Tehke see elektriline tõukeratta / rikša vooluring

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Artiklis esitatakse lihtsa elektrilise tõukeratta vooluringi disain, mida saab muuta ka elektrilise auto-rikša valmistamiseks. Idee soovis hr Steve.

Ringkonnaküsimus

Mul oli õnne, et leidsin teie ajaveebi, tõeliselt hämmastavad asjad, mille teil õnnestus kujundada.



Otsin a Alalisvool DC alalisvoolu ja elektrilise motorolleri kontroller

Sisend: SLA (suletud pliihape) aku 12V, mis on laetud ~ 13,5V
minimaalne pinge - katkestatakse ~ 10,5 V juures

Väljund: 60 V alalisvoolumootor 1000W.

Kas olete kokku puutunud sellise ringrajaga?

Ma võin kujutada, et see on tõukejõu tüüpi, kuid mul pole aimugi mosfettide tüüpidest (andke võimsusele 80–100 A), nende juhtimisele, seejärel trafole, südamiku tüübile ja seejärel dioodidele.
Lisaks minimaalne pinge, mis on PWM-i töötsükli katmiseks välja lülitatud.

Leidsin veel teavet. Mootor on 3-faasiline harjadeta koos halli anduritega.
Sellele lähenemiseks on kaks võimalust: a / jätke olemasolev kontroller oma kohale ja tehke ainult 12V kuni 60V või b / vahetage ka kontroller.

Energiatõhususes pole mingit vahet, kontroller lihtsalt vahetab saali andurite põhjal, milline faas saab voolu. Seetõttu järgides plaani a.

Tänan teid väga,
Steve

Kujundus

Elektrisõiduki valmistamine on tänapäeval palju lihtsam kui varem ja see on saanud võimalikuks tänu kahele põhielemendile, nimelt BLDC mootoritele ja liitium-ioon- või liitium-polümeerakudele.

Need kaks üliefektiivset liiget on põhimõtteliselt võimaldanud elektrisõidukite kontseptsioonil reaalsuseks saada ja praktiliselt teostatavaks.

Miks just BLDC mootor

BLDC mootor või harjadeta mootor on tõhus, kuna see on loodud töötama ilma füüsiliste kontaktideta, välja arvatud võlli kuullaagrid.

BLDC mootorites pöörleb rootor ainult läbi magnetjõu, mis muudab süsteemi ülimalt tõhusaks, vastupidiselt varasematele harjatud mootoritele, mille rootorid olid harjadega toiteallikaga kinnitatud, põhjustades süsteemis palju hõõrdumist, sädemeid ja kulumist.

Miks liitiumioonaku

Sarnaselt ei peeta tänapäeval palju uuendatud liitium-ioonakude ja Lipo patareide tulekul patareidest elektrit enam ebaefektiivseks kontseptsiooniks.

Varasemalt oli meie käsutuses ainult alalisvoolu varusüsteemide jaoks pliiakud, millel oli kaks peamist puudust: need kolleegid vajasid laadimiseks palju aega, neil oli piiratud tühjenemissagedus, madalam eluiga ning nad olid mahukad ja rasked, kõik need ainult lisasid nende ebaefektiivse töö iseloomuga.

Selle vastu on Li-ioon- või Li-po-akud kergemad, kompaktsemad, kiiresti laetavad suure voolutugevusega ja tühjenevad iga soovitud suure voolutugevusega, nende tööiga on pikem, SMF-tüüpi, kõik need funktsioonid muudavad need õige kandidaat sellistesse rakendustesse nagu elektrilised tõukerattad, elektrilised rikšad, quadcopter droonid jne.

Kuigi BLDC mootorid on äärmiselt tõhusad, vajavad need staatori mähiste juhtimiseks spetsiaalseid integraallülitusi. Praegu on meil palju tootjaid, kes toodavad neid eksklusiivseid järgmise põlvkonna IC mooduleid, mis mitte ainult ei tee nende mootorite käitamise põhifunktsiooni, vaid on ka täpsustatud paljude täiustatud lisamoodulitega funktsioonid, näiteks: PWM-i avatud ahelaga juhtimine, anduriga suletud ahela juhtimine, mitu lollikindlat kaitset, mootori tagurpidi / edasi juhtimine, pidurduse juhtimine ja arvukalt muid tipptasemel sisseehitatud funktsioone.

BLDC draiveri vooluringi kasutamine

Ühte sellist suurepärast kiipi olen juba arutanud oma eelmises postituses, mis on spetsiaalselt loodud suure võimsusega BLDC mootorite käitlemiseks, see on Motorola MC33035 IC.

Õppime, kuidas seda moodulit saab tõhusalt rakendada elektrilise tõukeratta või elektrilise rikša valmistamiseks otse teie kodus.

Ma ei hakka arutama sõiduki mehaanilisi üksikasju, vaid ainult elektriskeemi ja süsteemi juhtmestiku üksikasju.

Vooluringi skeem

Osade nimekiri

Kõik takistid, kaasa arvatud Rt, kuid välja arvatud Rs ja R = 4k7, 1/4 vatti

Ct = 10 nF

Kiiruspotentsiomeeter = 10K lineaarne

Ülemine võimsus BJT = TIP147

Alumised Mosfets = IRF540

Rs = 0,1 / maksimaalne staatori voolutugevus

R = 1K

C = 0,1 uF

Ülaltoodud joonisel on kujutatud täieõiguslik suure võimsusega harjadeta kolmefaasiline alalisvoolumootori draiver IC MC33035, mis sobib suurepäraselt kavandatava elektrilise tõukeratta või elektrilise rikša rakenduseks.

Seadmel on kõik põhifunktsioonid, mis nendes sõidukites eeldatavasti esinevad, ja vajaduse korral saab IC-d paljude muude võimalike konfiguratsioonide abil täiustada täiendavate täiendavate funktsioonidega.

Lisafunktsioonid saavad konkreetselt võimalikuks, kui kiip on konfigureeritud suletud ahela režiimis, kuid käsitletud rakendus on avatud tsükli konfiguratsioon, mis on eelistatum konfiguratsioon, kuna see on palju lihtne konfigureerida ja suudab siiski täita kõiki nõutavaid funktsioone mida võib oodata elektrisõidukis.

Oleme juba arutanud selle kiibi kinnitusfunktsioonid võtame eelmises peatükis kokku sama ja mõistame ka seda, kuidas täpselt ülaltoodud IC-d võib vaja minna elektrisõidukiga seotud erinevate toimingute saavutamiseks.

Kuidas IC töötab

Roheline varjutatud sektsioon on MC 33035 IC ise, mis näitab kõiki kiibi sisseehitatud keerukaid vooluringe ja mis muudab selle oma jõudlusega nii arenenud.

Kollane varjutatud osa on mootor, mis sisaldab kolmefaasilist staatorit, mis on tähistatud kolme Delta konfiguratsioonis oleva rulliga, ümmargust rootorit tähistatud N / S poolusega magnetitega ja kolme Halli efekti andurit üleval.

Kolme Hall-efekti anduri signaalid suunatakse sisemise töötlemise ja vastava väljundlülitussarja genereerimise jaoks ühendatud väljundseadmetesse IC tihvtidele nr 4, 5, 6.

Kinnitusfunktsioonid ja juhtnupud

Tihvtid 2, 1 ja 24 juhivad väliselt konfigureeritud ülemise võimsusega seadmeid, samas kui tihvtid 19, 20, 21 on määratud täiendavate madalama seeria toiteseadmete juhtimiseks. mis koos juhivad ühendatud BLDC mootorimootorit vastavalt erinevatele etteantud käskudele.

Kuna IC on konfigureeritud avatud ahela režiimis, peaks see olema aktiveeritud ja juhitav väliste PWM-signaalide abil, mille töötsükkel peaks määrama mootori kiiruse.

Kuid see nutikas IC ei vaja PWM-ide genereerimiseks välist vooluahelat, pigem haldab seda sisseehitatud ostsillaator ja paar veavõimendi vooluringi.

Rt ja Ct komponendid on sobivalt valitud PWM-ide sageduse (20 kuni 30 kHz) genereerimiseks, mis juhitakse IC-i kontakti nr 10 edasiseks töötlemiseks.

Ülaltoodu toimub läbi 5V toitepinge, mille IC ise tekitab tihvti nr 8 juures. Seda toiteallikat kasutatakse samaaegselt Halli efekti seadmete toitmiseks, tundub, et siin on kõik täpselt tehtud .... midagi pole raisatud.

Punasega varjutatud osa moodustab konfiguratsiooni kiiruse reguleerimise sektsiooni, nagu on näha, see on lihtsalt tehtud ühe tavalise potentsiomeetri abil .... selle ülespoole surumine suurendab kiirust ja vastupidi. See on omakorda võimalik tänu PWM-i vastavate varieeruvate töötsüklite kasutamisele kogu seadmes tihvtid nr 10, 11, 12, 13 .

Potentsiomeetri saab muuta LDR / LED-i montaažiahelaks, et saavutada a hõõrdevaba pedaali kiiruse juhtimine sõidukis.

Pin # 3 on ette nähtud mootori pöörlemise edasisuuna, vastupidise suuna, õigemini motorolleri või rikša suuna määramiseks. See tähendab, et nüüd on teie elektrirolleril või rikšal võimalus tagasi tagurdada .... kujutage vaid ette kaherattalist, millel on tagasikäik, ..... huvitav?

Pin # 3 on lülitiga nähtav, selle lüliti sulgemine muudab tihvti nr 3 maapinnale, võimaldades mootoril edasi liikuda, samal ajal kui see avab mootori vastassuunas pöörlema ​​(tihvtil 3 on sisemine tõmbe takisti, nii et avamine lüliti ei põhjusta IC-le midagi kahjulikku).

Samamoodi valib lüliti nr 22 ühendatud mootori faasinihke signaali vastuse, see lüliti tuleb vastavalt mootori tehnilistele andmetele vastavalt sisse või välja lülitada, kui kasutatakse 60-kraadist faasimootorit, peab lüliti jääma suletuks ja avage 120-kraadise faasimootori jaoks.

Pin # 16 on mikrokiibi maandustihvt ja see peab olema ühendatud aku negatiivse ja / või süsteemiga seotud ühise maandusliiniga.

Pin # 17 on Vcc või positiivse sisendiga tihvt, tuleb see tihvt ühendada toitepingega vahemikus 10 V kuni 30 V, 10 V on IC minimaalne väärtus ja 30 V maksimaalne lagunemispiir.

Pin # 17 võib olla integreeritud Vm või mootori toiteliiniga, kui mootori toiteallikad vastavad IC Vcc spetsifikatsioonidele, vastasel juhul võib tihvti 17 tarnida eraldi regulaatori astmest.

Pin # 7 on mikrolülituse „lubatav” kinnitus, seda tihvti võib näha maandatuna lüliti kaudu seni, kuni see on sisse lülitatud ja tihvt nr 7 jääb maandatud, lastakse mootoril välja lülitatuna püsida aktiveeritud, mootor on välja lülitatud, mille tagajärjel mootor rannikule, kuni see lõpuks seiskub. Kui mootor või sõiduk on teatud koormuse all, võib liikumisrežiim kiiresti seiskuda.

Pin # 23 omistatakse pidurdusvõimele ja see põhjustab mootori seiskumise ja seiskumise peaaegu kohe, kui vastav lüliti avatakse. Mootoril lastakse normaalselt töötada seni, kuni seda lülitit hoitakse suletuna ja tihvti nr 7 hoitakse maandatud.

Soovitaksin ühendada tihvti nr 7 (lubamine) ja tihvti nr 23 (pidur) lüliti kokku, nii et neid lülitatakse kahekordse toimega ja see aitaks tõenäoliselt mootori pöörlemist tõhusalt ja kollektiivselt 'tappa' ja võimaldavad mootoril töötada ka kahe signaali kombineeritud signaaliga.

'R' moodustab sensoritakisti, mis vastutab mootori ülekoormuse või praeguste tingimuste kontrollimise eest sellistes olukordades. Rikke seisund käivitub koheselt, lülitades mootori koheselt välja ja IC lülitub sisemiselt lukustusrežiimi. Seisund püsib selles režiimis seni, kuni rike on parandatud ja normaalsus taastatud.

Sellega lõpetatakse üksikasjalik selgitus kavandatava elektrilise tõukeratta / rikša juhtmooduli tihvtide erinevate kinnitusdetailide kohta. Sõiduki toimingute edukaks ja ohutuks rakendamiseks tuleb see lihtsalt õigesti rakendada vastavalt diagrammil näidatud ühendusteabele.

Lisaks sisaldab IC MC33035 ka mõnda sisseehitatud kaitsefunktsiooni, nagu näiteks volati alla jääv lukustus, mis tagab sõiduki väljalülitamise juhul, kui IC on nõutud minimaalsest toitepingest pärsitud, ja ka termilise ülekoormuse kaitse, mis tagab et IC ei tööta kunagi temperatuuride ületamisel.

Aku (toiteallika) ühendamine

Vastavalt päringule on elektrisõiduk määratud töötama 60 V sisendiga ja kasutaja nõuab a võimenduse muundur selle kõrgema pingetaseme saamiseks väiksemalt 12V või 24V patareilt.

Kuid võimenduse muunduri lisamine võib tarbetult muuta vooluringi keerukamaks ja suurendada võimalikku ebaefektiivsust. Parem idee on kasutada järjestikku 5nos 12V patareisid. 1000-vatise mootori piisava varundamisaja ja voolu tagamiseks võiks iga aku nimiväärtus olla 25AH või rohkem.

Patareide juhtmeid saab rakendada järgmiste ühenduse üksikasjade abil:




Paar: Suure võimsusega harjadeta mootori juhtimisahel Järgmine: Kuidas töötavad muundurid