Vyrobte si tento elektrický skúter / rikšový okruh

Tento článok predstavuje jednoduchý dizajn obvodu elektrického skútra, ktorý je možné tiež upraviť tak, aby vznikol elektrický auto-rikša. Túto myšlienku požadoval pán Steve.

Žiadosť o okruh

Mal som to šťastie, že som našiel váš blog, naozaj úžasné veci, ktoré sa vám podarilo navrhnúť.

Hladam a DC to DC Step Up a radič pre elektrický skúter

Vstup: SLA (zapečatená olovená kyselina) batéria 12V, ktorá je nabitá ~ 13,5 V.
minimálne napätie - odpojené pri ~ 10,5V

Výstup: 60V jednosmerný motor 1000W.

Stretli ste sa s takýmto okruhom?

Viem si predstaviť, že to bude typu push-pull, ale nemám predstavu o typoch mosfetov (udávajú príkon 80-100A), ich poháňaní, potom o transformátore, jadre a potom o diódach.
Plus minimálne prerušenie napätia na pokrytie pracovného cyklu PWM.

Našiel som nejaké ďalšie informácie. Motor je 3fázový bezkartáčový s Hallovými senzormi.
Existujú dva spôsoby, ako k tomu pristupovať, a / ponechať existujúci radič na svojom mieste a vykonať iba zosilnenie 12V až 60V alebo b / vymeniť tiež radič.

Nebude žiadny rozdiel v energetickej účinnosti, kontrolór jednoducho prepína, ktorá fáza dostane prúd na základe Hallových senzorov. Preto držať sa plánu a.

Ďakujem mnohokrát,
Steve

Dizajn

Dnešná výroba elektrického vozidla je oveľa ľahšia ako predtým, a to je možné vďaka dvom hlavným prvkom konštrukcie, a to motorom BLDC a lítium-iónovým alebo lítium-polymérovým akumulátorom.

Títo dvaja mimoriadne efektívni členovia zásadne umožnili, aby sa koncept elektrických vozidiel stal skutočnosťou a bol skutočne uskutočniteľný.

Prečo BLDC Motor

BLDC motor alebo bezkartáčový motor sú účinné, pretože sú navrhnuté tak, aby fungovali bez akýchkoľvek fyzických kontaktov okrem guľkových ložísk hriadeľa.

V motoroch BLDC sa rotor otáča iba prostredníctvom magnetickej sily, čo robí systém mimoriadne efektívnym, na rozdiel od predchádzajúcich motorov s kartáčmi, ktoré mali svoje rotory pripevnené k zdroju napájania cez kefy, čo v systéme vyvoláva veľké trenie, iskrenie a opotrebovanie.

Prečo Li-Ion batéria

Na podobných linkách sa s nástupom výrazne inovovaných lítium-iónových batérií a batérií Lipo už dnes nepovažuje získavanie elektriny z batérií za neefektívny koncept.

Predtým sme mali k dispozícii iba olovené batérie pre všetky záložné systémy s jednosmerným prúdom, ktoré mali dve hlavné nevýhody: Tieto náprotivky potrebovali veľa času na nabitie, mali obmedzenú rýchlosť vybíjania, nižšiu životnosť a boli objemné a ťažké. na ich neefektívny charakter práce.

Naproti tomu sú Li-ion alebo Li-po batérie ľahšie, kompaktné, rýchlo nabíjateľné pri vysokých prúdových rýchlostiach a sú vybíjateľné pri ľubovoľnom požadovanom vysokom prúdovom prúde, majú vyššiu životnosť, sú typu SMF, vďaka všetkým týmto vlastnostiam sú správny kandidát na aplikácie ako elektrické skútre, elektrické rikše, kvadrokoptérové ​​drony atď.

Aj keď sú motory BLDC mimoriadne účinné, vyžadujú na napájanie svojich statorových cievok špecializované integrované obvody, dnes máme veľa výrobcov vyrábajúcich tieto exkluzívne integrované obvody novej generácie, ktoré nielenže majú základnú funkciu fungovania týchto motorov, ale sú tiež vybavené mnohými pokročilými doplnkovými modulmi. funkcie, ako napríklad: riadenie otvorenej slučky PWM, riadenie uzavretej slučky pomocou snímača, viacnásobné zabezpečenie, riadenie chodu vzad / vpred, ovládanie bŕzd a množstvo ďalších najmodernejších zabudovaných funkcií.

Používanie obvodu vodiča BLDC

Jeden taký vynikajúci čip som už prediskutoval vo svojom predchádzajúcom príspevku, špeciálne navrhnutom pre prácu s vysokonapäťovými BLDC motormi, je ním MC33035 IC od spoločnosti Motorola.

Poďme sa naučiť, ako je možné tento modul efektívne implementovať na výrobu elektrického skútra alebo elektrickej rikše priamo vo vašej domácnosti.

Nebudem diskutovať o mechanických detailoch vozidla, skôr iba o elektrickom obvode a detailoch zapojenia systému.

Schéma zapojenia

Zoznam položiek

Všetky rezistory vrátane Rt, ale okrem Rs a R = 4k7, 1/4 wattu

Ct = 10 nF

Potenciometer rýchlosti = 10K lineárny

Horný výkon BJT = TIP147

Dolné mosfety = IRF540

Rs = 0,1 / max. Prúdová kapacita statora

R = 1K

C = 0,1 uF

Vyššie uvedený obrázok ukazuje plnohodnotný vysokovýkonný bezkartáčový 3fázový budič jednosmerného motora IC MC33035, ktorý sa stáva úplne vhodným pre navrhovanú aplikáciu na elektrický skúter alebo rikšu.

Zariadenie má všetky základné funkcie, ktoré možno v týchto vozidlách očakávať, a v prípade potreby je možné IC vylepšiť o ďalšie pokročilé funkcie prostredníctvom mnohých alternatívnych možných konfigurácií.

Pokročilé funkcie sú konkrétne možné, keď je čip nakonfigurovaný v režime uzavretej slučky, diskutovaná aplikácia je však konfigurácia otvorenej slučky, ktorá je preferovanejšou konfiguráciou, pretože je oveľa jednoduchšie ju nakonfigurovať, a napriek tomu dokáže splniť všetky požadované vlastnosti ktoré možno očakávať v elektrickom vozidle.

Už sme diskutovali funkcie pinout tohto čipu v predchádzajúcej kapitole si to zhrňme a tiež pochopme, ako presne sa môže vyžadovať implementácia vyššie uvedeného IC na dosiahnutie rôznych operácií v elektrickom vozidle.

Ako IC funguje

Sekciou so zeleným tieňom je samotný MC 33035 IC, ktorý zobrazuje všetky vstavané sofistikované obvody zabudované do čipu a to, čo ho robí tak pokrokovým pri jeho výkone.

Žltou časťou je motor, ktorý obsahuje 3-fázový stator označený tromi cievkami v konfigurácii „Delta“, kruhový rotor označený N / S pólovými magnetmi a tri snímače Hallovho efektu na vrchu.

Signály z troch senzorov Hallovho efektu sa privádzajú do pinov 4, 5, 6 integrovaného obvodu pre interné spracovanie a generovanie zodpovedajúcej postupnosti spínania výstupu cez pripojené výstupné výkonové zariadenia.

Funkcie Pinout a ovládacie prvky

Konektory 2, 1 a 24 ovládajú externe nakonfigurované zariadenia s horným napájaním, zatiaľ čo kolíky 19, 20, 21 sú priradené na riadenie doplnkových zariadení s nižšou sériou napájania. ktoré spoločne ovládajú pripojený automobilový motor BLDC podľa rôznych privádzaných príkazov.

Pretože IC je konfigurovaný v režime otvorenej slučky, má sa aktivovať a riadiť pomocou externých signálov PWM, ktorých pracovný cyklus má určovať rýchlosť motora.

Tento inteligentný integrovaný obvod však nepotrebuje na generovanie PWM externý obvod, ale pracuje s ním vstavaný oscilátor a niekoľko obvodov chybových zosilňovačov.

Komponenty Rt a Ct sú vhodne vybrané na generovanie frekvencie (20 až 30 kHz) pre PWM, ktorá sa privádza na pin # 10 IC pre ďalšie spracovanie.

Vyššie uvedené sa vykonáva prostredníctvom napájacieho napätia 5 V generovaného samotným integrovaným obvodom na kolíku # 8, toto napájanie sa súčasne používa na napájanie zariadení s efektom Hall, zdá sa, že tu je všetko presne urobené .... nič nie je zbytočné.

Červeno vytieňovaná časť tvorí sekciu riadenia rýchlosti konfigurácie, ako je zrejmé, že je jednoducho vyrobená pomocou jediného obyčajného potenciometra .... jeho stlačenie smerom hore zvyšuje rýchlosť a naopak. Toto je zase možné vďaka zodpovedajúcim spôsobom sa meniacim pracovným cyklom PWM v celom obvode pin # 10, 11, 12, 13 .

Potenciometer je možné premeniť na montážny obvod LDR / LED na dosiahnutie a regulácia rýchlosti pedálu bez trenia vo vozidle.

Pin # 3 slúži na určenie smeru otáčania motora dopredu, dozadu, lepšie povedané smeru skútra alebo rikše. Znamená to, že teraz bude mať váš elektrický skúter alebo vaša elektrická rikša možnosť cúvania dozadu .... len si predstavte dvojkolku so spätným chodom, ..... zaujímavé?

Pin # 3 je možné vidieť pomocou spínača, zapnutie tohto spínača spôsobí, že kolík č. 3 je uzemnený, čo umožňuje „pohyb“ vpred k motoru, zatiaľ čo otváranie spôsobuje otáčanie motora v opačnom smere (kolík 3 má vnútorný odpor hore, takže otvorenie prepínač nespôsobuje nič škodlivé pre IC).

Rovnakým spôsobom prepínač č. 22 vyberá odozvu signálu fázového posuvu pripojeného motora. Tento prepínač musí byť zodpovedajúcim spôsobom zapnutý alebo vypnutý s ohľadom na technické parametre motora, ak sa použije 60-stupňový fázový motor, potom musí zostať spínač zatvorený a otvorte fázový motor so stupňom 120 stupňov.

Pin č. 16 je uzemňovací kolík IC a musí byť pripojený k zápornému vedeniu batérie a / alebo k spoločnému uzemňovaciemu vodiču spojenému so systémom.

Pin č. 17 je Vcc alebo kladný vstupný pin, musí byť tento pin pripojený k napájaciemu napätiu medzi 10 V a 30 V, pričom 10 V je minimálna hodnota a 30 V maximálna medzná hodnota pre IC.

Pin č. 17 môžu byť integrované do „Vm“ alebo napájacieho vedenia motora, ak sa špecifikácie napájania motora zhodujú so špecifikáciami IC Vcc, inak by kolík 17 mohol byť napájaný zo samostatného stupňa regulátora.

Pin # 7 je „povolenie“ pinu IC, tento pin je viditeľný zakončený na zem prostredníctvom spínača, pokiaľ je zapnutý a pin # 7 zostáva uzemnený, motor môže zostať aktívny, keď je vypnutý, motor je deaktivovaný, čo vedie k dobehu motora, až kým sa úplne nezastaví. Režim dobehu sa môže rýchlo zastaviť, ak je motor alebo vozidlo mierne zaťažené.

Pin č. 23 je priradený k schopnosti „brzdenia“ a spôsobuje takmer okamžité zastavenie a zastavenie motora pri otvorení príslušného spínača. Motor môže bežať normálne, pokiaľ je tento spínač zatvorený a pin # 7 je držaný uzemnený.

Odporúčal by som spoločný prepínač na kolíku č. 7 (aktivovať) a kolíku č. 23 (brzda), aby sa tieto prepínali dvojakým spôsobom a spoločne by to pravdepodobne pomohlo účinne a kolektívne „zabiť“ rotáciu motora. a tiež umožniť chod motora kombinovaným signálom z dvoch čapov.

„Rs“ tvorí snímací rezistor zodpovedný za kontrolu preťaženia alebo nadprúdových podmienok motora, v takýchto situáciách. „poruchový“ stav sa okamžite spustí, okamžite sa vypne motor a integrovaný obvod sa interne prepne do režimu blokovania. Stav zostáva v tomto režime, kým sa porucha neodstráni a neobnoví sa normálny stav.

Týmto sa končí podrobné vysvetlenie týkajúce sa rôznych pinoutov navrhovaných pinoutov ovládacieho modulu elektrického skútra / rikše. Musí byť správne implementovaný podľa zobrazených informácií o pripojení v diagrame pre úspešné a bezpečné vykonanie činnosti vozidla.

IC MC33035 navyše obsahuje aj niekoľko zabudovaných ochranných prvkov, ako napríklad blokovanie podpätia, ktoré zaisťuje vypnutie vozidla, ak je IC blokovaný z požadovaného minimálneho napájacieho napätia, a tiež tepelnú ochranu proti preťaženiu že IC nikdy nefunguje pri prehriatí.

Ako pripojiť batériu (napájací zdroj)

Podľa požiadavky je elektrické vozidlo špecifikované na prácu so vstupom 60V a užívateľ žiada o a prevodník zosilnenia na získanie tejto vyššej úrovne napätia z menšej 12V alebo 24V batérie.

Pridanie zosilňovacieho prevodníka by však mohlo zbytočne skomplikovať zapojenie a mohlo by to zvýšiť možnú neefektivitu. Lepší nápad je použiť 5nos 12V batérií v sérii. Pre dostatočný čas a prúd na zálohovanie pre 1000 W motor by každá batéria mohla byť dimenzovaná na 25AH alebo viac.

Zapojenie batérií je možné realizovať podľa nasledujúcich podrobností pripojenia: