Направете тази верига за електрически скутер / рикша

Статията представя прост дизайн на веригата на електрически скутер, който също може да бъде модифициран, за да се направи електрическа авторикша. Идеята е поискана от г-н Стив.

Заявката за веригата

Имах късмета да намеря вашия блог, наистина невероятни неща, които сте успели да проектирате.

Търся DC към DC Step Up и контролер за електрически скутер

Вход: SLA (запечатана оловно-киселинна) батерия 12V, която е заредена ~ 13.5V
минимално напрежение - отрязано при ~ 10.5V

Изходна мощност: 60V DC мотор 1000W.

Попадали ли сте на такава схема?

Мога да си представя, че ще бъде тип push-pull, но нямам представа за типове MOSFET-та (дайте мощност 80-100A), като ги задвижвате, след това трансформатора, основния тип и след това диодите.
Плюс минималното напрежение, изключено за ограничаване на работния цикъл на ШИМ.

Намерих още малко информация. Двигателят е трифазен безчетков със сензори на Hall.
Има два начина да се приближите, а / оставете съществуващия контролер на място и направете само 12V до 60V стъпка нагоре или b / заменете контролера също.

Няма да има разлика в енергийната ефективност, контролера просто превключва коя фаза получава ток въз основа на сензорите на Hall. Следователно, придържайки се към план a.

Благодаря ти много,
Стив

Дизайнът

Днес производството на електрическо превозно средство е много по-лесно, отколкото преди, и това стана възможно благодарение на два основни елемента в дизайна, а именно BLDC двигателите и Li-ion или Li-полимерните батерии.

Тези два ултраефективни члена фундаментално позволиха концепцията за електрическите превозни средства да стане реалност и практически осъществима.

Защо BLDC мотор

BLDC двигателят или безчетковият двигател са ефективни, тъй като са проектирани да работят без физически контакти, освен сачмените лагери на вала.

При BLDC двигателите роторът се върти само чрез магнитна сила, което прави системата изключително ефективна, за разлика от по-ранните двигатели с четка, при които роторите са били прикрепени към захранващия източник през четки, причинявайки много триене, искри и износване в системата.

Защо Li-Ion батерия

По подобен начин, с появата на много модернизираните Li-йонни батерии и Lipo батериите днес постигането на електричество от батерии вече не се счита за неефективна концепция.

По-рано разполагахме само с оловни акумулаторни батерии за всички системи за архивиране на постоянен ток, които създадоха два основни недостатъка: тези колеги се нуждаеха от много време за зареждане, притежаваха ограничена скорост на разреждане, по-нисък живот и бяха обемисти и тежки, като всичко това само добавяше до неефективния им характер на работа.

За разлика от това, Li-ion или Li-po батериите са по-леки, компактни, бързо зареждащи се при високи скорости на тока и се разреждат при всякакви желани високи скорости на тока, те имат по-висок живот на експлоатация, са SMF типове, всички тези характеристики ги правят подходящ кандидат за приложения като електрически скутери, електрически рикши, квадрокоптери безпилотни летателни апарати и т.н.

Въпреки че BLDC двигателите са изключително ефективни, те изискват специализирани интегрални схеми за задвижване на техните статорни намотки, днес имаме много производители, произвеждащи тези ексклузивни IC модули от следващо поколение, които не само изпълняват основната функция за работа с тези двигатели, но също така са определени с много допълнителни допълнителни функции, като: PWM управление с отворен контур, управление със затворен контур с помощта на сензор, множество защитени защити, управление на мотора назад / напред, контрол на спирачките и множество други вградени функции от най-съвременните технологии.

Използване на схема на драйвер BLDC

Вече обсъдих един такъв отличен чип в предишния си пост, специално проектиран за работа с високомощни BLDC двигатели, това е MC33035 IC от Motorola.

Нека научим как този модул може да бъде ефективно приложен за направата на електрически скутер или електрическа рикша, точно във вашия дом.

Няма да обсъждам механичните детайли на превозното средство, а само електрическата верига и детайлите на окабеляването на системата.

Електрическа схема

Списък с части

Всички резистори, включително Rt, но без Rs и R = 4k7, 1/4 вата

Ct = 10nF

Потенциометър за скорост = 10K линеен

Горна мощност BJTs = TIP147

Долен Mosfets = IRF540

Rs = 0,1 / максимален токов капацитет на статора

R = 1K

C = 0.1uF

Горната фигура показва пълноправен високочестотен безчетков 3-фазен драйвер за постоянен ток на двигателя DC MC33035, който става напълно подходящ за предложеното приложение за електрически скутер или електрическа рикша.

Устройството има всички основни функции, които може да се очаква да бъдат в тези превозни средства, и ако е необходимо, IC може да бъде подобрена с допълнителни разширени функции чрез много алтернативни възможни конфигурации.

Разширените функции стават конкретно възможни, когато чипът е конфигуриран в режим на затворен цикъл, но обсъжданото приложение е конфигурация с отворен цикъл, която е по-предпочитана конфигурация, тъй като е много лесна за конфигуриране и въпреки това е в състояние да изпълни всички необходими функции това може да се очаква в електрическо превозно средство.

Вече обсъдихме функциите на pinout на този чип в предишната глава, нека обобщим същото и също така да разберем как точно може да се наложи прилагането на горната интегрална схема за постигане на различните операции, свързани с електрическо превозно средство.

Как функционира IC

Зелената засенчена секция е самата MC 33035 IC, която показва всички вградени сложни схеми, вградени вътре в чипа и какво го прави толкова напреднал с производителността си.

Жълто засенчената част е двигателят, който включва 3-фазен статор, посочен от трите намотки в конфигурацията „Delta“, кръглия ротор, обозначен с N / S магнити и три сензора на Хола отгоре.

Сигналите от трите сензора за ефект на Хол се подават към пиновете с номера 4, 5, 6 на IC за вътрешна обработка и генериране на съответната последователност на превключване на изхода през свързаните устройства за изходна мощност.

Функции за разпъване и контроли

Pinouts 2, 1 и 24 управляват външно конфигурираните горни устройства за захранване, докато щифтовете 19, 20, 21 са назначени за управление на допълващите устройства за захранване от долната серия. които заедно управляват свързания автомобилен мотор BLDC според различните подадени команди.

Тъй като интегралната схема е конфигурирана в режим с отворен контур, тя трябва да бъде активирана и контролирана с помощта на външни ШИМ сигнали, чийто работен цикъл трябва да определя скоростта на двигателя.

Тази интелигентна интегрална схема обаче не изисква външна схема за генериране на ШИМ, а по-скоро се обработва от вграден генератор и няколко вериги за усилване на грешки.

Компонентите Rt и Ct са подходящо избрани за генериране на честотата (20 до 30 kHz) за ШИМ, която се подава към пин # 10 на IC за по-нататъшна обработка.

Горното става чрез захранващо напрежение 5V, генерирано от самата интегрална схема на пин # 8, това захранване се използва едновременно за захранване на устройствата с ефект на Хол, изглежда всичко е направено точно тук .... нищо не се губи.

Частта, засенчена в червено, образува секцията за контрол на скоростта на конфигурацията, както се вижда, тя просто е направена с помощта на един обикновен потенциометър .... натискането й нагоре увеличава скоростта и обратно. Това от своя страна става възможно чрез съответно променящите се работни цикли на ШИМ в рамките на щифт # 10, 11, 12, 13 .

Потенциометърът може да бъде преобразуван в LDR / LED монтажна верига за постигане на a контрол на скоростта на педала без триене в превозното средство.

ПИН # 3 е за определяне на посоката напред, назад на въртенето на двигателя, или по-скоро посоката на скутера или рикшата. Това предполага, че сега вашият електрически скутер или вашата електрическа рикша ще имат възможност да се върнат назад .... просто си представете двуколесно с реверсивно съоръжение, ..... интересно?

ПИН # 3 може да се види с превключвател, затварянето на този превключва превключва щифта # 3 към земята, което позволява движение напред 'към двигателя', докато отварянето кара двигателя да се върти в обратна посока (pin3 има вътрешен резистор за изтегляне, така че отварянето превключвателят не причинява нищо вредно за IC).

По същия начин, превключвателят на щифт № 22 избира реакцията на сигнала за фазово изместване на свързания двигател, този превключвател трябва да бъде подходящо включен или изключен по отношение на характеристиките на двигателя, ако се използва 60-градусов фазиран двигател, тогава превключвателят трябва да остане затворен и се отваря за 120-градусов фазиран двигател.

ПИН # 16 е заземителният щифт на интегралната схема и трябва да бъде свързан с отрицателната линия на батерията и / или общата заземена линия, свързана със системата.

ПИН # 17 е Vcc, или положителният входен щифт, този щифт трябва да бъде свързан към захранващо напрежение между 10V и 30V, като 10V е минималната стойност и 30V максималната граница на пробив за IC.

ПИН # 17 може да бъде интегриран с „Vm“ или захранващата линия на двигателя, ако спецификациите на захранването на двигателя съвпадат със спецификациите на IC Vcc, в противен случай pin17 може да бъде захранван от отделна степенна стъпка надолу.

ПИН # 7 е 'активиране' pinout на IC, този щифт може да се види завършен към маса чрез превключвател, докато е включен и щифт # 7 остава заземен, двигателят може да остане активиран, когато е изключен, двигателят е деактивиран, в резултат на което двигателят се движи, докато накрая спре. Режимът на пробег може бързо да спре, ако двигателят или превозното средство са под някакво натоварване.

ПИН # 23 е присвоена със „спирачна“ способност и кара двигателя да спира и спира почти мигновено, когато съответният превключвател се отвори. Двигателят може да работи нормално, докато този превключвател е затворен и щифтът № 7 е заземен.

Бих препоръчал да включите превключвателя на щифт № 7 (активиране) и щифт № 23 (спирачка) заедно, така че те да бъдат превключени с двойно действие и заедно, това вероятно би помогнало за „убиване“ на въртенето на двигателя ефективно и колективно и също така дават възможност на двигателя да работи с комбиниран сигнал от двата дюза.

„Rs“ образува сензорния резистор, отговорен за проверка на претоварването или свръх текущите условия на двигателя, в такива ситуации. състоянието „повреда“ се задейства незабавно, като незабавно се изключва двигателят и интегралната схема влиза вътрешно в режим на блокиране. Състоянието остава в този режим, докато повредата не бъде коригирана и нормалността не бъде възстановена.

Това завършва подробното обяснение по отношение на различните пинови на предложените електрически скутери / модули за управление на рикша. Просто трябва да бъде правилно внедрен според показаната информация за свързване в диаграмата за успешно и безопасно изпълнение на операциите на автомобила.

В допълнение, IC MC33035 също така включва няколко вградени защитни функции, като например блокиране на подволаж, което гарантира, че превозното средство е изключено, в случай че IC е блокирано от необходимото минимално захранващо напрежение, както и защита от термично претоварване, осигуряваща че IC никога не работи с прекомерни температури.

Как да свържете батерията (захранване)

Според заявката електрическото превозно средство е определено да работи с 60V вход и потребителските заявки за усилващ конвертор за придобиване на това по-високо ниво на напрежение от по-малка 12V или 24V батерия.

Добавянето на усилващ преобразувател обаче може ненужно да направи веригата по-сложна и може да добави към възможна неефективност. По-добрата идея е да използвате 5nos от 12V батерии последователно. За достатъчно време за резервно копие и ток за мотора с мощност 1000 вата, всяка батерия може да бъде оценена на 25AH или повече.

Окабеляването на батериите може да бъде осъществено чрез позоваване на следните подробности за свързване: