AMSE 材料科学与工程的发展 1687 - 8442 1687 - 8434 Hindawi 10.1155 / 2021/3673172 3673172 研究文章 修改机械结构电动自行车设计计算模型和原型实现 Ramash库马尔 K。 1 Anandhi t·S。 2 Vijayakrishna B。 3 莫汉蒂 蒙娜丽莎 4 湿婆拉姆库玛儿 M。 5 Shivappa h·A。 6 https://orcid.org/0000 - 0001 - 9564 - 9184 Tizazu Belachew Zegale 7 Kirubakaran B。 1 Thinapakar E。 1 Chelladurai 参孙Jerold撒母耳 1 电气电子工程系 n . g . p .理工学院博士 哥印拜陀48 Tamilnadu 印度 drngpit.ac.in 2 电子产品和仪器工程系 Annamalai大学 奇丹巴拉姆 Tamilnadu 印度 annamalaiuniversity.ac.in 3 电气电子工程系 Bapatla工程学院 Bapatla 安得拉邦 印度 4 电气电子工程系 ITER Siksha“O”Anusandhan视为大学 印度 soa.ac.in 5 电气电子工程系 Karpagam高等教育学院 哥印拜陀 印度 kahedu.edu.in 6 机械工程系 安贝德卡理工学院博士 班加罗尔 印度 dr-ait.org 7 化学工程学系 生物与化学工程学院 亚的斯亚贝巴科技大学 埃塞俄比亚 aastu.edu.et 2021年 15 10 2021年 2021年 5 8 2021年 19 8 2021年 6 10 2021年 15 10 2021年 2021年 版权©2021 K。Ramash Kumar et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

本文的目的是调查的设计计算和样机模型实现修改机械结构(MMS)电动车(电动自行车)。这是操作技术,允许车辆的协助下电能。所有传统汽车将转换为未来的电动车(电动汽车)。电动汽车将负担得起的所有类型的人,让他们飞舒适和安全。结果,本文提出了一种设计估计和模型实现MMS的电动自行车数量最小的部分,费用最低,最轻的重量。最重要的部分设计MMS电动自行车电池,MMS,无刷直流电机,电子换向器与控制器。由于其适应机械框架特性,设计了电动自行车低成本和重量,而且它还可以去25公里。此外,骑士可以骑了MMS电动自行车身体没有任何痛苦和应该能够舒适地坐在他们的旅程。相比安培天使和DMW依勒克拉20电动自行车,开发模型测试的性能在不同的操作条件下,以及他们的电池备份。

 1。介绍

与印度不断增长的人口、交通运输中发挥着越来越重要的作用,让人们从一个地方到另一个地方。Traditional-operated车辆增加了碳排放和燃料消耗在运输部门每天。电动车(电动汽车)是一个必要的运输方式在印度解决污染和不可再生能源日益增长的需求,他们也同样适用于所有类型的公民( 1]。工作( 2)描述了电动三轮车装有太阳能电池板的性能。然而,由于这份报告,建议电动三轮车被修改成包括太阳能电池板以提高电池的自治权。此外,模拟不同拓扑解决,以及太阳能电池板功率损耗的计算和电池的自治权。还讨论了电池自治是累计的解决方案。工作( 3)显示了一个详细的原型模型智能电动自行车。然而,它有一个更复杂的机械结构,是一个插件电动汽车与两个/三个轮子。工作( 4介绍了电动自行车的下一代。单个软钢弯曲成各种配置。低碳钢,碳的混合物、镍、铬、铁,用于构建机械框架,因为它具有较高的抗拉和抗压能力比不锈钢和铸铁。工作( 5]讨论了光伏(PV)设备驱动fish-vending妇女的三轮车。女性,另一方面,可以很容易地操作建立模型从着陆安全运输鱼市场中心。工作( 6)开发和讨论个人身体残疾的电动三轮车。然而,这个模型更适合身体残疾的人需要从一个位置移动到另一个更高的利率。工作( 7第四代]讨论了电动自行车的架构。从这篇文章中,电动自行车的深入分析,根据他们的需求进行申请。工作( 8)显示了一个全副武装的专家的方法控制功率因数对buck-boost rectifier-fed刷马达。然而,无刷直流电机速度控制驱动器和供应方面功率因数调整已经测试了各种操作条件下这篇文章。工作( 9- - - - - - 13)描述了各种现代电动汽车直流-直流转换器,以及控制方法。在过去,电动自行车的设计公司在所有技术方面进行比较,如表所示 1。安培天使是印度的第一个电动自行车(周期)制造商 14]。的主要模式和电池的操作模式是两个骑模式。它简单毫无困难地切换从一个模式到另一个工具。这种电动自行车可以由各个年龄层的人,包括学生、老年人和所有年龄段的人。电动自行车在不同国家的综合分析处理( 16, 17]。电动自行车的原型模型图所示 1,其余的规格表中列出 1。DMW依勒克拉20是一个single-rider DMW电动汽车在印度生产的电动自行车 15]。如图 2,它有特殊的轮子与可调前悬架崎岖不平的道路上平稳。这也是一个主要电池的电动自行车。很容易从踏板开关辅助电池辅助模式,反之亦然。表 1其余的信息列表。

综合分析现有的电动自行车公司。

模型 安培天使( 14] 20 [DMW依勒克拉 15]
电池 36 v, 12啊SLA 36 v, 8啊锂
轮尺寸 26厘米 24厘米
电动机 刷 刷
成本 Rs。30000 Rs。40500
重量 25公斤 27公斤
电池的位置 后面的座位管 在下降管
速度 25公里 25公里
限制 不适用于上坡方向 不舒服坐
焊接点 11 7

安培天使的原型模型周期( 14]。

原型模型DMW依勒克拉20周期( 15]。

成本、机械结构设计、操作的位置,大小,和重量目前的电动自行车都是重大问题,根据文献调查和表 1。因此,本文的目的是创建一个原型模型修改的机械结构(MMS)与低成本电动自行车/重量和舒适的交通工具。ELECLE 1.0是给它取的名字。

 2。提出了电动自行车框图和信息

的框图设计电动自行车在这一节中讨论(见图 3)。它由一个电池,一个无刷直流电机驱动器,及其控制器,以及节流阀。拟议的电动自行车用锂离子电池驱动无刷直流电机,它有它的小链轮轴耦合。锂离子电池在电动汽车常用的由于他们的电池效率高、低维护、和高电荷能力,如图 4( 6]。它是由一个48 V, 12啊锂离子电池。

拟议的原型模型框图ELECLE 1.0。

锂离子电池的模型。

下一个形式的电机是直流无刷电机(刷),也被称为电子整流马达。它是用来将电能转化成机械能在这种情况下(图 5)。它是由直流电源驱动,由电子换向器转换为交流电源或逆变器和用于驱动每一步。在一个电动自行车,电动机控制器单元是用来控制电源转换操作。霍尔传感器的无刷直流电机识别转子方向角( 6]。这些传感器安装在电机的转子与电机控制器作为输入。霍尔传感器需要直流电源,这是由一个电机控制器提供。三线供应阶段,二线供应霍尔传感器,和其余三个电线从无刷直流电机的霍尔传感器接收输入( 6, 8]。控制无刷直流电机的速度,需要从霍尔传感器反馈信号(48 V, 12, 500 W,−2800 rpm)。这个运动更适合电动汽车,因为它们

更好的速度和转矩特性

无声的行动

效率高

长使用寿命

高动态响应

更高的速度范围( 8]

无刷直流电机驱动的模型。

电动自行车,油门支持运动控制和推动自行车前进 8]。它帮助你踏板或只是放松和享受旅行。拇指在电动自行车由拇指控制油门。小杆伸出的手把自行车,控制油门。节流模型如图 6。

节流阀的模型。

电机控制器(见图 7)是一种机制,将电池连接到无刷直流电机。它有一个0.1的限制。电动汽车的电动机控制器配置为驱动无刷直流电机。表 2列出的规格设计的电动自行车。

典型的电机控制器。

提出了电动自行车的规格。

美国没有。 组件 规范 数量
1 无刷直流电机 电压- 48 V;当前- 12;权力- 500 W;和速度- 2800 RPM 1
2 机械结构(焊接) 低碳钢 - - - - - -
3 电池 电压- 48 V和电流- 12 1
4 轮与光盘 28英寸 2
3所示。提出了电动自行车的设计计算

办法计算机械结构提出了电动自行车的重量和电气系统模型如下( 8]。

3.1。速度计算(无负载)

步骤1:

数量小链轮的牙齿 t1=(参见图14 8)

量大链轮的牙齿 t2= 37

在小链轮速度:

N1= 2800转

以减速比为6 ( 3, 8),

N1= 2800/6 = 460 RPM

步骤2:

通过速度比公式

N1 t1= N2 t2

电动汽车的车轮的速度, N2= 460×14/37 = 174 RPM

步骤3:

电动汽车的车轮直径= 56厘米= 560毫米

电动汽车的车轮的周长=π× D

= 3.14×560 = 1758毫米。

步骤4:

电动车的速度=电动汽车的车轮速度×电动汽车的车轮的周长

= 174×1758 = 335996毫米/分钟

= 25公里/小时

链链轮与牙齿。

 3.2。计算驱动电动自行车的基本权力

步骤1:

总负载作用于电动自行车如下:

净车重= 10公斤

人类平均体重= 80公斤

平均= 5公斤的行李重量

电池+电机重量= 5公斤

总重量= 100公斤= 100×9.81 = 981 N

步骤2:

每个轮子上找到反应:

的总负载划分同样对电动自行车的轮子

部队( Frw)= 981/2 = 490.5.5 N

反应在后方和前轮如下:

R弗兰克-威廉姆斯= 0.2×490.5 = 98.1 N

步骤3:

获得每个车轮上的扭矩的电动自行车:

总转矩=扭矩电动自行车的前轮+扭矩的电动自行车的后轮

T= T弗兰克-威廉姆斯+ Trw

确定扭矩的电动自行车的前轮:

T1= R弗兰克-威廉姆斯 xD / 2 = 98.1×(56×10−2)/ 2

= 30海里

总转矩轮= T1+ T2= 60海里

步骤4:

计算功率的电动自行车无刷直流电机:

= 2×π xN2×T1/ 60

= 2×3.14×174×30/60 = 500 W

电池容量计算:500 W电动汽车运行1小时,瓦特小时= 500×1 = 500瓦时,电池的效率是85%。瓦特小时= 500/0.85 = 588瓦特时。安培小时(48 V) = 588/48 = 12啊。

 4所示。MMS的电动自行车

拟议中的E-MMS自行车的框架概念是使用AutoCAD 2017软件创建的。上管头管叉,下管,立管,后上叉,链保持了基本的电动自行车结构( 4, 8]。这个新管,将提供支持,将连接头管叉立管。凯夫拉尔电缆也支持提出了电动自行车的补充。凯夫拉尔电缆是一种superdurable材料不导电。这个电缆提供了完美的尺寸稳定性和保护振荡的电动自行车。

提出了电动自行车,凯夫拉尔电缆取代管顶部,下管,后上叉,链。由于这些变化,电动自行车的重量/成本降低,就像它的MMS。图 9描述了电动自行车计划以及MMS维度。

MMS电动自行车设计使用AutoCAD软件。

 5。MMS电动自行车的原型模型和结果分析

低碳钢是用于创建电动自行车框架。创建框架使用AutoCAD软件和精确的力学计算。这个框架的焊接点是4到6点。骑手不会害怕而骑,因为设计的基本框架。由于骑手的重心是接近阀座管,他或她可以处理自行车用更少的努力。自行车的重量减少到少于十公斤。低碳钢材料简单处理在焊接和切割时。这些材料是高加载,同时保持低成本的能力。电动自行车是由低碳钢,给了它足够的力量。数据 9和 10代表最后的电动自行车计划的原型模型,以及它的维度。

原型模型,提出了电动自行车。

 5.1。提出了电动自行车的尺寸(数字< xref ref-type =“无花果”掉= " fig9 " > 9 < / xref >和< xref ref-type =“无花果”掉= " fig10 " > < / xref > 10日)

从地面到座位= 100厘米的距离

距离地面运动= 20厘米

立管距离= 45厘米

头管立管的距离= 75厘米

前轮直径= 56厘米

后轮直径= 56厘米

不。电机上的牙齿链轮= 14

不。后轮上的齿链轮= 37

表 3显示了电动自行车设计的效率。相比20安培天使和DMW依勒克拉,建立了电动自行车的性能优越的成本、速度、焊接点,重量和操作位置(见表 1)。

结果的分析设计的电动自行车(ELECLE 1.0)。

模型 ELECLE 1.0(模型)
电池和备份 48 V, 12啊锂离子和1.2小时
轮尺寸 30厘米
电动机 刷
成本 Rs。20000
重量 20公斤
电池的位置 顶部和下降管之间
速度 25公里
限制 振动和舒适的旅行
焊接点 4

图 11显示图形的分析,提出了现有电动自行车和电动自行车模型。从这张图,很明显,设计模型具有低成本、减少数量的关节,和模型重量超过现有的模型。

综合图形的分析,提出了现有电动自行车和电动自行车模型。

 6。结论

本文成功地说明了计算概念和原型模型实现MMS的电动自行车。机电系统是专门的计算进行了讨论。电动自行车是建基于其计算通过装配和连接电池,MMS,无刷直流电机,控制器机械和电和电子换向器。设计了电动自行车的主要优势是它的低成本和重量轻,这是由于MMS和建筑材料。它还可以达到25公里的速度,尤其是在丘陵地区。乘客应该可以骑电动自行车体内没有经历任何痛苦,运输时应该能够坐得舒适。建立模型已经顺利完成了公司包括安培天使和DMW依勒克拉20电动自行车。根据电动自行车的重量,它可以增加到一个高功率水平。

 数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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