkonstante k. Die Motorkonstante ist aus einer Kombination von Statorgröße Wicklungen und magnetischen Feldes hergestellt. Ich musste diese bei der Wahl der Komponenten für mein Motor um sicherzustellen, dass es eine gute Leistung zu halten. Drehmoment (τ) und der Drehgeschwindigkeit (ω) eines Motors sowohl im Zusammenhang mit k.

    k = NBLD
    ω = 2 · V / k
    τ = 2 * k * i

    N ist die Anzahl von Drahtwindungen auf jedem Zahn des Stators ist, B der Rest Fluß von den Magneten ist, L die Länge oder Dicke des Stators, und D der Durchmesser des Stators. k wird auch die Geschwindigkeit und Drehmoment, wobei V die Spannung bezogen und i der Strom durch die Wicklungen. So viel wie Sie können, Sie in der Regel wollen, um diese Werte zu maximieren. Alles, was Sie können, um zu Elektromotoren erfahren möchten finden Sie in James Mevey der MS These .

Schritt 7: Motor: Design-Constraints

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Bei der Auswahl der Komponenten für meinen Motor wurde die erste Priorität kosten. Das teuerste Teil einer benutzerdefinierten Motor kann leicht der Stator sein. Ein Stator besteht aus zahlreichen Schichten aus Stahl hergestellt. Diese Lamellen haben die gleiche Querschnittsform aufweisen und gestapelt sind, um die gewünschte Dicke zu erzeugen. Um Kosten zu reduzieren, suchte ich im Internet zu einem niedrigen Preis erhalten. Glücklicherweise fand ich vier passenden Statoren, die dazu bestimmt waren, für die Lichtmaschine in einem Motorrad verwendet werden. Durch die Kombination dieser Statoren in einem, es würde mir einen relativ großen Motor für den Antrieb ein kleines Fahrzeug zu geben.

    Magneten sind auch ein wichtiger (und oft teuren) Teil eines jeden Motors. Je stärker die Magneten sind, in der Regel ist der leistungsstärkere Motor. Magnetstärke ist mit der Motorkonstante bezogen, starke Magnetfelder zu einem hohen B in der Motorkonstante Gleichung. Das Finden Magneten ist eine weitere Herausforderung für einen kundenspezifischen Motor. Da meine Statoren 18 Zähne hatte, musste ich eine gerade Anzahl von Magneten, die nicht 18 sein, weil dann das Magnetfeld würde der Motor nicht drehen kann. Nach einigen Berechnungen, fand ich, dass ich 16 Magnete, die ¾ mit minimalen Raum zwischen ihnen "breit und ¼" dick um meinen Ständer waren passen.

    Nach Kosten, ich wollte ursprünglich, um den Motor um meinen Motor-Controller zu entwerfen. Das Kelly-Controller KBS Leitung, die geeignet für kleine Elektrofahrzeuge ist, ermöglicht nur bis zu 70.000 ERPM mit dem Hochgeschwindigkeits-Option. ERPM ist die mechanische Drehzahl des Motors, multipliziert mit der Anzahl von Magnet Polpaare. Da meine Stator hatte 18 Zähne, würde der Motor wahrscheinlich 8 oder 10 Magnetpaare, die Begrenzung der Maximaldrehzahl auf deutlich unter 10.000 auch bei hohen Spannungen. Unter Verwendung der Gleichungen aus dem vorherigen Schritt und finden Sie das Drehmoment durch Finite-Elemente-Analyse, konnte ich Reverse Engineering die Motordrehzahl, um sicherzustellen, dass es unter der Steuerung Grenze sein. Alternativ können Sie auch eine Grundmoment Berechnung durchzuführen an Ihrem Fahrzeug zu sehen, ob Sie genug Drehmoment oder Leistung für eine gewünschte Leistung erhalten haben.

Schritt 8: Motor: CAD und FEM

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Nach dem Stator, Magneten und kann abgeschlossen werden können Sie die Teile mit einer Schieblehre messen und skizzieren Sie eine 2D-Profil in CAD. Sie können die Grundlagen meiner CAD-Datei in den Bildern zu sehen. In Solidworks, ist es einfach, die Geometrie durch Skizzieren einen Magneten oder einen Zahn und verwandelte sie in eine kreisförmige Muster.

    Nachdem Sie das Profil haben, können Sie sehen, wie viele Drahtwindungen könnte im Idealfall zwischen jedem Zahn passen. Ich wusste, dass ich eine Menge von Draht für eine so große Motor benötigen, so habe ich beschlossen, meine Berechnungen von 18AWG Magnetdraht, der etwas mehr als 1 mm im Durchmesser ist zu stützen, so dass es relativ dick. Durch close-Verpackung des Drahtes, fand ich, dass ich über 68 Windungen um jeden Zahn passen. Jedoch erwies sich dies als sehr unrealistisch. Während Abwickeln des Motors Ich zählte nur 42 Umdrehungen 18AWG Draht, was schön war, weil es keine Häufung in Richtung der Spitze. Nach der Durchführung eines Tests Wind, fand ich, dass ich 45 Windungen 18AWG Draht ohne viel Mühe zu passen. Ich wollte auch in der Lage, mein Motor kontinuierlich bei hohen Strom laufen. Ein Strang 18AWG Draht aufrecht zu 16 Ampere , so sicherstellen, dass es sicher sein würde, um zu 120A maximal meiner Motorsteuerung habe ich beschlossen, 9 Drähte parallel verwenden, um eine ampactity von 144A zu erreichen arbeiten. Dies würde für etwa 5 Umdrehungen von 9 Drähte parallel ohne Krämpfe der Wicklungen zu viel erlauben. Denken Sie daran, dass mehr Windungen bedeutet, mehr Drehmoment, weniger Geschwindigkeit und geringer Stromtragfähigkeit, so dass Sie, um Drähte in Reihe und parallel Gleichgewicht auf der Grundlage Ihrer Designbeschränkungen müssen.

    Finite Elemente Methode Magnetics ist ein FEA-Programm, das Ihnen die Leistung eines Elektromotors zu simulieren lassen. Durch den Import einer Datei des Motorquerschnitt in das Programm und Zuweisen jedes Blockmaterial und magnetischen Eigenschaften kann das Programm eine Vielzahl von Informationen über die Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Sie können sehen, die farbenfrohe Figur, die eine grafische Darstellung des magnetischen Flusses für meinen Motor zeigt.

    FEMM- berechnet ein Drehmoment von 21.96N * m für 100 A, was eine Motorkonstante k von 0,11 (N * m) / A. Sobald ich wusste, k, fand ich, dass RPM / V des Motors würde 43,5 sein, wodurch man 1740 Maximaldrehzahl bei 40V. Mit 16 Magnetpol-Paare, würde dies weit unter dem 8750RPM Grenze der Steuerung sein.

Schritt 9: Motor: Mechanik und Montage

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen

    Sobald die elektrische Seite des Motors wurde herausgefunden, musste ich die mechanische Seite zu entwerfen. Ich beschloss, auf den ersten Statoren arbeiten und Fortschritte outward.The Statoren I für den Motor wählte kam pre-Wunde mit Lackdraht, bereit, in einem Motorrad verwendet werden. Weil ich meine eigenen Draht-Konfiguration haben und auch kombinieren die Statoren wollte, musste ich jeden von ihnen zu entspannen. Das zur Herstellung der Wicklungen zusammenzuhalten Epoxy war hart, so dauerte es eine Zange und eine Menge Zeit, um sie zu entspannen. Eine Heißluftpistole wurde verwendet, um die Bindungen zu mildern, wenn die Drähte stecken geblieben und begann zu brechen.

    Um die Statoren zu einer Einheit zu verbinden, habe ich einen Teil für die Statoren zu rutschen über. Ich habe dann ein Loch in dieser Ständerbaugruppe gelangweilt mit einer Drehbank, damit ich fit Lager in sie für um die zentrale Welle dreht drücken. Ich entwarf dann eine Endplatte, die Statoren an der zentralen Nabe zu befestigen, alles zusammenhält, wie Sie in den Bildern sehen kann.

    Um die Ständerbaugruppe machen nur das, stationäre, benutzte ich die vorgebohrten Löcher in den Blechen, um sie an der Außenseite Montagefläche zu befestigen. Die Löcher für die Schrauben, die den ganzen Weg durch die Statoren gehen würde, würde angesenkt werden, während Montagelöcher würde gebohrt und erschlossen werden. Weil dies ein sehr strukturelle Komponente zu sein, habe ich einen dicken runden aus einer Aluminiumlegierung. In der Mitte der Fläche wäre ein Wellenlager, um zu helfen das Drehmoment von der Riemenscheibe am Ende sein. Ein großes Lager wurde über die Außenkante der Aluminiumfront, um es aus dem Spinn Dose isolieren gedrückt.

    Ich habe die Dose von 1/8 "dickem Stahl, um das Magnetfeld von den Magneten enthalten. I bemessen den Innendurchmesser der Dose, über ein 1 mm Spalt zwischen dem Stator und den Magneten zu schaffen. Nach viel Drehen auf einer Drehbank, habe ich eine Spannvorrichtung, die 3D gedruckt, um die Magnete richtig zu positionieren war. Einmal im Ort mit Sekundenkleber angeheftet, mischte ich ein viskoses Epoxidharz, um die Lücken zwischen den Magneten (3. Bild) zu füllen.

    Ich beschloss, ein dickes Stück aus klarem Polycarbonat zu verwenden, um zwischen dem großen Lager und der Stahldose passt, tippen radiale Bohrungen im Polycarbonat, um es in der Dose zu befestigen. Für die andere Endkappe, ich wollte auch Polycarbonat zu verwenden, um für eine klare Sicht auf die Ständerbaugruppe zu ermöglichen. Um die Antriebswelle an der Dose der Aussenläufer befestigen, geschweißte I eine Platte aus Stahl mit einem Ende der Welle. I dann Bohrungen durch die Platte, so dass es auf das Polycarbonat eingebaut werden könnte. Ich habe auch ausgeschnitten einen Bereich, in dem Polycarbonat, die Montageplatte zu vertiefen. Nach dem Umklappen der Schweißraupe, habe ich die Stücke zusammen und gebohrt und tippte auf die Polycarbonat, sicherzustellen, dass sie die erforderliche Drehmoment zu übertragen.

    Ich beschloss, ein dLRK Wickelstil zu verwenden. Dies ist die effektivste Wickel Stil für die Art der Stator Ich hatte und bietet etwas höheren Wirkungsgrad als die LRK Stil. Die für dLRK Wicklung verwendete Terminologie folgt dem Stil von "AabBCca ..." Die Buchstaben A, B, und C zeigen die Motorphase, während die Großbuchstaben zeigen die Drehrichtung (im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn). Für meine Stator, der 18 Zähne hat, habe ich AabBCcaABbcCAabBCc.

    Nach dem Wickeln jeder Phase mit einem Strang von 18 AWG Kupferlackdraht, lief ich aus der Zeit und musste aufhören zu arbeiten auf dem Motor. Ich hatte auch waren entweder bearbeitet den Innendurchmesser der kann etwas zu klein oder falsch ausgerichtet den Stator etwas, weil der Stator gegen den Dosen reiben. Das machte es sehr schwierig, mit der Hand zu drehen, und könnte den Motor beschädigen, wenn ich es getestet elektronisch. Ich werde wahrscheinlich versuchen, dieses Problem durch das erneute Einsetzen innerhalb der Dose Lager und / oder Abschleifen den Stator bis sie reibungslos dreht fixieren den Ständer.
    Allerdings, um den Motor zu beenden, hätte ich zu Hall-Effekt-Sensoren einlegen, so dass ich den Motor mit einem sensored Controller steuern. Sensored Steuerelement die Hall-Effekt-Sensoren, um die Position des Rotors durch das Magnetfeld zu ermitteln und bezieht Strom basierend auf der Rückmeldung. Die andere Art der Steuerung wird als "sensorlos", die die Gegen-EMK des Motors verwendet werden, um seine Geschwindigkeit zu steuern. Allerdings ist es dadurch schwierig, dass der Motor aus einem Stillstand zu starten, so dass potenziell schädliche Stromspitzen.

    Um die Sensoren an der richtigen Erfassungsposition einzufügen, ich brauchen würde, um die Sensoren 120 elektrische Grad voneinander einfügen, um die Einstellungen für meine Kelly-Controller entsprechen. Um dies zu berechnen, müssen Sie zuerst herausfinden, wie viele elektrische Grad sind zwischen jedem Zahn. Die Formel für diese ist

    E ° / Zahn = 360 * (# Polpaare) / (# Statorzähne)

    Ich für meinen Motor, kam jeder Zahn aus, um 160 elektrische Grad voneinander entfernt sein. Da kann man nicht wirklich einen Bruchteil einer Zahn legen ein Sensor entfernt, um die Sensoren zu positionieren müssen Sie wie eine Trennung 120 ° ± 360 ° für jeden Sensor. Für mich Motor bedeutete dies, indem sie in die Schlitze zwischen den Zähnen mit 3 Schlitze zwischen jedem Sensor. Stellen Sie sicher, das Gesicht Ihres Motors ist groß genug, um für alle Drähte kommen aus erklären.

Schritt 10: Das Ende

  1. Wie man eine kundenspezifische elektrische Go-Kart und Brushless DC Motor Stellen
    Hier einige Videos von Eli-Kart in Aktion !



    Es ist eine Menge Spaß zu fahren, und ich habe viel gelernt in den gesamten Prozess. Ich hoffe, ich habe Sie inspiriert, die Sache in die eigenen Hände nehmen und gestalten Sie Ihre eigenen persönlichen Fahrzeug. Es gibt eine Tonne von Freiheit und Freiheiten Sie bei der Gestaltung von Grund auf neu, aber Veränderung einer bereits bestehenden Rahmen oder Umwandlung eines gasbetriebenen Fahrzeug haben ist eine weitere gute Möglichkeit, sich zu engagieren. Wenn ich nach links alle wichtigen Details heraus oder wenn Sie Fragen, Nachricht habe mich oder einen Kommentar hinterlassen und ich werde mein Bestes tun, um sie zu beantworten. Sie bitte auch, für Eli-Kart Abstimmung im Instructable Wettbewerben!

    Hauptteile:
    McMaster - Rohstoffe und mechanischen Komponenten
    Hobbyking - Brushless-Motoren und Elektronik
    Kelly Bedienelemente - Motorsteuerungen
    Wasserstrahl - Big Blue Saw eine CAD-Datei Wasserstrahl- und senden es Ihnen

    Ausrufe / Nützliche Informationen:
    Mein Blog
    Charles , der Schöpfer der Chibikart
    Shane , der Schöpfer der tinyKart