Kolmefaasilised mootorratta pinge regulaatori ahelad

Selles postituses käsitletakse PWM-i juhitava lihtsa kolmefaasilise mootorratta pinge regulaatori ahela loendit, mida saab kasutada aku laadimispinge juhtimiseks enamikus kaherattalistes. Idee soovis hr Junior.

Tehnilised kirjeldused

tere, minu nimi on Brasiilias elav noorem ja töötan mootorratta tootmis- ja taastamisregulaatori alaldi pingega ja hindaksin abi u süsteemi 300 vatti,

Ootan tagasitulekut
kuni.
noorem

Kujundus

Mootorratta pakutavat kolmefaasilist mootorratta pinge regulaatori vooluahelat võib näha alloleval skeemil.

Skeem on üsna kergesti mõistetav.

Generaatori kolmefaasiline väljund rakendatakse järjestikku kolme võimsustransistori vahel põhimõtteliselt käituvad nagu manööverdusseadmed generaatori voolu jaoks.

Nagu me kõik, töötades võib generaatori mähis sattuda tohutute vastupidiste elektromagnetväljade hulka, mis võib mähise isolatsioonikatte rebeneda, hävitades selle jäädavalt.

Generaatori potentsiaali reguleerimine manööverdamis- või lühisemeetodi abil aitab hoida generaatori potentsiaali kontrolli all, põhjustamata selles kahjulikke mõjusid.

Manööverdamise ajastus on siin ülioluline ja mõjutab otseselt voolu suurust, mis võib lõpuks alaldi ja laetud akuni jõuda.

Väga lihtne viis manööverdamisaja kontrollimine on generaatori 3 mähisega ühendatud kolme BJT juhtivuse juhtimine, nagu on näidatud diagrammil.

BJT-de asemel võiks kasutada ka Mosfette, kuid need võivad olla BJT-dest kallimad.

Meetodi rakendamiseks kasutatakse a lihtne 555 IC PWM-ahel.

Muutuvat PWM-väljundit IC-i pin3-st rakendatakse BJT-de alustele, mis omakorda on sunnitud juhtima kontrollitult sõltuvalt PWM-i töötsüklist.

Seotud pott IC 555 ahel on sobivalt reguleeritud laetud aku keskmise keskmise RMS-pinge saamiseks.

Kolmefaasilise mootorratta pinge regulaatori ahelas mosfete abil näidatud meetodit saab identsete tulemuste saamiseks rakendada võrdselt ühe generaatoriga.

Tipppinge reguleerimine

Ühendatud aku ohutu laadimispinge taseme säilitamiseks võib ülaltoodud vooluahelasse lisada tipppinge reguleerimise funktsiooni.

Nagu näha, lülitab IC 555 maandusjoone NPN BC547, mille alust kontrollib generaatori tipppinge.

Kui tipppinge ületab 15 V, juhib ja aktiveerib BC547 IC 555 PWM-ahela.

MOSFET juhib ja alustab liigpinge vaheldumist generaatorilt maapinnale PWM-i töötsükli järgi määratud kiirusega.

Protsess takistab generaatori pinge ületamist üle selle künnise, tagades seeläbi, et aku pole kunagi üle laetud.

Transistor on BC547 ja pin5 kondensaator on 10nF

Mootorratta akude laadimissüsteem

Teine allpool esitatud disain on mootorrataste kolmefaasilise laadimissüsteemi Rectifier plus Regulator. Alaldi on täislaine ja regulaator on šunditüüpi regulaator.

Autor: Abu Hafss

Mootorratta laadimissüsteem erineb autode omast. Autode pingegeneraator või generaator on elektromagnet tüüpi, mida on üsna lihtne reguleerida. Mootorrataste generaatorid on püsimagnet tüüpi.

Generaatori väljundvõimsus on otseselt proportsionaalne pöörete arvuga, st kõrge pöörete juures tekitab generaator kõrgepinge üle 50 V, seega on regulaator vajalik kogu elektrisüsteemi ja ka aku kaitsmiseks.

Mõnel väikesel jalgrattal ja kolmerattalisel mootorrattal, mis ei liigu suurel kiirusel, on täislainega alaldamiseks ainult 6 dioodi (D6-D11). Nad ei vaja reguleerimist, kuid need dioodid on kõrge ampritasemega ja hajutavad töö ajal palju soojust.

Korralikult reguleeritud laadimissüsteemidega jalgratastel kasutatakse tavaliselt šunditüüpi reguleerimist. Seda tehakse generaatori mähiste lühistamiseks vahelduvvoolu lainekuju ühe tsükli jaoks. Mõlemas faasis kasutatakse manööverdusseadmena SCR-i või mõnikord transistorit.

Vooluringi skeem

Ahela töö

Võrk C1, R1, R2, ZD1, D1 ja D2 moodustavad pinge tuvastamise ahela ja see on kavandatud käivitama umbes 14,4 volti juures. Niipea kui laadimissüsteem ületab selle lävipinge, hakkab T1 juhtima.

See saadab voolu piiravate takistite R3, R5 ja R7 kaudu kolme SCR-i S1, S2 ja S3 igasse väravasse. D3, D4 ja D5 on olulised väravate isoleerimiseks. R4, R6 ja R8 aitavad tühjendada võimalikke lekkeid T1-st. Kui kasutatakse tavalist jahutusradiaatorit, peaksid S1, S2 ja S3 olema vaakumisolaatoriga soojustatud ja üksteisest eraldatud.

Alaldi jaoks on kolm võimalust:

a) Kuus autodioodi

b) Üks kolmefaasiline alaldi

c) Kaks silla alaldit

Kõigil peab olema vähemalt 15 A nimeline nimetus ja need peavad olema soojusallikad.

Autodioodid on kahte tüüpi positiivset või negatiivset keha, seega tuleks neid vastavalt kasutada. Kuid neid võib jahutusradiaatoriga kontakteeruda vähe.

Kahe silla alaldi kasutamine

Kahe sillalaldi kasutamisel võib neid kasutada nagu näidatud.

Silla alaldi

Autodioodid

3-faasiline alaldi

Silla alaldi

Tõhus aku laadimine mootorratta šundi reguleerimise kaudu

Järgmine kirgliku teadlase / inseneri hr Leoneardi ja minu vaheline meilivestlus aitab meil teada saada väga huvitavaid fakte mootorratta šundiregulaatori puuduste ja piirangute kohta. Samuti aitab see meil teada, kuidas kontseptsiooni lihtsalt tõhusaks, kuid samas odavaks kujunduseks uuendada.

Leonard:

Teil on huvitav ringrada, aga .....
Minu mootorrattal on 30 amprine vahelduvvoolugeneraator, mis on kindel, et see on RMS, ja tipp on 43,2 amprit. Teie 25 Ampi vooluring ei pea tõenäoliselt üldse kaua vastu.
Kuid.....
Teie soovitatud alaldite asemel on SQL50A nimiväärtus 50 Amprit 1000 V juures. See on kolmefaasiline alaldimoodul ja sellel ei tohiks olla probleeme 45 amprise piigi käitlemisega. (Mul on kaks käes.)
See tähendab ka seda, et SCR-id peavad hakkama saama sellega, et Amperage ja kolm HS4040NAQ2, RMS-vooluga 40 A (kordumatu tõus kuni 520 Amprini) peaksid sellega üsna hästi hakkama saama. Muidugi vajavad nad üsna tervislikku jahutusradikaali ja head õhuvoolu.
Ma arvan, et juhtimisahel peaks töötama päris nii, nagu see on.
Olen viimase kolme kuu jooksul asendanud 3 regulaatorit ja olen proovinud visata head raha pärast halba. Viimane kestis kokku kümme sekundit, enne kui see ka halvaks läks. Ma kavatsen ehitada oma ja kui ma pean selle ehitama lahingulaeva käitamiseks, siis olgu nii.
Veel üks asi, mida ma olen märganud, on generaatoris kasutatavad lamineerimised oluliselt paksemad kui elektrimootorites kasutatavad. 18-pooluseline kerimine ja kiirustel töötav mootor tähendab palju suuremat sagedust ja palju rohkem pöörisvoolu rauas. Milline oleks mõju nendele pöörisvooludele, kui kasutada seeriaregulaatorit, mis võimaldaks pingel tõusta kuni 70 V (RMS)? Kas see suurendaks pöörisvoolu raua ülekuumenemiseni ja võib kahjustada generaatori mähiseid? Kui jah, siis oleks mõttekas mitte lubada pingel tõusta üle 14 volti, kuid mul on ikkagi generaatorilt 1500 p / min 20 amprit.

I:

Aitäh! Jah, peate vabanema sellest kõrgepingest, mis võib generaatori mähisele avaldada suurt survet. Parim viis on see manööverdada jahutusradiaatori raskeveokite MOSFETide kaudu
https://homemade-circuits.com/wp-content/uploads/2012/10/shunt-3.png

Leonard:

Tegelikult pole ma pingete mõjul mähistele nii lähedal. Tundub, et need on kaetud Poly-Armor vinüüliga, mida kasutatakse ka juhuslikel haavast staatoritel, mis töötavad 480 voltiga. Olen palju rohkem mures lamineeritud pöörisvoolude kuumuse pärast, kuna need on nii paksud. Siin osariikides on 60 htz liinivooluga mootori lamineerimise paksus murdosa generaatoris olevast. Maantee kiirusel võib generaatori sagedus olla 1,2 Khtz või suurem. Teistes rakendustes vajaks see pöörisvoolude kõrvaldamiseks ferriitsüdamikku.
Püüan mõista pöörisvoolude rolli selles rakenduses. Pöörete arvu suurenemisel suureneb ka sagedus ja pöörisvoolud. Parasiitkoormus tekitatud pinge tasandamiseks? Kas kõrge p / min tekitatud voolu tasandamiseks? Kui palju soojust see tekitab? Piisab, kui kõrgel pööretel mähist läbi põleda?
Mootori sees asuvast osast saan aru mootoriõli kasutamisest sõlme jahutamiseks, kuid hooratta tsentrifugaaljõu ja selle sees olevate mähiste korral ei kujuta ma ette, et nende jahutamiseks jõuaks reaalne õli kogus.
Suurim pinge, mida olen suutnud lugeda, on 70 volti RMS. Sellest ei piisa traadi PAV-katte kaarestamiseks, kui soojus ei muutu ülemääraseks. Kas aga üleliigse maapinnaga manööverdamisel on olemas loendurmagnetvälja, mis vastandab pöörlevate magnetite magnetvälja? Ja kui jah, siis kui tõhus see on?

I:

Jah, sageduse suurenemine põhjustab rauapõhises südamikus rohkem pöörisvoolu ja soojuse suurenemist. Olen lugenud, et šundi juhtimismeetod on mootoripõhiste generaatorite jaoks hea, kuid see tähendab ka generaatori ratta suurenenud koormust ja rohkem sõiduki kütusekulu. Kas ventilaatori jahutus on ka valik? ventilaatori voolu saab juurde generaatorist endast.

Leonard:

Kardan, et jahutusventilaator pole generaatori jaoks valik. See on paigaldatud mootori sisemusse ja minu Vulcanil on selle kohal kaks alumiiniumkatet. (Generaatori mähise asendamine tähendab mootori eemaldamist mootorrattalt.) Ma ei näe mingit võimalust pöörisvoolude vähendamiseks, kuna need on indutseeritud hooratta sees pöörlevate magnetite poolt. Kuid ma saan vähendada manööverdatud voolu maapinnale, tõstes šundi pinge 24 V-ni ja järgides seda 14-voldise seeriaregulaatoriga. Generaatori testimisel ei näe ma loenduri EMF-i lühisvoolu vähendamisel suurt mõju. Ma saan generaatori laadida 30 amprini ja juhtmeid lühistades lugesin ikkagi 29 amprit.
Kuid kui kasutada pöörisvoolusid parasiitkoormusena pinge ja voolu tasandamiseks suurel pöörlemiskiirusel, näib see olevat üsna tõhus. Kui avatud vooluahela pinge saavutab 70 volti (RMS), ei lähe see suuremaks isegi siis, kui mootori pöörete arv kahekordistub. Manööverdamine 20 amprit maapinnale (nagu tehase regulaatorid teevad), suurendab mähises soojust lisaks pöörisvooludele. Mähiste kaudu voolu vähendades tuleks vähendada ka mähiste tekitatud soojust. See ei vähenda pöörisvoolusid, kuid peaks vähendama generaatori tekitatud üldist soojust, loodetavasti säilitades mähise isolatsiooni.
Arvestades mähiste katet, pole ma tekitatud pinge pärast nii mures. Töötanud aastaid elektrimootorite ümberehituste alal, olen teadlik, et HEAT on isolatsiooni halvim vaenlane. Isolatsiooni kvaliteet halveneb töötemperatuuri tõustes. Ümbritseva õhu temperatuuril mahutab PAV-kattekiht 100 volti pöördeid. Kuid tõstke seda temperatuuri 100 C võrra ja see ei pruugi tõusta.
Olen ka uudishimulik. Elektrimootorid kasutavad raua magnetvälja pöördumisele vastupidavuse vähendamiseks 3% räni sisaldavat terasesulamist. Kas nad lisavad selle oma lamineerimisse või jätavad räni välja, et veelgi vähendada pinge ja voolu suurenemist suurel p / min? See ei lisa soojust, kuid vähendab raua efektiivsust, seda suurem on pöörete arv. Suurendades südamikus magnetvälja pöördumisele vastupidavust, ei pruugi magnetväli tungida nii sügavalt südamikku enne, kui on vaja tagurdada. Niisiis, mida suurem on pöörete arv minutis, seda vähem tungib magnetväli. Pöörisvoolud võivad seda tungimist veelgi vähendada.

I:

Teie analüüs on mõttekas ja tundub tehniliselt väga usaldusväärne. Kuna ma olen põhimõtteliselt elektroonikapoiss, ei ole minu elektriteadmised eriti head, nii et mootori sisemise töö ja modifikatsioonide soovitamine võib minu jaoks olla keeruline. Kuid nagu te oma viimastes lausetes magnetvälja piirates ütlesite, saab pöörisvoolu sügavasse sisenemist ära hoida. Proovisin selle teema kohta otsida, kuid ei leidnud siiani midagi kasulikku!

Leonard:

Niisiis, olles töötanud elektrimootoritega 13 aastat, on mul teid veidi ebasoodsamas olukorras? Kuigi minu õpingud on olnud ka elektroonika alal, ja nii oli ka kogu mu töö, kuni leidsin, et suudan mootoritega töötades rohkem raha teenida. See tähendas ka seda, et ma ei pidanud integreeritud vooluahelatega sammu ja MOSFETid olid õrnad pisiasjad, mida sai vähima staatilise laenguga kiiresti puhuda. Nii et kui asi puudutab elektroonikat, siis olen teie jaoks ebasoodsas olukorras. Ma ei suutnud uute arengutega sammu pidada.
Huvitav on see, et mul pole õnnestunud suurt osa oma teabest ühest kohast leida. Omamoodi nagu poleks ükski mõiste omavahel seotud. Kuid kui nad kõik kokku panevad, hakkavad nad mõistlikuks saama. Mida suurem on sagedus, seda vähem on vaja sama induktiivse reaktantsi saamiseks pöördeid. Nii et mida suurem on p / min, seda vähem efektiivseks muutub magnetväli. See on umbes ainus viis, kuidas nad suudavad väljundit konstantsena hoida, kui väljund saavutab 70 volti.
Kuid ostsilloskoobi mustrit vaadates pole see muljet avaldanud. Millisekund laadimisaega, millele järgneb 6 kuni 8 millisekundit maandatud väljundit. Kas see võib olla põhjus, miks mootorratta akud kaua vastu ei pea? Kuus kuud kuni aasta, samal ajal kui autoakud töötavad viis aastat või kauem. Sellepärast valin ma pinge maapinnale kõrgema pinge korral 'klambri' ja see lõikamine on pidev. Järgneb seeria regulaator, et säilitada püsiv laadimiskiirus vastavalt sellele, mida aku, valgustid ja vooluahelad vajavad. Ehitades selle nii, et see töötaks 50 ampriga, ei peaks ma enam kunagi regulaatorit asendama.
Töötan 50 Amprise reitinguga, kuid eeldan, et „lõikuri” kasutamisel peaks Amperage olema maapinnast tunduvalt madalam kui 20 Amprit. Võib-olla nii madal kui neli amprit. Seejärel lubab seeria regulaator mootori jaoks (umbes) seitset amprit, tulesid ja vooluahelaid. Kõik hästi komponentide võimsuse piires ja mähiste katte väljakutsumiseks pole piisavalt pinget.
Kirjutasite šundiregulaatoritest väga hea artikli, kuid 25 Amprit on minu rakenduse jaoks lihtsalt liiga vähe. Siiski on see hea inspiratsioon.

I:

Jah, see on õige, töötsükkel 1/6 ei lae akut korralikult. Kuid seda saab hõlpsasti lahendada sillaalaldi ja suure filtrikondensaatori abil, mis tagab, et aku saab tõhusaks laadimiseks piisavalt alalisvoolu. Mul on hea meel, et minu artikkel meeldis. 25-amprist piiri saab aga hõlpsasti uuendada, suurendades MOSFET-i võimendi spetsifikatsioone. Või lisades paralleelselt rohkem seadmeid.

Leonard:

Samal ajal üritan hoida kõik kompaktsena, et see mahuks ruumi, nii et suur filtrikondensaatori kondensaator muutub probleemiks. Samuti pole seda vaja, kui kõik kolm faasi lõigatakse pärast silla alaldit. Kogu pulsatsioon on ära lõigatud ja seeriaregulaator säilitab 100% laadimisaja.
Teie vooluahel hoiab ka 100% laadimisaega, kuid vool, mille maandate, on palju suurem, kuna lõikate seda aku pingel.

Nagu lainekuju näete, ei tohiks kondensaatorit vaja minna. Kuid kõrgemal tasemel lõikamisel peaks maapinnale manööverdatud vool olema madalam. Siis ei tohiks seeriaregulaatori pinge langetamine midagi haiget teha. Aku laadimiseks peaks olema rohkem kui küll.
Üks märge. Plii- / happeaku optimaalne laadimispinge on tegelikult 13,7 volti. 12-voldisel hoidmisel ei pruugi aku mootori käivitamiseks piisavalt olla. Ja minu ring on esialgne ja võib veel muutuda.

Tehas näeb oma toimimisviisis välja peaaegu primitiivne. Nende vooluahel laadib akut, kuni see päästiku tasemeni jõuab. siis eraldab see kogu voolu maapinnale, kuni aku langeb päästiku tasemest madalamale. Tulemuseks on lühikese karmi laengupurskega lainekuju, mis võib ulatuda kuni 15 amprini. (Ma ei mõõtnud seda), millele järgnes pikem joon, millel oli väike langus, ja veel üks purske.
Olen näinud, et autoakud peaksid vastu 5–10 aastat või kauem. Farmi lapsena muutis mu isa ühe vanade traktorite autolt pärit generaatori abil kuuest voltist 12-voldiseks. Viisteist aastat hiljem käivitas see sama aku veel traktorit. Koolis, kus ma töötan (õpetab mootorratta ohutust), tuleb kõik patareid ühe aasta jooksul välja vahetada. MIKS? ? ? Ainus asi, mida olen suutnud välja mõelda, on laadimissüsteem. Enamik akusid, millega olen töötanud, on hinnatud ainult 2 Amprise laadimissageduse järgi. Lühikeste purunemiste korral akuklemmidele rakendatud kuni 70 volti, mis on võimelised 30 Amprini, võivad põhjustada sisekahjustusi ja lühendada aku eluiga. Eriti patareides, kus vedeliku taset ei saa kontrollida. Ainus probleem akuga võib olla vedeliku tase, kuid sellega ei saa midagi teha. Kui suudan vedeliku taset kontrollida ja säilitada, pikeneb aku kasutusaeg märkimisväärselt.
Generaatorilt tulevad juhtmed oleksid # 16 meetriline ekvivalent. AWG tabeli järgi sobib see ülekandeliinina 3,7 A-le ja šassii juhtmetes 22 A-le. 30 amprise generaatori peal koos šundiregulaatoriga? Šundi tase ja Amperage peaksid olema pöördvõrdelised, nii et pinge pooleks lõigates peaksin Amperage'i oluliselt vähendama. Alaldatud lainekuju vaadates on EMF suurim kontsentratsioon alumises osas. Loogika soovitab, et vool vähendatakse murdosaks. Saan teada, kui selle kasutusele võtan.
1500cc mootoril ei looda ma mootori vähenenud pidurdust märgata, kuid minu kütusekulu võib paraneda. Ja ma mäletan, et juba siis, kui nad hakkasid mootorigeneraatoritele tahkis-regulaatoreid panema, oli maagiline arv 13,7 volti. Siiski plaanisin oma seeriaregulaatori seadistada umbes 14,2 volti. Liiga kõrge ja vedelik aurustub kiiremini. Olite palju abivalmis kui teate. Algselt oli mul kuus erinevat vooluringi, mida ma kaalusin ja kavatsesin neist igaühele leiba panna. Teie artikkel kõrvaldas neist viis, nii et saan säästa märkimisväärselt aega ja keskenduda vaid ühele. See säästab mulle palju tööd. See on väärt aega, et teiega ühendust võtta.
Teil on minu luba katsetada minu skeemi ja vaadata, mida te välja mõtlete. Erinevatel foorumitel loen, kus paljud inimesed räägivad seeriaregulaatorite külastamisest. Teised hoiatavad, et liiga kõrge pinge ei kahjusta traadi isoleeritud katet. Ma kahtlustan, et õnnelik meedium võib olla mõlema süsteemi kombinatsioon, kuid ei lükka kogu väljundit maapinnale. Vooluring on endiselt lihtne, väheste komponentidega, kuid mitte arhailine.
Suur aitäh teile aja ja tähelepanu eest. Üks minu tehnilise teabe allikatest on: OCW.MIT.EDU Olen käinud seal juba paar aastat insenerikursustel. Nende tegemise eest ei saa te krediiti, kuid see on ka täiesti tasuta.